CN109782116A - 一种接地电流全补偿装置及方法 - Google Patents

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刘红文
王科
柴晨超
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Abstract

本申请公开一种接地电流全补偿装置及方法。装置包括控制器，分相接地开关，可控电压源，连接变压器和接地变压器；分相接地开关和可控电压源分别与控制器连接；连接变压器的原边与可控电压源连接，连接变压器的副边一端与接地变压器连接，连接变压器的副边另一端接地。方法包括实时监测和记录零序电压和三相电压；判断是否发生单相接地和接地相别；根据接地相别，控制可控电压源输出特定电压；根据接地相别，控制接地相对应的分相开关闭合。本申请在可控电压源接地电流全补偿的各种拓扑结构下均能快速准确的调整可控电压源输出电压，将单相接地故障点电流补偿到极小值，为接地电流全补偿的实现提供了一种快速、有效、简便可靠的补偿方式。

Description

一种接地电流全补偿装置及方法
技术领域
本申请涉及电网单相接地电流全补偿技术领域，特别涉及一种接地电流全补偿装置及方法。
背景技术
电网系统中，尤其是中低压配电网系统中，单相接地故障占故障总数的绝对多数。中低压配电网的中性点接地方式主要有中性点不接地方式、中性点经消弧线圈接地方式或中性点经低值电阻接地方式。中性点不接地方式下，接地电流没有得到补偿并带故障运行，存在人身触电风险。中性点经消弧线圈接地方式下，消弧线圈在单相接地后补偿接地容流，能够熄灭接地电弧，系统可带故障运行，但接地点仍存在一定接地残流，仍存在人身触电风险。中性点经低值电阻接地方式下，通过继电保护装置的线路零序保护跳开接地线路，供电可靠性不能保障。电网系统的接地电流全补偿，能够在单相接地时，将接地点电流补偿到极小值，系统仍可带故障运行，消除了接地点的人身触电危险，是一种先进的接地电流补偿方式。但是目前没有一种快速、有效、简便可靠的补偿方式。
发明内容
本申请的目的在于提供一种接地电流全补偿装置及方法，以解决目前没有一种快速、有效、简便可靠的补偿方式的问题。
一方面，根据本申请的实施例，提供了一种接地电流全补偿装置，包括：控制器，分相接地开关，可控电压源，连接变压器和接地变压器；
所述分相接地开关和所述可控电压源分别与所述控制器连接；
所述连接变压器的原边与所述可控电压源连接，所述连接变压器的副边一端与所述接地变压器连接，所述连接变压器的副边另一端接地。
进一步地，所述装置还包括消弧线圈，所述控制器与所述消弧线圈相连，所述消弧线圈的一端与所述接地变压器中性点连接，所述消弧线圈的另一端接地。
优选地，所述消弧线圈为调匝式消弧线圈。
可选地，所述消弧线圈为相控式消弧线圈，磁控式消弧线圈或调容式消弧线圈。
进一步地，所述分相接地开关为机械开关。
进一步地，所述分相接地开关包括三只单相可控开关。
另一方面，根据本申请的实施例，提供了一种接地电流全补偿方法，包括：
实时监测和记录零序电压和三相电压；
根据所述零序电压和所述三相电压的幅值及相位，判断是否发生单相接地；
如果判断发生单相接地，判断接地相别；
根据所述接地相别，控制可控电压源输出特定电压；
根据所述接地相别，控制接地相对应的分相开关闭合。
进一步地，在所述判断接地相别的步骤之后，还包括：调节消弧线圈补偿容量，将接地点残流补偿至10A以下。
由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种接地电流全补偿装置及方法。所述装置包括控制器，分相接地开关，可控电压源，连接变压器和接地变压器；所述分相接地开关和所述可控电压源分别与所述控制器连接；所述连接变压器的原边与所述可控电压源连接，所述连接变压器的副边一端与所述接地变压器连接，所述连接变压器的副边另一端接地。所述方法包括实时监测和记录零序电压和三相电压；根据所述零序电压和所述三相电压的幅值及相位，判断是否发生单相接地；如果判断发生单相接地，判断接地相别；根据所述接地相别，控制可控电压源输出特定电压；根据所述接地相别，控制接地相对应的分相开关闭合。本申请通过检测零序电压、三相电压判断接地故障和接地相，控制主要补偿元件可控电压源的输出电压，实现接地电流的初步补偿。通过闭合直接接地的分相开关，实现接地电流全补偿。本申请在可控电压源接地电流全补偿的各种拓扑结构下均能快速准确的调整可控电压源输出电压，将单相接地故障点电流补偿到极小值，为接地电流全补偿的实现提供了一种快速、有效、简便可靠的补偿方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本申请实施例示出一种接地电流全补偿装置的结构示意图；
图2为根据本申请实施例示出一种接地电流全补偿方法的流程图。
图示说明：
其中，1-控制器，2-分相接地开关，3-可控电压源，4-连接变压器，5-接地变压器，6-消弧线圈。
具体实施方式
参阅图1，本申请的实施例提供了一种接地电流全补偿装置，包括：控制器1，分相接地开关2，可控电压源3，连接变压器4和接地变压器5；
所述分相接地开关2和所述可控电压源3分别与所述控制器1连接；
所述分相接地开关2连接在系统母线与地之间，分相接地开关2一端连接于系统三相母线，另一端接地；
所述连接变压器4的原边与所述可控电压源3连接，所述连接变压器4的副边一端与所述接地变压器5连接，所述连接变压器4的副边另一端接地。
所述连接变压器原边额定电压为200V～500V之间。
所述接地变压器连接在系统母线上。
本申请中，控制器1控制可控电压源输出电压幅值、相位，控制分相接地开关2的开闭，测量系统零序电压、三相电压等参数；控制器1根据零序电压、三相电压等判断系统是否发生单相接地和接地相别，控制消弧线圈将接地电流补偿至10A以下，控制器1计算并控制可控电压源输出电压，将接地电流补偿至1A以下，控制器1控制分相接地开关闭合，进一步降低接地点故障电流。本申请通过检测零序电压、三相电压判断接地故障和接地相，控制主要补偿元件可控电压源的输出电压，实现接地电流的初步补偿。通过闭合直接接地的分相开关，实现接地电流全补偿。本申请在可控电压源接地电流全补偿的各种拓扑结构下均能快速准确的调整可控电压源输出电压，将单相接地故障点电流补偿到极小值，为接地电流全补偿的实现提供了一种快速、有效、简便可靠的补偿方式。
进一步地，所述装置还包括消弧线圈6，所述控制器1与所述消弧线圈相连，所述消弧线圈的一端与所述接地变压器5中性点连接，所述消弧线圈的另一端接地。当系统电容电流大于10A时配有消弧线圈6。控制器1调节消弧线圈的补偿容量。
优选地，所述消弧线圈6为调匝式消弧线圈。调匝式消弧线圈运行方式灵活，可以采用“预调”的运行方式，也可以采用“随调”的运行方式。补偿范围大，保证可靠熄灭电弧。
可选地，所述消弧线圈6为相控式消弧线圈，磁控式消弧线圈或调容式消弧线圈。
进一步地，所述分相接地开关2为机械开关。分相接地开关2可以是断路器或接触器等，本申请对分相接地开关2的种类不做限制。
进一步地，所述分相接地开关2包括三只单相可控开关。
参阅图2，本申请的实施例提供了一种接地电流全补偿方法，包括：
步骤S1、实时监测和记录零序电压和三相电压；
步骤S2、根据所述零序电压和所述三相电压的幅值及相位，判断是否发生单相接地；
如果判断发生单相接地，执行步骤S3、判断接地相别；
步骤S4、根据所述接地相别，控制可控电压源3输出特定电压；
所述特定电压的幅值为单相接地前接地相相电压幅值除以连接变压器4的电压比，所述特定电压的相位与单相接地前接地相相电压反相；
步骤S5、根据所述接地相别，控制接地相对应的分相开关闭合。
进一步地，在所述判断接地相别的步骤之后，还包括：调节消弧线圈6补偿容量，将接地点残流补偿至10A以下。
由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种接地电流全补偿装置及方法。所述装置包括控制器1，分相接地开关2，可控电压源3，连接变压器4和接地变压器5；所述分相接地开关2和所述可控电压源3分别与所述控制器1连接；所述分相接地开关2连接在系统母线与地之间，分相接地开关2一端连接于系统三相母线，另一端接地；所述连接变压器4的原边与所述可控电压源3连接，所述连接变压器4的副边一端与所述接地变压器5连接，所述连接变压器4的副边另一端接地。所述方法包括实时监测和记录零序电压和三相电压；根据所述零序电压和所述三相电压的幅值及相位，判断是否发生单相接地；如果判断发生单相接地，判断接地相别；根据所述接地相别，控制可控电压源3输出特定电压；根据所述接地相别，控制接地相对应的分相开关闭合。本申请通过检测零序电压、三相电压判断接地故障和接地相，控制主要补偿元件可控电压源的输出电压，实现接地电流的初步补偿。通过闭合直接接地的分相开关，实现接地电流全补偿。本申请在可控电压源接地电流全补偿的各种拓扑结构下均能快速准确的调整可控电压源输出电压，将单相接地故障点电流补偿到极小值，为接地电流全补偿的实现提供了一种快速、有效、简便可靠的补偿方式。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种接地电流全补偿装置，其特征在于，包括：控制器，分相接地开关，可控电压源，连接变压器和接地变压器；
所述分相接地开关和所述可控电压源分别与所述控制器连接；
所述连接变压器的原边与所述可控电压源连接，所述连接变压器的副边一端与所述接地变压器连接，所述连接变压器的副边另一端接地。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括消弧线圈，所述控制器与所述消弧线圈相连，所述消弧线圈的一端与所述接地变压器中性点连接，所述消弧线圈的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述消弧线圈为调匝式消弧线圈。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述消弧线圈为相控式消弧线圈，磁控式消弧线圈或调容式消弧线圈。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分相接地开关为机械开关。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分相接地开关包括三只单相可控开关。
7.一种接地电流全补偿方法，其特征在于，包括：
实时监测和记录零序电压和三相电压；
根据所述零序电压和所述三相电压的幅值及相位，判断是否发生单相接地；
如果判断发生单相接地，判断接地相别；
根据所述接地相别，控制可控电压源输出特定电压；
根据所述接地相别，控制接地相对应的分相开关闭合。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述判断接地相别的步骤之后，还包括：调节消弧线圈补偿容量，将接地点残流补偿至10A以下。
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