CN105119257A - 一种配电网单相过度电阻接地故障的动态处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为种配电网单相过度电阻接地故障的动态处理方法，当配电网发生过度电阻接地时，通过比较电网中性点位移电压？的大小来确定高阻接地和低阻接地，在低阻接地故障时可以采用相电压比幅法确定接地故障相，应用故障电流转移的方法处理单相接地故障。当高阻接地故障，不能采用相电压比幅法确定接地故障相，不能采用故障电流转移装置中的快速单相接地开关对地合闸的方法处理单相接地故障，而是直接进入选线处理，并实时检测配电网中性点位移电压，跟踪故障的发展，进行故障动态处理。

Description

一种配电网单相过度电阻接地故障的动态处理方法
技术领域
本发明为配电网单相过度电阻接地故障处理领域，主要用于配电网发生单相接地故障的判断与动态处理。
背景技术
配电网的单相接地故障由于故障点对地存在电阻，可以分为两种情况：一种是低阻接地故障或金属性接地故障，另一种是高阻接地故障。对配电网单相接地故障的处理，应用配电网单相接地故障智能处理装置在配电网发生单相接地故障时，首先选出故障相，应用快速单相接地开关把故障相对地合闸，把故障点的故障电流转移，钳制故障点的电位为零，此时不但可以保证故障点的安全，还有利于故障点的绝缘恢复，是一种很好的处理方式。但是这种方法只适用于金属性接地或低阻接地故障，因为只有在金属性接地或低阻接地故障时，故障相的相电压才是三相中最低的，可以采用相电压比幅法选相方式确定接地故障相。在配电网单相经高阻接地时，当接地点的对地电阻达到一定值时，故障相的电压可能不再是三相当中最低的，此时若仍采用相电压比幅法选相方式确定电压最低的相为接地故障相，用快速单相接地开关把故障相对地合闸，可能会造成相间短路，且短路点在变电站，对变压器会造成严重的短路电流冲击。因而对配电网经过度电阻接地故障在什么情况下，才能采用相电压比幅法确定接地故障相，用快速单相接地开关把故障相对地合闸的方式处理故障是非常重要的。另外，高阻单相接地故障，随故障的持续，故障点由于接地电弧的作用，故障点的过度电阻会发生变化，一般会由高阻接地变为低阻接地，因而对高阻接地如何处理，特别是如何跟踪故障点过度电阻的动态变化，采取相应的处理措施是非常重要的。
发明内容
针对上述问题，我们首先研究了中性点不接地系统发生单相接地故障时中性点位移电压与故障点过度电阻的关系，一般认为发生单相接地时，接地相的相电压降低，但这只适用金属性接地或低阻接地，在高阻接地时会出现非故障相电压低于故障相的情况，设C相经过度电阻R接地，CA=CB=CC=C，过渡电阻为R
有
，
中性点电压值为
（1）
其中
三相电压分别为
（2）
由式（1）和式（2）可得：发生单相接地故障时，中性点电压及三相电压均与故障时的对地过度电阻相关，还与电网的对地电容有关，为了得到高阻接地时出现的非故障相电压低于故障相的的临界值可以通过模拟试验的方法获得，其方法为：
把配电网单相接地故障智能处理装置接入配电真值实验网，如图2所示，该配电真值模拟试验网可以模拟配电网的故障运行状态，在配电真值实验网三相对地接入对地电容，模拟电网对地电容。在配电真值实验网升压到额定电压后，通过开关对地投入单相接地可调电阻R来模拟配电网单相过度电阻接地。通过改变接地R阻值大小来模拟配电网单相过度电阻不同的阻值，模拟试验故障点接地电阻值对三相电压的影响和对中性点位移电压的影响。逐步把配电网单相过度电阻从低阻值增大到高阻值，检测三相电压和中性点位移电压值的变化规律，直到出现接地相的相电压与不接地相的相电压相等或相近时，此时对应的中性点的位移电压即为高阻接地时中性点位移电压的临界值。然后改变电网的对地电容重复上述试验，即可得出电网不同电容电流时（如：Ic=30A、40A、50A、60A、70A、80A、90A…时），不同的过度电阻对应的中性点位移电压的临界值。
当配电网单相接地故障智能处理装置在配电网运行时，首先通过主控制处理单元（1）对电网电容电流进行实时跟踪测量，确定其对应的中性点位移电压的临界值。当主控制处理单元（1）检测到电网中性点位移电压异常时，首先比较电网中性点位移电压的大小，当，则判断为低阻接地故障，此时接地故障相的相电压较其他两相电压低，可以采用相电压比幅法确定接地故障相，应用故障电流转移单元中的快速单相接地开关对地合闸转移故障点电流，钳制故障点电位的方法处理单相接地故障。即由前述实验室试验的方法获得的。如时，则为高阻接地故障，此时，接地相的相电压不一定为最低，不能采用相电压比幅法选相方式确定接地故障相，不能采用故障电流转移单元中的快速单相接地开关对地合闸的方法处理单相接地故障，而是直接进入选线处理，并实时检测配电网中性点位移电压，跟踪故障的发展，进行故障动态处理，因为随着故障点电弧的持续，故障点对地电阻会动态变化，一般会由高阻接地向低阻接地变化，，一旦故障发展，出现时，则立即采用相电压比幅法选相方式确定接地故障相，启动故障电流转移单元把接地相的接地开关对地合闸转移故障点电流，处理配电网单相接地故障。
为高阻接地时电网中性点位移电压的故障启动电压，根据电网的不对称结构一般取0.25-0.35（为相电压），即当配电网中性点位移电压为时不能进行选相处理，只能进行选线处理，并实时跟踪检测配电网中性点位移电压，跟踪故障的发展，进行故障动态处理，一旦故障发展，由高阻接地转化为低阻接地，出现，则立即采用相电压比幅法确定接地故障相，启动故障电流转移单元把接地相的接地开关对地合闸转移故障点电流，处理配电网单相接地故障。
本发明具有下述优点：
1、该方法可以准确确定配电网单相过度电阻接地故障的故障相，从而可以决定在什么情况下可以采用故障电流转移装置的快速单相接地开关对地合闸的方式转移接地故障电流，避免因为选错接地故障相而造成的相间短路。
2、该方法对配电网单相接地故障进行动态处理，对高阻接地故障通过跟踪电网中性点位移电压的变化来跟踪接地故障点的发展，可及时对故障性质进行诊断确定，在最短的时间处理故障线路，防止故障扩大危及人身安全。
3、通过配电真值试验网得出的不同的电容电流时对应的高阻接地中性点位移电压的临界值及其变化规律数据真实可信，与高阻接地时相电压和中位移电压变化的理论的相互印证，为故障处理提供了很好的依据。
附图说明
图1为配电网单相接地故障智能处理装置的原理结构图，（1）为装置的主控制处理单元；（2）为由三台独立操作对对地快速开关构成的故障电流转移单元，在电网出现单相接地时合上对应的接地开关，用于转移故障点电流。
图2为由集中参数构成的配电网真值实验网，图中T为三相调压器；B为升压变压器；YH为电压互感器；QF1、QF2、QF4为三相开关；QF3为单相开关，主要用于投切对地电阻R；R为可调电阻；SP为试品，在此为配电网单相接地故障智能处理装置。
具体实施方式
首先把配电网单相接地故障智能处理装置通过开关接入配电真值实验网进行实验，如图2中的QF4所投切的SP。在配电真值实验网升压到额定电压后，通过开关QF5对地投入可调电阻R来模拟配电网单相过度电阻接地。通过改变接地R阻值大小来模拟配电网单相过度电阻不同的阻值，模拟试验故障点不同的接地电阻对三相电压的影响和对中性点位移电压的影响。逐步把过度电阻从低阻值增大到高阻值，检测三相电压和中性点位移电压值的变化规律，直到出现接地相的相电压与不接地相的相电压相等或相近时，此时对应的中性点的位移电压即为高阻接地时中性点位移电压的临界值。然后改变电网的对地电容重复上述试验，即可得出电网不同电容电流时（如：Ic=30A、40A、50A、60A、70A、80A、90A…时），不同的过度电阻对应的中性点位移电压的临界值。
当配电网单相接地故障智能处理装置在配电网运行时，首先通过主控制处理单元（1）对电网电容电流进行实时跟踪测量，根据电网电容电流值确定其对应的对应的中性点位移电压的临界值，当检测到电网中性点位移电压异常时，首先比较电网中性点位移电压的大小，当，则判断为低阻接地故障，此时接地故障相的相电压较其他两相电压低，可以采用相电压比幅法确定接地故障相，应用故障电流转移装置中的快速单相接地开关对地合闸转移故障点电流，钳制故障点电位的方法处理单相接地故障。如时，则为高阻接地故障，此时，接地相的相电压不一定为最低，不能采用相电压比幅法确定接地故障相，不能采用故障电流转移装置中的快速单相接地开关对地合闸的方法处理单相接地故障，而是直接进入选线处理，并实时检测配电网中性点位移电压，跟踪故障的发展，进行故障动态处理。因为随着故障点电弧的持续，故障点对地电阻会动态变化，一般会由高阻接地向低阻接地转化，一旦故障发展，出现时，则立即采用相电压比幅法确定接地故障相，启动故障电流转移单元把接地相的接地开关对地合闸转移故障点电流，处理配电网单相接地故障。
为高阻接地时电网中性点位移电压的故障启动电压，根据电网的结构不同，特别是不对称度的差异，一般取0.25-0.35（为电网相电压），即当配电网中性点位移电压为时不能进行选相处理，只能进行选线处理，并实时检测配电网中性点位移电压，跟踪故障的发展，进行故障动态处理。一旦故障发展，由高阻接地转化为低阻接地，出现，则立即采用相电压比幅法选相方式确定接地故障相，启动故障电流转移单元把接地相的接地开关对地合闸转移故障点电流，处理配电网单相接地故障。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种配电网单相过度电阻接地故障的动态处理方法，配电网单相接地故障智能处理装置由控制处理单元（1）和故障电流转移单元（2）组成，其特征在于：当控制处理单元（1）检测到电网中性点位移电压异常时，首先比较电网中性点位移电压的大小，当，则判断为低阻接地故障，此时接地故障相的相电压较其他两相电压低，可以采用相电压比幅法确定接地故障相，应用故障电流转移单元（2）中的快速单相接地开关对地合闸转移故障点电流，钳制故障点电位的方法处理单相接地故障，为高阻接地时中性点位移电压的临界值，可由实验室试验的方法获得；当时，则为高阻接地故障，此时，接地相的相电压不一定为最低，不能采用相电压比幅法确定接地故障相，不能采用故障电流转移单元（2）中的快速单相接地开关对地合闸的方法处理单相接地故障，而是直接进入选线处理，并实时检测配电网中性点位移电压，跟踪故障的发展，进行故障动态处理，为高阻接地时电网中性点位移电压的故障启动电压值；一旦故障发展时，则立即采用相电压比幅法选相方式确定接地故障相，启动故障电流转移单元（2）把接地相的接地开关对地合闸转移故障点电流，处理配电网单相接地故障。
2.根据权利要求1所述的一种配电网单相过度电阻接地故障的动态处理方法，其特征在于：为高阻接地时中性点位移电压的临界值，可由实验室试验的方法获得，其试验方法为：把配电网单相接地故障智能处理装置经开关接入配电真值实验网，在配电真值实验网三相对地接入对地电容，并在配电真值实验网升压到额定电压时，在任一相通过开关对地投入过度电阻R，逐步把过度电阻从低阻值增大，检测电网三相电压和中性点位移电压，直到出现接地相的相电压与不接地相的相电压相等或相近时，此时对应的中性点的位移电压即为高阻接地时中性点位移电压的临界值，改变电网的对地电容重复上述试验，即可得出电网不同电容电流时对应的高阻接地时中性点位移电压的临界值。
3.根据权利要求1所述的一种配电网单相过度电阻接地故障的动态处理方法，其特征在于：为高阻接地时电网中性点位移电压的故障启动电压，根据电网的不对称结构一般取0.25-0.35，即当配电网中性点位移电压为时不能进行选相处理，只能进行选线处理，并实时检测配电网中性点位移电压，跟踪故障的发展，进行故障动态处理，一旦发现，则立即采用相电压比幅法选相方式确定接地故障相，启动故障电流转移单元（2）把接地相的接地开关对地合闸转移故障点电流，处理配电网单相接地故障。
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