一種應用于配網的電能抽取裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種應用于配網的電能抽取裝置，包括電容器、與所述電容器串聯的低壓飽和電抗器，還有并聯在低壓飽和電抗器兩端的放電間隙；其特征在于：所述電容器是兩端工作電壓占接入電網電壓95%以上的高壓電容器，低壓飽和電抗器鐵芯是超微晶材料或坡莫合金材料；所述電能抽取裝置的額定容量≤1270VA。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種應用于配網的電能抽取裝置，具體為用于35kV及以下電壓等級的各類配網變電站中二次系統電源的抽取方法及裝置，屬電力系統中變電站的控制與保護

技術介紹
電力系統中，電網的二次設備，如電能計量裝置、繼電保護裝置、故障濾波裝置、通訊裝置、自動控制裝置等，都需要穩定可靠的工作電源供電，已有技術主要包括電壓互感器供電及獨立的二次電源系統供電兩大類。對于配電網，當變電站、箱式變電站、開關柜、環網柜等自身與電網斷開后，如果不配置由蓄能電池及逆變器構成的電源(亦稱直流屏，電池組，電源柜等)，就無法與外接電網進行開關的投合操作。因此出現了在變電站或開關柜的進線處安裝電網電能抽取裝置，如電磁式電壓互感器抽能裝置，這種電壓互感器通常安裝在所謂的站內，當站內設備與進線斷開時則無法使用。若安裝在站外，又會出現耐受進線過電壓風險；而且當電磁式電壓互感器需同時滿足誤差特性和耐受電網過電壓要求時，其體積會增加、重量會加大、造價迅速上升。如果采用獨立的二次電源系統供電方案，也存在需單獨配置電源屏，占用間隔多，投資大等問題。中國技術專利《架空線路取能電源》(申請號=201020254057. I)及《電纜插接式取能電源》(申請號=201020205090. 5)公開的，是變壓器與取能電容連接裝置，電容之后連接的是變壓器原邊及保護模塊，變壓器二次側接AC/DC電源模塊，其不足之處是當變壓器一次電壓發生變化時，其二次輸出會隨著變化，變壓器自身抗擊浪涌電壓能力差，二次輸出穩定性較差。
技術實現思路
本技術的目的是針對
技術介紹
提出的問題，公開一種應用于配網的電能抽取方法及裝置，包括高壓電容器與低壓飽和電抗器串聯電路，可替代獨立的直流電源屏和電壓互感器向電網二次系統供給電源，所述裝置安裝在變電站、開關柜、環網柜等設備相連的進線端，可以拓展電網的運行方式，增強電網的操控功能，提高電網運行的可靠性，降低電網造價。本技術的技術方案是一種應用于配網的電能抽取裝置，包括電容器、與所述電容器串聯的低壓飽和電抗器，還有并聯在低壓飽和電抗器兩端的放電間隙；其特征在于所述電容器是兩端工作電壓占接入電網電壓95%以上的高壓電容器，低壓飽和電抗器鐵芯是超微晶材料或坡莫合金材料；所述電能抽取裝置的額定容量< 1270VA。其有益效果是以工作在飽和狀況下電抗器的交流輸出為電源，為變電站中所有需要電源的設備供電，且當一次電壓發生變化甚至出現浪涌電壓時，電抗器依然工作在飽和狀態，達到了穩定輸出效果；當高壓電容工作中出現過電壓時，放電間隙首先因過電壓而被擊穿，將大量的電流泄入大地，使過低壓飽和電抗器耐受的過電壓大幅度下降，起到保護低壓飽和電抗器的作用。本技術的工作過程是采用高壓電容器與工作在飽和狀況的低壓電抗器串聯、由始終在飽和狀態下工作的電抗器向變電站內設備供電方法，一次電壓的95%以上作用于高壓電容器上；可以采用一個回路(單相抽能)方式抽取能量；對于中性點直接接地電網系統，采用單回路方式抽取能量，回路中的電容器高壓端與高壓線路聯接，電抗器一端與電容器低壓端串聯后輸出低壓電源，電抗器另一端接地，放電間隙并聯在電抗器兩端；對于中性點非直接接地電網系統，采用雙回路抽取能量、雙回路輸出低壓電源方式(雙相抽能)，每一回路的電容器高壓端接電網的不同相，電抗器一端與電容器低壓端串聯后輸出低壓電源，電抗器另一端接地，放電間隙并聯在電抗器兩端。對我國的大多數中性點非直接接地電網系統，采用雙回路方式抽取能量時，若出現電網單相接地故障，至少有一個回路正常抽取能量并輸出電能。電抗器工作在飽和區間內，工作中處于飽和狀態，所述放電間隙的動作電壓按二次系統額定工作電壓的二倍選取。本技術的工作原理是(參照附圖I):根據電感的電壓比電流超前90°，電容的電流比電壓超前90 °，當一次電壓U作用于這種電能抽取裝置上時，高壓電容器C與低壓飽和電抗器L上的電壓相差180 °，低壓飽和電抗器L工作時處于飽和狀態且其兩端電壓Ul較低，一次電壓U1主要作用于高壓電容器C上，即電容C上的電壓U。>>隊，所以U。^ Up這種用于配網的電能抽取裝置，利用低壓飽和電抗器L的磁化飽和特性，在一次電壓在一定范圍波動的條件下，低壓飽和電抗器L兩端輸出電壓U2始終處于相對穩定狀態，穩定性能與高壓電容器C的參數和低壓飽和電抗器L的磁化曲線特性有關。高壓電容器C電容量越大，低壓飽和電抗器L的磁化曲線坡度越緩，二次輸出的電壓U2穩定性越高。附圖說明附圖I為中性點直接接地系統中電能抽取裝置原理電路圖；附圖2為中性點非直接接地系統中電能抽取裝置原理電路圖；附圖3為單回路的電能抽取裝置結構示意圖。具體實施方式附圖中的標記，附圖I中C 一高壓電容器；L 一低壓飽和電抗器；g—放電間隙；U1一一次電壓U1 ；U2一二次輸出電壓；附圖2中=C1X2—A相、B相高壓電容器；Ι^、 2—A相、B相低壓飽和電抗器—A相、B相放電間隙；UA、UB—A相、B相一次電壓；U21、U22—A相、B相二次輸出電壓；附圖3中1 一高壓端子；2 —電壓輸出端子；3—接地中性點；4 一高壓電容；5—外殼；6—放電間隙；7—低壓飽和電抗器；8—尼龍墊塊。以下結合附圖對專利技術實施例作進一步說明如附圖I所示，本技術應用于配網的電能抽取方法及裝置，包括高壓電容器C、與電容器C串聯的低壓飽和電抗器L以及并聯在低壓飽和電抗器L兩端的放電間隙g;低壓飽和電抗器L的鐵芯是超微晶材料、或坡莫合金材料；電容器C容量以及電抗器L的匝數依據電網電壓等級、二次系統對電源容量要求以及電網的接線方式確定，放電間隙g的動作電壓按二次系統額定工作電壓的二倍選取。工作中，一次電壓95%以上作用于高壓電容器上，與電容器串聯的低壓飽和電抗器始終在飽和狀態下工作，這樣即使一次線路上有浪涌過電壓的出現，也會在低壓飽和電抗器上被吸收，保證了低壓飽和電抗器兩端輸出電壓的平穩，并聯在低壓飽和電抗器兩端的放電間隙是當高壓電容器上出現過電壓的情況下，用于保護低壓飽和電抗器。 實施例一如附圖I所示為對于IOKV電網系統的中性點直接接地的電能抽取裝置，設定二次系統的額定工作電壓為200V±20V，額定輸出容量SnS 1270VA，計算及設計數據如下電能抽取裝置的輸出需要達到1270VA，按200V計算的輸出電流為6. 35A, IOkV電網的有效電壓值為U〕萬過·，將數值代入根據公式j =|3CX-.計算得到高壓電容器的電容量應大于3. 51uF，給出一定的飽和裕度C值取3. 53 μ F。若選擇硅鋼片作為低壓飽和電抗器L鐵心材料，額定工作磁密定為I. 7特斯拉，L的鐵心截面積設計為6cm2，導線直徑取I. 8mm,導線電流密度2· 5A，L上的電壓為200V，k取O. 9，根據公式￡ = 4Λ4fvBSkxlO".計算，得到N約為982匝。當輸出電壓按照240V計算時，得到的高壓電容器的電容量應大于3. 51uF，此時低壓飽和電抗器L的匝數計算約為1179匝。綜合輸出電壓的范圍可知，在這種條件下，高壓電容器的電容量取3. 53 μ F，低壓飽和電抗器L的匝數取1180匝。放點間隙g的動作電壓，以二次輸出對應的二次系統設備絕緣水平為依據，可以按2倍的二次本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種應用于配網的電能抽取裝置，包括電容器、與所述電容器串聯的低壓飽和電抗器，還有并聯在低壓飽和電抗器兩端的放電間隙；其特征在于：所述電容器是兩端工作電壓占接入電網電壓95%以上的高壓電容器，低壓飽和電抗器鐵芯是超微晶材料或坡莫合金材料；所述電能抽取裝置的額定容量≤1270VA。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王歡，王曉琪，汪本進，余春雨，項瓊，
申請(專利權)人：中國電力科學研究院，國家電網公司，
類型：實用新型
國別省市：