CN105006810A - 一种中性点非有效接地系统故障处理方法、对应的处理系统 - Google Patents

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张明
党锴钊
姜俊莉
王勇焕
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Abstract

本发明涉及一种中性点非有效接地系统故障处理方法、对应的处理系统，由安装在变电站内或线路上的断路器、测控电路组成，所述测控电路用于检测配电网线路故障，并进行处理；若配电网线路为两相短路或者接地故障，则控制断路器断开其中一个故障相，并在延时后控制断开的故障相进行重合闸操作，若重合闸后，故障电流消失，则为瞬时性故障,线路继续运行；若重合闸后，故障电流未消失，则为永久性故障，控制电路控制断路器快速跳开三相。本发明减少了线路失电次数及故障停电范围；使电机等三相负载在重合闸成功后仍可继续运行，因此具有显著的经济效益，提高了供电可靠性。

Description

一种中性点非有效接地系统故障处理方法、对应的处理系统
技术领域
本发明属于配电网故障处理领域，具体涉及一种中性点非有效接地系统故障处理方法、对应的处理系统。
背景技术
根据调查显示，在中性点非有效接地系统的架空线路故障中，单相接地故障占65％，两相短路或接地故障占30％，三相短路故障占5％；在保护启动引起断路器跳闸的故障中，两相短路或接地故障占90％，且65％以上为瞬时性故障，重合成功后线路能够继续运行。
目前，现有技术中的中性点非有效接地系统配电网故障处理方法为：当中性点非有效接地系统配电网发生两相短路或接地及三相短路故障时，继电保护装置发出跳三相指令，断路器接收到控制指令后同时跳开三相，故障线路三相均停电。线路三相跳闸后，对于设置有重合闸投入的线路，重合闸延时启动，发出重合线路三相的指令，断路器接收到控制指令后三相同时合闸，若故障电流消失，重合成功，线路继续运行；若为永久性故障，继电保护再次启动，发出跳开线路三相的指令，断路器接收到控制指令后同时跳开三相，线路失电，故障即被隔离。
但是，对油田配电网的油井线路来说，配电网在发生两相短路或接地及三相短路故障时，三相同时跳闸，即便是瞬时性故障，当重合闸动作成功后，线路的瞬间失电已造成抽油机停运、油井停止生产。由于抽油机为手动启动模式，若要恢复生产，需要值班人员到现场逐一启动抽油机。而且在抽油机启动后，由于地下液面及压力的变化，原油生产要恢复到原来的状态需2-3小时。所以瞬时性故障对原油生产类特殊负荷影响较大。
因此，现有中性点非有效接地的小电流接地系统故障处理方法存在以下不足：配电网发生两相短路或接地故障时，均会使保护启动引起断路器三相跳闸，故障线路三相均停电，即使短时间内重合成功恢复送电也会造成电机等动力类负载停运。因此，现有技术中的配电网短路断开三相的故障隔离模式，增加了线路失电次数，扩大了故障停电范围，影响了供电可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种中性点非有效接地系统故障处理方法、对应的处理系统，用以解决现有技术中的中性点非有效接地系统配电网故障处理方法供电可靠性较差的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
一种中性点非有效接地系统两相故障处理方法，包括以下步骤：
(1)当配电网线路两相短路或者接地故障时，断开其中一个故障相；
(2)所述断开的故障相延时后重合闸；
(3)若重合闸后，故障电流消失，则为瞬时性故障,线路继续运行；若重合闸后，故障电流未消失，则为永久性故障，快速跳开三相。
一种中性点非有效接地系统故障处理方法，包括以下步骤：
(1)当配电网线路出现故障时，判断故障类型；
(2)当配电网线路故障为单相接地故障时，发出系统单相接地报警信号；
(3)当配电网线路故障为两相短路或者接地故障时，跳其中一个故障相；所述跳开的故障相延时后重合闸；若重合闸后，故障电流消失，则为瞬时性故障,线路继续运行；若重合闸后，故障电流未消失，则为永久性故障，快速跳开三相；
(4)当配电网线路故障为三相短路故障时，跳三相；延时后进行重合闸操作；若重合闸后，故障电流消失，则为瞬时性故障,线路继续运行；若重合闸后，故障电流未消失，则为永久性故障，快速跳开三相。
一种中性点非有效接地故障处理系统，由安装在变电站内的断路器、控制电路组成，所述控制电路用于检测配电网线路故障，并进行处理；若配电网线路为两相短路或者接地故障，则控制断路器跳其中一个故障相，并在延时后控制跳开的故障相进行重合闸操作，若重合闸后，故障电流消失，则为瞬时性故障,线路继续运行；若重合闸后，故障电流未消失，则为永久性故障，控制电路控制断路器快速跳开三相。
所述中性点非有效接地故障处理系统具有速断保护与过流保护两种保护模式。
所述中性点非有效接地故障处理系统具有断路器分相分合、测控装置分相控制功能。
本发明的有益效果是:在电网发生两相短路或接地故障时，仅断开单一故障相，由于中性点非有效接地的小电流接地系统三相电源缺一相时，电机等三相负载仍可短时继续运行，因此电网可以短时间缺相运行；若电网为瞬时性故障，单相重合成功后线路继续运行，减少了线路失电次数及故障停电范围；使电机等三相负载在重合闸成功后仍可继续运行，因此具有显著的经济效益，提高了供电可靠性。
附图说明
图1是中性点非有效接地系统两相故障处理方法实施例的框图；
图2是中性点非有效接地系统故障处理方法实施例的框图；
图3是中性点非有效接地系统故障处理系统实施例的A相电流保护原理图；
图4是中性点非有效接地系统故障处理系统实施例的B相电流保护原理图；
图5是中性点非有效接地系统故障处理系统实施例的C相电流保护原理图；
图6是中性点非有效接地系统故障处理系统实施例的电流保护回路图；
图7是中性点非有效接地系统故障处理系统实施例的直流回路展开图；
图8是中性点非有效接地系统故障处理系统实施例的合闸回路展开图。
具体实施方式
中性点非有效接地系统两相故障处理方法实施例
如图1所示，本实施例的中性点非有效接地系统两相故障处理方法包括以下步骤：
(1)当配电网线路两相短路或者接地故障时，跳其中一个故障相；
(2)所述跳开的故障相延时后重合闸；
(3)若重合闸后，故障电流消失，则为瞬时性故障,线路继续运行；若重合闸后，故障电流未消失，则为永久性故障，快速跳开三相。
上述实施例不考虑配电网单相或者三相故障，仅对配电网两相故障进行处理。
中性点非有效接地系统故障处理方法实施例
如图2所示，本实施例的中性点非有效接地系统故障处理方法包括以下步骤：
(1)当配电网线路出现故障时，判断故障类型；
(2)当配电网线路故障为单相接地故障时，发出系统单相接地报警信号；
(3)当配电网线路故障为两相短路或者接地故障时，跳其中一个故障相；所述跳开的故障相延时后重合闸；若重合闸后，故障电流消失，则为瞬时性故障,线路继续运行；若重合闸后，故障电流未消失，则为永久性故障，快速跳开三相；
(4)当配电网线路故障为三相短路故障时，跳三相；延时后进行重合闸操作；若重合闸后，故障电流消失，则为瞬时性故障,线路继续运行；若重合闸后，故障电流未消失，则为永久性故障，快速跳开三相。
中性点非有效接地故障处理系统实施例
如图3-图8所示，本实施例的中性点非有效接地故障处理系统包括变电站母线1、线路断路器主接点2(13、23)(2是对应A相，13、23分别对应B相、C相，下面表示方法类同)、线路3、电流互感器4(14、24)、断路器跳闸线圈5(15、25)、断路器常开辅助接点6(16、26)、电流继电器7(9、17、19、27、29)、中间继电器8(18、28)、时间继电器10(20、30)、信号继电器11(12、21、22、31、32)、保护智能控制模块33、37。断路器常闭辅助接点41(42、43)、合闸接触器线圈44(45、46)、合闸接触器常开接点44(45、46)、断路器合闸线圈47(48、49)。断路器主接点2(13、23)及电流互感器4(14、24)一次线圈安装在变电站各出线线路上；电流互感器4(14、24)二次线圈与电流继电器7(9、17、19、27、29)构成回路，电流继电器7(17、27)常开接点与中间继电器8(18、28)线圈构成回路，电流继电器9(19、29)常开接点与时间继电器10(20、30)线圈构成回路，中间继电器8(18、28)及时间继电器10(20、30)常开接点分别与信号继电器11(12、21、22、31、32)线圈、断路器常开辅助接点6(16、26)、保护智能控制模块33(34、35、36)(此处表示方法与以上的继电器表示方法不同，34、35、36分别对应A、B、C三相)常开接点、断路器跳闸线圈5(15、25)构成回路，保护智能控制模块37(38、39、40)常开接点、断路器常闭辅助接点41(42、43)、合闸接触器线圈44(45、46)构成回路，合闸接触器常开接点44(45、46)、断路器合闸线圈47(48、49)构成回路。
该系统的工作原理及过程如下：
当线路LA或LB或LC处发生单相接地故障时，系统发出单相接地报警信号。
当线路LA、LB两处发生两相短路或接地故障，短路电流大于电流继电器7、17速断保护设定值时，电流继电器7、17常开接点闭合，分别使中间继电器8、18线圈带电，中间继电器8、18常开接点闭合，保护智能控制模块33根据短路信息，通过逻辑判断，确定常开接点34或35闭合，使断路器跳闸线圈5或15带电，断路器A相或B相跳闸，切除单一故障相。经过一段时间的延时，保护智能控制模块37控制常开接点38或39闭合，使合闸接触器线圈44或45带电，合闸接触器常开接点44或45闭合，合闸线圈47或48带电，断路器A相或B相合闸。若为瞬时性故障，断路器A相或B相合闸后，故障电流消失，重合成功，线路继续运行；若为永久性故障，断路器A相或B相重合后故障电流未消失，保护快速启动，保护智能控制模块33发出跳三相的指令，常开接点34、35、36闭合，使断路器跳闸线圈5、15、25带电，断开三相线路，线路失电，故障即被永久隔离。
当线路发生LA、LB两处发生两相短路或接地，短路电流大于电流继电器7、17过流保护设定值，电流继电器9、19常开接点闭合，分别使时间继电器10、20线圈带电，时间继电器10、20常开接点延时闭合，保护智能控制模块33根据短路信息，通过逻辑判断，确定常开接点34或35闭合，使断路器跳闸线圈5或15带电，断路器A相或B相跳闸，切除单一故障相；经过一段时间的延时，保护智能控制模块37控制常开接点38或39闭合，使合闸接触器线圈44或45带电，合闸接触器常开接点44或45闭合，合闸线圈47或48带电，断路器A相或B相合闸。若为瞬时性故障，断路器A相或B相合闸后，故障电流消失，重合成功，线路继续运行；若为永久性故障，断路器A相或B相重合后故障电流未消失，保护快速启动，保护智能控制模块33发出跳三相的指令，常开接点34、35、36闭合，使断路器跳闸线圈5、15、25带电，断开三相线路，线路失电，故障即被永久隔离。
当线路发生LA、LC或LB、LC两相短路或接地故障时，其工作原理与上述LA、LB两处发生两相短路或接地故障的工作原理相同，故不再此处重复叙述。
当线路发生LA、LB、LC三处发生三相短路故障，短路电流大于电流继电器7、17、27速断保护设定值时，电流继电器7、17、27常开接点闭合，分别使中间继电器8、18、28线圈带电，中间继电器8、18、28常开接点闭合，保护智能控制模块33根据短路信息，通过逻辑判断，确定常开接点34、35、36闭合，使断路器跳闸线圈5、15、25带电，断路器A、B、C三相跳闸，切除故障；经过一段时间的延时，保护智能控制模块37控制常开接点38、39、40闭合，使合闸接触器线圈44、45、46带电，合闸接触器常开接点44、45、46闭合，合闸线圈47、48、49带电，断路器A、B、C三相合闸。若为瞬时性故障，断路器A、B、C三相合闸后，故障电流消失，重合成功，线路继续运行；若为永久性故障，断路器A、B、C三相重合后故障电流未消失，保护快速启动，保护智能控制模块33发出跳三相的指令，常开接点34、35、36闭合，使断路器跳闸线圈5、15、25带电，断开三相线路，线路失电，故障即被永久隔离。
当线路发生LA、LB、LC三处发生三相短路故障，短路电流大于电流继电器7、17、27过流保护设定值时，电流继电器7、17、27常开接点闭合，分别使时间继电器10、20、30线圈带电，时间继电器10、20、30常开接点闭合，保护智能控制模块33根据短路信息，通过逻辑判断，确定常开接点34、35、36闭合，使断路器跳闸线圈5、15、25带电，断路器A、B、C三相跳闸，切除故障；经过一段时间的延时，保护智能控制模块37控制常开接点38、39、40闭合，使合闸接触器线圈44、45、46带电，合闸接触器常开接点44、45、46闭合，合闸线圈47、48、49带电，断路器A、B、C三相合闸。若为瞬时性故障，断路器A、B、C三相合闸后，故障电流消失，重合成功，线路继续运行；若为永久性故障，断路器A、B、C三相重合后故障电流未消失，保护快速启动，保护智能控制模块33发出跳三相的指令，常开接点34、35、36闭合，使断路器跳闸线圈5、15、25带电，断开三相线路，线路失电，故障即被永久隔离。
在上述实施例中，所述中性点非有效接地故障处理系统具有速断保护与过流保护两种保护模式。作为其他实施方式，可以只设置速断保护模式或只设置过流保护模式。
在上述实施例中，所述控制电路为图1-图7中的继电保护装置和智能控制模块；其控制方式为传统的继电控制方式；作为其他实施方式，所述控制电路为合并单元、IED等构成的智能控制电路。

Claims (5)

1.一种中性点非有效接地系统两相故障处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)当配电网线路两相短路或者接地故障时，断开其中一个故障相；
(2)所述断开的故障相延时后重合闸；
(3)若重合闸后，故障电流消失，则为瞬时性故障,线路继续运行；若重合闸后，故障电流未消失，则为永久性故障，快速跳开三相。
2.一种中性点非有效接地系统故障处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)当配电网线路出现故障时，判断故障类型；
(2)当配电网线路故障为单相接地故障时，发出系统单相接地报警信号；
(3)当配电网线路故障为两相短路或者接地故障时，跳其中一个故障相；所述跳开的故障相延时后重合闸；若重合闸后，故障电流消失，则为瞬时性故障,线路继续运行；若重合闸后，故障电流未消失，则为永久性故障，快速跳开三相；
(4)当配电网线路故障为三相短路故障时，跳三相；延时后进行重合闸操作；若重合闸后，故障电流消失，则为瞬时性故障,线路继续运行；若重合闸后，故障电流未消失，则为永久性故障，快速跳开三相。
3.一种中性点非有效接地故障处理系统，由安装在变电站内的断路器、控制电路组成，其特征在于：所述控制电路用于检测配电网线路故障，并进行处理；若配电网线路为两相短路或者接地故障，则控制断路器跳其中一个故障相，并在延时后控制跳开的故障相进行重合闸操作，若重合闸后，故障电流消失，则为瞬时性故障,线路继续运行；若重合闸后，故障电流未消失，则为永久性故障，控制电路控制断路器快速跳开三相。
4.根据权利要求3所述的中性点非有效接地故障处理系统，其特征在于：所述中性点非有效接地故障处理系统具有速断保护与过流保护两种保护模式。
5.根据权利要求3所述的中性点非有效接地故障处理系统，其特征在于：所述中性点非有效接地故障处理系统具有断路器分相分合、测控装置分相控制功能。
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