CN109038531A - 一种调度可控的配电网中性点接地装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力系统领域，具体是一种调度可控的配电网中性点接地装置及其控制方法，包括消弧线圈、旁路开关以及电阻，所述消弧线圈一端与变压器中性点连接，另一端接地，所述旁路开关的一端连接消弧线圈，另一端连接电阻，所述电阻的一端连接旁路开关，另一端接地。本发明的有益效果：当配电网发生单相永久性接地故障时，该故障不会直接导致线路的断路器立即跳闸，提高了供电可靠性；线路跳闸时间点由调度人工控制，跳闸前用户有一定的准备时间做好停电预案，用户易于接受；因正常运行方式下系统经消弧线圈接地，若接地信号长时间不复归，则必定为永久性接地故障，切换至大电流接地方式后，故障线路上的断路器跳闸后无需重合闸。

Description

一种调度可控的配电网中性点接地装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体是一种调度可控的配电网中性点接地装置及其控制方法。

背景技术

目前国内变电站35kV及以下电压等级电网通常采用中性点不接地方式或经消弧线圈接地方式。

中性点不接地系统的缺点是会造成中性点偏移，影响电压质量的稳定，中性点不接地系统单相接地后虽然可以正常运行，但线路接地后，另两相对地变成了线电压，如果再有一相接地，就变成了两相接地短路的严重事故。

另外，系统电容电流的增加使得消弧线圈的容量不断增加，制造成本加大。许多变电站因为系统电容电流的增加导致已有消弧线圈容量不满足运行需要，频繁进行消弧线圈改造。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN204230888U公开(公告)日2015.03.25公开了一种电网中性点混合型接地装置。该电网中性点混合型接地装置将非线性电阻与消弧线圈并联，当电网处在特定运行情况下，投入该装置。由于采用非线性电阻与消弧线圈并联构成一个整体，投入运行时实际上使得配电网成为小电阻接地系统，发生瞬时性单相接地故障时，保护都将跳开故障线路，影响配电网的供电可靠性。此外，经过对现有技术的检索发现，CN205319681U公开(公告)日2016.06.15公开了一种变压器中性点小电阻接地装置，该装置由接地电路和耦接于接地电路的定时电路组成，接地电路包括双投开关、均与双投开关耦接的消弧线圈和接地电阻，通过固定程序的设置切换投入小电阻接地。该装置结构较为复杂，且采用固定程序确定投入小电阻的时间以跳开故障线路，一旦用户没有做好停电准备，将产生不良的社会影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种调度可控的配电网中性点接地装置及其控制方法。

本发明提出一种调度可控的配电网中性点接地装置，其连接于配电网和断路器之间的线路，包括消弧线圈、旁路开关以及电阻，所述消弧线圈一端与变压器中性点连接，另一端接地，所述旁路开关的一端连接消弧线圈，另一端连接电阻，所述电阻的一端连接旁路开关，另一端接地。

优选的，还包括控制器、远程监控计算机，所述远程监控计算机与控制器通讯连接，所述控制器连接旁路开关。

本发明还提出一种调度可控的配电网中性点接地装置的控制方法，包括：

当配电网正常运行时，旁路开关处于断开位置，配电网经消弧线圈接地；

当配电网发生单相永久性接地故障时，因旁路开关处于断开位置，该故障不会导致断路器跳闸，此时调度提前通知用户，做好停电预案；

当用户做好相关准备后，通过远程监控计算机控制旁路开关合闸，配电网切换为大电流接地系统，故障线路上的断路器跳闸。

通过使用本发明，可以实现以下效果：

(1)当配电网发生单相永久性接地故障时，由于旁路开关处于断开位置，该故障不会直接导致线路的断路器立即跳闸，提高了供电可靠性；

(2)线路跳闸时间点由调度人工控制，跳闸前用户有一定的准备时间做好停电预案，用户易于接受；

(3)因正常运行方式下系统经消弧线圈接地，若接地信号长时间不复归，则必定为永久性接地故障，切换至大电流接地方式后，故障线路上的断路器跳闸后无需重合闸，采取该方案无需加装重合闸装置。

(4)用户做好停电预案后，可直接将故障线路切除，只有故障线路上的断路器会跳闸停电，正常线路供电不会受到影响。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例的电路原理图；

图2是本发明实施例中控制器与远程监控计算机的电路连接图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

通常，输电线路的故障可以分为两种：瞬时性故障与永久性故障。瞬时性故障是指雷电引起的绝缘子表面闪络，也有大风引起的碰线，鸟类及树枝等物体落在线路上引起的短路，以及线下树枝对地引起的放电等等。而永久性故障是指由于线路倒塔、断线、绝缘子击穿或损坏等引起的故障。

在本实施例中，一种调度可控的配电网中性点接地装置，如图1所示，本装置连接于配电网的接地端，配电网的输出线缆上设有断路器，本装置包括消弧线圈、旁路开关、电阻，所述消弧线圈一端与变压器中性点连接，另一端接地，所述旁路开关的一端连接消弧线圈，另一端连接电阻，所述电阻的一端连接旁路开关，另一端接地。

其中，电阻采用小电阻。小电阻阻值的选取应使叠加有功分量后的故障线路电流能满足零序电流保护装置灵敏度及过载能力的要求，同时尽量减小对电网设备的冲击，控制接地短路电流在系统和设备允许范围内，并且不使系统过流保护动作。若小电阻的阻值过大，当单相接地故障为非金属接地时，流过故障线路的零序电流甚至会小于非故障线路的电容电流，使零序电流保护装置动作电流难以整定；若小电阻的阻值过小，当故障点离变电站较近时，流过故障线路的零序电流大于过流保护定值，引起过流保护动作。在选取小电阻的阻值时，在满足单相接地继电保护可靠性和过电压绝缘配合的前提下，宜选用较大值，以减轻对通信的影像，降低接地装置接触电位差、跨步电位差和电阻器的容量。

消弧线圈用于在配电网正常运行情况下，对电容电流进行补偿。当发生单相接地故障时，利用消弧线圈的电感电流补偿系统的电容电流，使故障点的接地电流(即残流)小于电弧支撑电流，系统可以带故障运行一段时间，对于瞬间接地故障不会启动线路跳闸，供电可靠性较高。

旁路开关受到控制器的控制，而控制器则接收远程监控计算机发送的控制信号。具体的，旁路开关采用快速机械开关或可控硅或IGBT或断路器等。

本实施例中，小电阻、消弧线圈以及旁路开关连接组成的接地方式：

当配电网发生单相永久性接地故障时，旁路开关处于断开位置，变压器中性点通过消弧线圈接地，因此该故障不会直接导致线路断路器跳闸，提高了供电可靠性；

当发生线路故障时，若故障持续一段时间仍不消失，则由调度值班人员通知该故障线路下游用户最好停电准备或负荷专供措施，在相关工作完成后，控制旁路开关合上，配电网切换为经小电阻接地，即为大电流接地系统，故障电流迅速增大，满足保护动作条件，故障线路跳闸保护动作跳开断路器，隔离故障线路；若故障一段时间后消失，则不对旁路开关进行控制操作。线路跳闸时间点由调度人工控制，断路器跳闸前用户有一定的准备时间做好停电预案，用户易于接受；用户做好停电预案后，可直接将故障线路切除；只有故障线路上的断路器会跳闸停电，正常线路供电不会受到影响。

因正常运行方式下系统经消弧线圈接地，若接地信号长时间不复归，则必定为永久性接地故障，切换至大电流接地方式后，故障线路上的断路器跳闸后无需重合闸；对于架空线而言，相比于大电流接地方式，采取该方案无需加装重合闸装置。

作为本实施例的进一步选择，如图2所示，旁路开关连接有控制器，控制器与远程监控计算机通讯连接。调度值班人员通过程监控计算机来发送调度指令给控制器，控制器在接收到调度指令后根据调度指令的内容来实现旁路开关的“开”、“合”的控制。如果采用传统的控制方式，调度值班人员去故障现场对旁路开关进行控制，一方面效率低，不能及时的对旁路开关进行控制，另一方面不安全，现场可能存在漏电等风险。所以，通过远程监控计算机、控制器来实现旁路开关的“开”、“合”的控制，提高了效率且更安全。

针对上述系统，本实施例还相应的提出一种调度可控的配电网中性点接地装置的控制方法，包括：

当配电网正常运行时，旁路开关处于断开位置，配电网经消弧线圈接地。变压器中性点通过消弧线圈接地，若发生故障则不会直接导致线路断路器跳闸，提高了供电可靠性。

当配电网发生单相永久性接地故障时，因旁路开关处于断开位置，接地故障不会导致断路器跳闸，此时调度提前通知用户，做好停电预案。跳闸前用户有一定的准备时间做好停电预案，用户易于接受。

当用户做好相关准备后，通过远程监控计算机控制旁路开关合闸，配电网切换为大电流接地系统，故障线路上的断路器跳闸。在相关工作完成后，控制旁路开关合上，配电网切换为经小电阻接地，即为大电流接地系统，故障电流迅速增大，满足保护动作条件，故障线路上的断路器跳闸保护动作跳开断路器，隔离故障线路。

本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种调度可控的配电网中性点接地装置，其连接于配电网和断路器之间的线路，其特征在于，包括消弧线圈、旁路开关以及电阻，所述消弧线圈一端与变压器中性点连接，另一端接地，所述旁路开关的一端连接消弧线圈，另一端连接电阻，所述电阻的一端连接旁路开关，另一端接地。

2.根据权利要求1所述的调度可控的配电网中性点接地装置，其特征在于，还包括控制器、远程监控计算机，所述远程监控计算机与控制器通讯连接，所述控制器连接旁路开关。

3.一种调度可控的配电网中性点接地装置的控制方法，基于权利要求1－2任一项所述的调度可控的配电网中性点接地装置，其特征在于，所述控制方法包括：

当配电网正常运行时，旁路开关处于断开位置，配电网系统经消弧线圈接地；

当配电网发生单相永久性接地故障时，因旁路开关处于断开位置，该故障不会导致断路器跳闸，此时调度提前通知用户，做好停电预案；

当用户做好相关准备后，通过远程监控计算机控制旁路开关合闸，配电网系统切换为大电流接地系统，故障线路上的断路器跳闸。