[其他]配電變壓器無功補償缺相諧振消除器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87203055
• 申請日: 1987-03-17
• 公開（公告）號: CN87203055U
• 公開（公告）日: 1988-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉運宏
• 申請（專利權(quán)）人: 劉運宏
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04
• 代理公司: 大連市專利服務(wù)中心
• 代理人: 朱憲高

本實用新型是一種用來消除配電變壓器次級加裝低壓補償電容后，當變壓器初級跌落保險斷開突然缺相造成變壓器次級電感和補償電容器發(fā)生諧振的裝置。

在現(xiàn)行的配電變壓器供電系統(tǒng)中，為了提高電網(wǎng)的力率普遍地采用了電容補償技術(shù)，以進行無功功率補償。因為低壓電容器比高壓電容器有明顯的優(yōu)越性，所以用戶越來越多地采用低壓電容補償?shù)霓k法，電容器組集中裝設(shè)在配電變壓器臺上。在大的用電單位中通常是在配電變壓器的高壓側(cè)（初級）加裝高壓油開關(guān)。但高壓油開關(guān)價格昂貴不適于中小企業(yè)和農(nóng)村使用。大部分中小企業(yè)和農(nóng)村都是在配電變壓器的高壓側(cè)加裝跌落保險。由于在低壓側(cè)（次級）裝設(shè)了補償電容，當?shù)浔ｋU因為某種原因斷開時，造成缺相，就會使該相次級電感量下降，當感抗和補償電容的容抗相等時發(fā)生諧振，形成諧振過電壓。這時缺相的相電壓將達到幾倍于額定電壓值，其它相的相電壓也明顯升高。這種諧振現(xiàn)象引起的后果是在這期間投入運行的用電器具很快燒毀，甚至有時連配電變壓器和補償電容器也會燒損，損失很大。尤其是在配電變壓器空載或者輕載時，這種諧振現(xiàn)象更易發(fā)生。

本實用新型的任務(wù)是給出一種適用于在配電變壓器的高壓側(cè)加裝跌落保險、在低壓側(cè)裝有補償電容器的供電系統(tǒng)中，當?shù)浔ｋU斷開后造成缺相形成諧振時迅速破壞諧振條件，從而使配電變壓器和用電器具達到保護的裝置。

完成本實用新型任務(wù)的方案是：在配電變壓器的低壓側(cè)設(shè)置一個可以檢測出諧振過電壓信號的諧振過電壓檢測網(wǎng)絡(luò)，這個檢測網(wǎng)絡(luò)在電壓允許變化升高的范圍內(nèi)不工作，一旦電壓超過允許變化的最大值時，迅速檢測出諧振過電壓信號。諧振過電壓信號經(jīng)整形變換放大后去控制補償電容器，使之和供電電路斷開。從而破壞了諧振條件，使配電變壓器及用電器獲得了保護。

諧振過電壓檢測網(wǎng)絡(luò)的檢測元件可以采用雙向穩(wěn)壓二極管。將配電變壓器的低壓側(cè)各相電壓經(jīng)過阻容元件分壓后送給雙向穩(wěn)壓二極管。當實際電壓低于允許升高的最大值時，雙向穩(wěn)壓二極管不導(dǎo)通。否則雙向穩(wěn)壓二極管導(dǎo)通，有信號輸出，這就是諧振過電壓信號。

諧振過電壓信號的獲得也可以采用檢測零序分量的方法。因為在正常情況下三相電壓基本對稱，零序分量近似為零，而在發(fā)生缺相諧振時，三相電壓是不對稱的。所以用三個阻抗相等的阻抗元件分別接在配電變壓器的三相低壓端，三個阻抗元件的公共端經(jīng)過一個阻抗元件接在零線上，當諧振時三相不對稱，在這個阻抗元件上即可得到諧振過電壓信號。

采用檢測零序分量的方法獲得諧振過電壓還可用電壓零序分量過濾變壓器的方式實現(xiàn)。其原理圖如圖3。

圖中鐵芯截面相等，配電變壓器低壓端經(jīng)電容器C1接電壓零序分量過濾變壓器，三個線圈的公共端相短接，且圈數(shù)相等。次級線圈如圖繞法，a、b端為信號輸出端。正常時A、B、C三相平衡，a、b端無信號輸出。當三相不平衡或因缺相引起諧振時，a、b端即有輸出。

控制電路可以用普通的放大器或者單穩(wěn)壓電路將諧振過電壓信號放大整形，由晶體管進行功率放大。通過低壓空氣可控開關(guān)去控制補償電容器的斷開。

附圖1是本實用新型最佳實施例的方框圖。A、B、C接在配電變壓器的三相低壓輸出端。當配電變壓器高壓側(cè)的跌落保險的某相因某種原因斷開時，造成配電變壓器的低壓側(cè)電感和補償電容器諧振產(chǎn)生諧振過電壓。諧振過電壓檢測網(wǎng)絡(luò)檢測出這個諧振過電壓信號。控制電路將這個諧振過電壓信號進行整形變換放大控制低壓空氣可控開關(guān)動作把補償電容器斷開，并且控制狀態(tài)顯示電路，以顯示出該配電線路出現(xiàn)了故障。當維修人員把跌落保險恢復(fù)正常后，啟動低壓空氣可控開關(guān)“正常”工作按鈕使補償電容器重新接入電路，恢復(fù)正常供電，同時狀態(tài)顯示電路的指示燈也轉(zhuǎn)換為“正常”指示。

附圖2是本實用新型實施例的電原理圖。

a、b、c接在配電變壓器低壓三相輸出端，O接在配電變壓器的零線端；a1、b1、c1接補償電容器Cf。

電容Ca、Cb、Cc和壓敏電阻Ra、Rb、Rc、Rd及電容C1組成諧振過電壓檢測網(wǎng)絡(luò)。諧振過電壓信號從Ra、Rb、Rc、Rd的公共端A點獲得。選擇Ra、Rb、Rc為270V的壓敏電阻。正常情況下配電變壓器的低壓端輸出220V±10％的相電壓，由于三相電壓基本平衡，在A點對零線沒有電壓輸出。當配電變壓器高壓側(cè)發(fā)生缺相時，由于諧振的產(chǎn)生，在低壓側(cè)和缺相的那一相對應(yīng)的相電壓升高，三相不平衡。當諧振過電壓高于交流270V（此門限值可以調(diào)整）時壓敏電阻的阻值急驟減小，Rd上分壓增大，就獲得了諧振過電電壓信號。此電路的接法保證了三相電壓中的任何相缺相時都能獲得諧振過電壓信號。