CN108258674A - 一种小电流接地系统的单相接地故障消弧系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小电流接地系统的单相接地故障消弧系统，包括接地选线装置、升压变压器和电压源；接地选线装置的输入端输入母线三相电压、零宇电压以及各支路零序电流，接地选线装置的输出端向电压源发出控制信号；电压源接收控制信号输出特定的电压向量，电压源的输出端连接升压变压器的低压侧；升压变压器的高压侧一端连接小电流接地系统的中性点，升压变压器的高压侧另一端接地。同时也公开了该系统的消弧方法。本发明将故障相电压与地一致，可快速使接地故障消弧，避免接地处电缆被弧光烧毁以及人身触电伤亡事故，使发生单相接地故障后的系统可以不必立即跳闸并继续安全运行一段时间，大幅提高系统的可靠性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种小电流接地系统的单相接地故障消弧系统及方法，属于电力系统的继电保护领域。
背景技术
在3kV-66kV小电流接地系统中，单相接地是较为常见的故障类型。小电流接地系统发生单相接地时，故障相对地电压降低，非故障相对地电压升高，线电压依旧对称，此状态下，因接地电流很小，为了保证供电可靠性，可允许运行1-2h。但是由于非故障相弧光过电压，易引起绝缘薄弱部分击穿、电压互感器铁芯饱和、系统过电压，以及故障相弧光烧毁电缆、易引发人身触电伤亡事故等问题，因此在单相接地后需要及时隔离故障相的单相接地故障，保障系统安全稳定运行及供电可靠性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种小电流接地系统的单相接地故障消弧系统及方法。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种小电流接地系统的单相接地故障消弧系统，包括接地选线装置、升压变压器和电压源；接地选线装置的输入端输入母线三相电压、零宇电压以及各支路零序电流，接地选线装置的输出端向电压源发出控制信号；电压源接收控制信号输出特定的电压向量，电压源的输出端连接升压变压器的低压侧；升压变压器的高压侧一端连接小电流接地系统的中性点，升压变压器的高压侧另一端接地。
接地选线装置的输入端连接母线电压互感器，母线电压互感器采集母线三相电压和零宇电压。
接地选线装置的输入端连接各支路上的零序电流互感器，零序电流互感器采集所在支路的零序电流。
升压变压器的高压侧两端还并接有消弧线圈。
接地选线装置和电压源之间通过有限/无线的方式通信。
升压变压器的高压侧一端通过开关连接小电流接地系统的中性点，升压变压器的高压侧另一端通过开关接地。
一种小电流接地系统的单相接地故障消弧系统的方法，包括，
接地选线装置实时接收零宇电压，判断是否存在接地故障；
若发生故障，接地选线装置根据各支路零序电流选出故障线路，根据母线三相电压选出故障相，计算出需注入小电流接地系统中性点的电压向量并向电压源发出控制信号；
电压源根据控制信号输出特定的电压向量，使升压变压器的高压侧输出与故障相大小一致方向相反的电压向量。
本发明所达到的有益效果：本发明采用人为在中性点注入电压抬高中性点电位的思路，将故障相电压与地一致，可快速使接地故障消弧，避免接地处电缆被弧光烧毁以及人身触电伤亡事故，使发生单相接地故障后的系统可以不必立即跳闸并继续安全运行一段时间，大幅提高系统的可靠性和安全性。
附图说明
图1为本发明系统的接线示意图；
图2为接地时向中性点进行补偿电压的向量示意图；
图3为消弧流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种小电流接地系统的单相接地故障消弧系统，包括接地选线装置、升压变压器和电压源。
接地选线装置的输入端通过电缆分别连接母线电压互感器和各支路上的零序电流互感器，母线电压互感器采集母线三相电压和零宇电压，零序电流互感器采集所在支路的零序电流，接地选线装置根据零宇电压判断是否存在接地故障，接地选线装置根据各支路零序电流选出故障线路，接地选线装置根据母线三相电压选出故障相，接地选线装置根据故障相计算出需注入小电流接地系统中性点的电压向量并通过有限/无线的方式向电压源发出控制信号，发出的控制信号中包括电压源需要输出的电压向量，电压源需要输出的电压向量根据升压变压器匝数比以及需注入小电流接地系统中性点的电压向量计算获得。
电压源不限于同步发电机、电力电子设备，电压源接收控制信号输出特定的电压向量，电压源的输出端连接升压变压器的低压侧。
升压变压器的高压侧一端通过开关连接小电流接地系统的中性点，升压变压器的高压侧另一端通过开关接地，升压变压器的高压侧两端还并接有消弧线圈，即消弧线圈与所述消弧系统并联运行，降低对电压源容量的需求。
如图2和3所示，上述单相接地故障消弧系统的方法，包括以下步骤：
1）接地选线装置实时接收零宇电压，判断是否存在接地故障。
2）若发生故障，接地选线装置根据各支路零序电流选出故障线路，根据母线三相电压选出故障相，计算出需注入小电流接地系统中性点的电压向量并向电压源发出控制信号。
3）电压源根据控制信号输出特定的电压向量，使升压变压器的高压侧输出与故障相大小一致方向相反的电压向量，使故障相对地电压接近0，弧光熄灭。
本发明采用人为在中性点注入电压抬高中性点电位的思路，将故障相电压与地一致，可快速使接地故障消弧，避免接地处电缆被弧光烧毁以及人身触电伤亡事故，使发生单相接地故障后的系统可以不必立即跳闸并继续安全运行一段时间，大幅提高系统的可靠性和安全性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种小电流接地系统的单相接地故障消弧系统，其特征在于：包括接地选线装置、升压变压器和电压源；接地选线装置的输入端输入母线三相电压、零宇电压以及各支路零序电流，接地选线装置的输出端向电压源发出控制信号；电压源接收控制信号输出特定的电压向量，电压源的输出端连接升压变压器的低压侧；升压变压器的高压侧一端连接小电流接地系统的中性点，升压变压器的高压侧另一端接地。
2.根据权利要求1所述的一种小电流接地系统的单相接地故障消弧系统，其特征在于：接地选线装置的输入端连接母线电压互感器，母线电压互感器采集母线三相电压和零宇电压。
3.根据权利要求1所述的一种小电流接地系统的单相接地故障消弧系统，其特征在于：接地选线装置的输入端连接各支路上的零序电流互感器，零序电流互感器采集所在支路的零序电流。
4.根据权利要求1所述的一种小电流接地系统的单相接地故障消弧系统，其特征在于：升压变压器的高压侧两端还并接有消弧线圈。
5.根据权利要求1所述的一种小电流接地系统的单相接地故障消弧系统，其特征在于：接地选线装置和电压源之间通过有限/无线的方式通信。
6.根据权利要求1所述的一种小电流接地系统的单相接地故障消弧系统，其特征在于：升压变压器的高压侧一端通过开关连接小电流接地系统的中性点，升压变压器的高压侧另一端通过开关接地。
7.基于权利要求1所述的一种小电流接地系统的单相接地故障消弧系统的方法，其特征在于：包括，
接地选线装置实时接收零宇电压，判断是否存在接地故障；
若发生故障，接地选线装置根据各支路零序电流选出故障线路，根据母线三相电压选出故障相，计算出需注入小电流接地系统中性点的电压向量并向电压源发出控制信号；
电压源根据控制信号输出特定的电压向量，使升压变压器的高压侧输出与故障相大小一致方向相反的电压向量。
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