[实用新型]一种应用于配网的电能抽取装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于配网的电能抽取装置，具体为用于35kV及以下电压等级的各类配网变电站中二次系统电源的抽取方法及装置，属电力系统中变电站的控制与保护技术领域。 

背景技术

电力系统中，电网的二次设备，如电能计量装置、继电保护装置、故障滤波装置、通讯装置、自动控制装置等，都需要稳定可靠的工作电源供电，已有技术主要包括电压互感器供电及独立的二次电源系统供电两大类。对于配电网，当变电站、箱式变电站、开关柜、环网柜等自身与电网断开后，如果不配置由蓄能电池及逆变器构成的电源（亦称直流屏，电池组，电源柜等），就无法与外接电网进行开关的投合操作。因此出现了在变电站或开关柜的进线处安装电网电能抽取装置，如电磁式电压互感器抽能装置，这种电压互感器通常安装在所谓的站内，当站内设备与进线断开时则无法使用。若安装在站外，又会出现耐受进线过电压风险；而且当电磁式电压互感器需同时满足误差特性和耐受电网过电压要求时，其体积会增加、重量会加大、造价迅速上升。如果采用独立的二次电源系统供电方案，也存在需单独配置电源屏，占用间隔多，投资大等问题。中国实用新型专利《架空线路取能电源》（申请号：201020254057.1）及《电缆插接式取能电源》（申请号：201020205090.5）公开的，是变压器与取能电容连接装置，电容之后连接的是变压器原边及保护模块，变压器二次侧接AC/DC电源模块，其不足之处是：当变压器一次电压发生变化时，其二次输出会随着变化，变压器自身抗击浪涌电压能力差，二次输出稳定性较差。 

发明内容

本实用新型的目的是针对背景技术提出的问题，公开一种应用于配网的电能抽取方法及装置，包括高压电容器与低压饱和电抗器串联电路，可替代独立的直流电源屏和电压互感器向电网二次系统供给电源，所述装置安装在变电站、开关柜、环网柜等设备相连的进线端，可以拓展电网的运行方式，增强电网的操控功能，提高电网运行的可靠性，降低电网造价。 

本实用新型的技术方案是：一种应用于配网的电能抽取装置，包括电容器、与所述电容器串联的低压饱和电抗器，还有并联在低压饱和电抗器两端的放电间隙；其特征在于：所述电容器是两端工作电压占接入电网电压95%以上的高压电容器，低压饱和电抗器铁芯是超微晶材料或坡莫合金材料；所述电能抽取装置的额定容量≤1270VA。其有益效果是：以工作在饱和状况下电抗器的交流输出为电源，为变电站中所有需要电源的设备供电，且当一次电压发生变化甚至出现浪涌电压时，电抗器依然工作在饱和状态，达到了稳定输出效果；当高压电容工作中出现过电压时，放电间隙首先因过电压而被击穿，将大量的电流泄入大地，使过低压饱和电抗器耐受的过电压大幅度下降，起到保护低压饱和电抗器的作用。 

本实用新型的工作过程是：采用高压电容器与工作在饱和状况的低压电抗器串联、由始终在饱和状态下工作的电抗器向变电站内设备供电方法，一次电压的95%以上作用于高压电容器上；可以采用一个回路（单相抽能）方式抽取能量；对于中性点直接接地电网系统，采用单回路方式抽取能量，回路中的电容器高压端与高压线路联接，电抗器一端与电容器低压端串联后输出低压电源，电抗器另一端接地，放电间隙并联在电抗器两端；对于中性点非直接接地电网系统，采用双回路抽取能量、双回路输出低压电源方式（双相抽能），每一回路的电容器高压端接电网的不同相，电抗器一端与电容器低压端串联后输出低压电源，电抗器另一端接地，放电间隙并联在电抗器两端。对我国的大多数中性点非直接接地电网系统，采用双回路方式抽取能量时，若出现电网单相接地故障，至少有一个回路正常抽取能量并输出电能。电抗器工作在饱和区间内，工作中处于饱和状态，所述放电间隙的动作电压按二次系统额定工作电压的二倍选取。 

本实用新型的工作原理是（参照附图1）：根据电感的电压比电流超前90°，电容的电流比电压超前90°，当一次电压U作用于这种电能抽取装置上时，高压电容器C与低压饱和电抗器L上的电压相差180°，低压饱和电抗器L工作时处于饱和状态且其两端电压U_L较低，一次电压U₁主要作用于高压电容器C上，即电容C上的电压U_C＞＞U_L，所以U_C≈U₁。