CN1664597A - 小电流接地系统的绝缘监视方法及实现该方法的装置 - Google Patents

Abstract

一种小电流接地系统的绝缘监视方法及实现该方法的装置，采用一组按星形接线接入系统且中性点直接接地的非电感性元件组1，通过测量器件2测量非电感性元件组1的电流或电压参数，提供系统相对地电流或电压信息，当采用测量电流方式时，通过电流/电压转换器3将电流值转换为电压值，由电压显示器4显示系统三相电压，监视系统的绝缘状态；采用接地报警器件5接于非电感性元件组1的中性线，测量非电感性元件组1的零序电流，由报警器6显示系统绝缘状态，从而实现小电流接地系统的绝缘监视。可消除电压互感器发生基频、倍频、分频谐振，有效避免电压互感器保险熔断、爆炸、电压互感器自身烧毁等事故。

Description

小电流接地系统的绝缘监视方法及实现该方法的装置

一、技术领域

本发明涉及一种小电流接地系统的绝缘监视方法及实现该方法的装置，属于电力技术领域，特别是涉及小电流接地系统的绝缘监视技术及电磁式电压互感器铁磁谐振过电压的消除技术。

二、背景技术

在小电流接地系统中，通常都由在发电厂、变电站母线上连接的一次绕组为星形接线且中性点直接接地的电磁式电压互感器向绝缘监视装置、计量、保护装置提供系统相对地电压、零序电压、线电压、相电压信息。由附图1可见，此时系统对地参数除了发变电设备和线路导线对地电容C₀之外，还有电磁式电压互感器(PT1)的激磁电感L。因电磁式电压互感器一次绕组中性点直接接地，其激磁电感L就和导线对地电容C₀形成了L-C谐振电路，当系统出现单相接地或发电机、变压器向空母线充电等扰动时，就可能激发谐振过电压而引起电磁式电压互感器保险熔断、爆炸或造成电磁式电压互感器自身烧毁故障，严重时还扩大为母线及其相连设备的“火烧连营”事故。

为消除电磁式电压互感器的谐振故障，广大电力工作者普遍予以关注，并提出了许多消除措施，但在现有的这些消谐措施中，都是围绕改变系统内L-C谐振电路中某些参数提出的，由于系统参数的复杂性和多变性的原因，绝大多数消谐措施都存在此时此情有明显效果，而在彼时彼情又失去效果的情况。

三、发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，并根据小电流接地系统中常常出现电磁式电压互感器在系统发生单相接地等扰动时易于发生谐振的问题，提供一种小电流接地系统的绝缘监视方法及实现该方法的装置。

本发明所采取的技术方案是：

一种小电流接地系统的绝缘监视方法，采用一组按星形接线接入系统且中性点直接接地的非电感性元件组，通过测量器件测量非电感性元件组的电流或电压参数，提供系统相对地电流或电压信息，当采用测量电流方式时，通过电流/电压转换器将电流值转换为电压值，由电压显示器显示系统三相电压，监视系统的绝缘状态；采用接地报警器件接于非电感性元件组的中性线，测量非电感性元件组的零序电流，由报警器显示系统绝缘状态，从而实现小电流接地系统的绝缘监视。

所述的非电感性元件组，每相可由单台电容器或电阻器构成。

所述的非电感性元件组，每相可由两台以上电阻器或电容器串联构成。

所述的非电感性元件组，每相可由一台或数台电容器和电阻器串联构成。

所述的非电感性元件组，当每相含有两个以上非电感性元件时，可通过测量其中一个元件上的分布电压参数，提供系统相对地电压。

所述的测量器件采用电流互感器实现相电流的测量。

所述报警器件采用电流互感器实现零序电流的测量。

一种实现如上所述小电流接地系统绝缘监视方法的装置，主要由柜体，装设于柜体内的非电感性元件组、测量器件、电流/电压转换器、电压显示器和报警器件组成；非电感性元件组采用星形接线接于电网，其中性点接地，测量器件测量非电感性元件组的相电流后，通过电流/电压转换器将电流值转换为电压值，由电压显示器显示系统三相电压，报警器件接于非电感性元件组的中性线，测量非电感性元件组的零序电流，由报警器显示系统绝缘状态。

所述柜体的顶部设置有小母线室，柜门上设置有指示仪表、视窗、推进摇把插孔、门锁拴把、门锁孔，柜体的后部设置有主母线。

由于采用了上述技术方案，当发电厂、变电所应用本发明，并根据保护、计量需要采用不完全三角形(V-V接线)或一次绕组不再有接地点的(Y.Yn接线)电压互感器时，这时系统就不再存在L-C谐振电路。因L-C谐振电路的消除，系统就不会再发生电压互感器因基频、倍频、分频或铁磁谐振过电压、过电流而引起前面背景技术中所述的常发故障，无疑将因前述电压互感器故障的消除而使运行维护费用和工作量大大降低，将更加有力地保障电网供电的安全运行。

四、附图说明

图1是背景技术中系统存在的L-C谐振电路示意图。

图2是本发明实施例1的示意图。

图3是本发明实施例2的示意图。

图4是本发明实施例3的示意图。

图5是实现本发明的柜体示意图

五、具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述：

参照附图，一种小电流接地系统的绝缘监视方法，采用一组按星形接线接入系统且中性点直接接地的非电感性元件组1，通过测量器件2测量非电感性元件组1的电流或电压参数，提供系统相对地电流或电压信息，当采用测量电流方式时，通过电流/电压转换器3将电流值转换为电压值，由电压显示器4显示系统三相电压，监视系统的绝缘状态；采用接地报警器件5接于非电感性元件组1的中性线，测量非电感性元件组1的零序电流，由报警器6显示系统绝缘状态，从而实现小电流接地系统的绝缘监视。

实施例1：参照附图2，所述非电感性元件组1每相由单个电容器C或电阻器R构成。图2中是由单台电容器C用测量电流的方法组成，与一次绕组为星形接线的电压互感器PT2联合构成的系统电压测量系统。因电压互感器PT2测量原理和方法，系电工测量方面的公知技术，此处不作说明，以下仅就非电感性元件组1应用情况加以说明。

已知电容器电容量为C，其容抗Xc＝1/ωC；系统正常时，三相对地电压为系统线电压Ux的

倍，此时流过电容器的电流为 $I_{\mathrm{CA}}=I_{\mathrm{CB}}=I_{\mathrm{CC}}=\mathrm{\ωC}\×\mathrm{Ux}/\sqrt{3},$ 零序电流I₀＝0；当系统发生单相接地时，据电工原理知道，接地相(例如A相)对地电压将降低为0，完好相(B、C相)对地电压将升高 倍，其值为系统线电压Ux；其零序电压将升高为正常时相电压的3倍，由此关系可得到A相接地时的各相电流和零序电流为：I’_CA＝0，I’_CB＝I’_CC＝UxωC，I’₀＝3I_A。

从以上电流变化可见，其规律完全与用星形接线且中性点直接接地的电磁式电压互感器测量系统相对地电压和零序电压的规律一样，说明本发明可用来向绝缘监视装置提供系统对地电压和零序电压信息。为了适应发电厂、变电站值班员的监视习惯，上面测得的电流经过电流/电压转换器3变换，使绝缘监视装置显示相对地电压值和零序电压值，此时的功能就将和现行绝缘监视装置的表现形式完全一样而便于值班员监视。

实施例2：参照附图3，所述的非电感性元件组1每相由两台以上电阻器R或电容器C串联构成。图3中是由两台电阻器R串联，用测量分压元件电压方法组成，与一次绕组为不完全三角形(V-V接线)的电压互感器PT2联合构成电压测量系统，由图3可见，每相的电阻值(或容抗)为每一元件阻值相加，即R_A＝R_B＝R_C＝R₁+R₂，系统正常时，每相电流为 $I_A=I_B=I_C=U_x/(\sqrt{3}\×R_A);$ I₀＝0A，且有U_R1＝I_AR₁，U_R2＝I_AR₂关系。当系统发生一点接地时，接地相U_AD＝0，U_BD＝U_CD＝U_X，此时I’_A＝U_AD/R_A＝0， $I{\text{'}}_B=I{\text{'}}_C=\sqrt{3}\×U_x/(\sqrt{3}\×R_A)=U_x/R_A,$ 升高到正常情况下的 倍，而I’₀升高为正常值的3倍，电阻器R₂上的电压，因阻值不变，电流升高

倍，所以测得电阻器R₂的电压值也可同样向绝缘监视装置提供系统对地电压信息，其分压比为K＝(R₁+R₂)/R₂。

实施例3：参照附图4，所述的非电感性元件组1每相由一台或数台电容器C和电阻器R串联构成。图4中是由一台电容器C和一台电阻器R串联连接，用测量相电流的方法组成，并与一次绕组为三角形接线的电压互感器PT2联合构成系统电压测量系统。此例中除每相阻抗为Z_A＝Z_B＝Z_C＝(R²＋X_C ²)^1/2与实施例1(参见附图2)中X_C＝1/ωC不同外，其余与实施例1完全相同。此例也可用分压方式取得相对地电压的方法，仅此时的分压比应为K＝(R²+X_C ²)^1/2/R，其余与实施例2相同。

可见，当非电感性元件组1当每相含有两个以上非电感性元件时，可通过测量其中一个元件上的分布电压参数，可提供系统相对地电压。

一种实现如上所述小电流接地系统绝缘监视方法的装置，主要由柜体7，装设于柜体7内的非电感性元件组1、测量器件2、电流/电压转换器3、电压显示器4和报警器件5组成；非电感性元件组1采用星形接线接于电网，其中性点接地，测量器件2测量非电感性元件组1的相电流后，通过电流/电压转换器3将电流值转换为电压值，由电压显示器4显示系统三相电压，报警器件5接于非电感性元件组1的中性线，测量非电感性元件组1的零序电流，由报警器6显示系统绝缘状态。

所述柜体7的顶部设置有小母线室8，柜门上设置有指示仪表9、视窗10、推进摇把插孔11、门锁拴把12、门锁孔13，柜体7的后部设置有主母线14。

由于采用了上述技术方案，当发电厂、变电所应用本发明，并根据保护、计量需要采用不完全三角形(V-V接线)或一次绕组不再有接地点的(Y.Yn接线)电压互感器时，这时系统就不再存在L-C谐振电路。因L-C谐振电路的消除，系统就不会再发生电压互感器因基频、倍频、分频或铁磁谐振过电压、过电流而引起前面背景技术中所述的常发故障，无疑将因前述电压互感器故障的消除而使运行维护费用和工作量大大降低，将更加有力地保障电网供电的安全运行。

Claims (9)

1、一种小电流接地系统的绝缘监视方法，其特征在于：采用一组按星形接线接入系统且中性点直接接地的非电感性元件组(1)，通过测量器件(2)测量非电感性元件组(1)的电流或电压参数，提供系统相对地电流或电压信息，当采用测量电流方式时，通过电流/电压转换器(3)将电流值转换为电压值，由电压显示器(4)显示系统三相电压，监视系统的绝缘状态；采用接地报警器件(5)接于非电感性元件组(1)的中性线，测量非电感性元件组(1)的零序电流，由报警器(6)显示系统绝缘状态，从而实现小电流接地系统的绝缘监视。

2、根据权利要求1所述的小电流接地系统的绝缘监视方法，其特征在于：所述的非电感性元件组(1)每相由单台电容器(C)或电阻器(R)构成。

3、根据权利要求1所述的小电流接地系统的绝缘监视方法，其特征在于：所述的非电感性元件组(1)每相由两台以上电阻器(R)或电容器(C)串联构成。

4、根据权利要求1所述的小电流接地系统的绝缘监视方法，其特征在于：所述的非电感性元件组(1)每相由一台或数台电容器(C)和电阻器(R)串联构成。

5、根据权利要求1所述的小电流接地系统的绝缘监视方法，其特征在于：所述的非电感性元件组(1)当每相含有两个以上非电感性元件时，可通过测量其中一个元件上的分布电压参数，提供系统相对地电压。

6、根据权利要求1所述的小电流接地系统的绝缘监视方法，其特征在于：所述的测量器件(2)采用电流互感器实现相电流的测量。

7、根据权利要求1所述的小电流接地系统的绝缘监视方法，其特征在于：所述的报警器件(5)采用电流互感器实现零序电流的测量。

8、一种实现权利要求1所述的小电流接地系统绝缘监视方法的装置，其特征在于：主要由柜体(7)，装设于柜体(7)内的非电感性元件组(1)、测量器件(2)、电流/电压转换器(3)、电压显示器(4)和报警器件(5)组成；非电感性元件组(1)采用星形接线接于电网，其中性点接地，测量器件(2)测量非电感性元件组(1)的相电流后，通过电流/电压转换器(3)将电流值转换为电压值，由电压显示器(4)显示系统三相电压，报警器件(5)接于非电感性元件组(1)的中性线，测量非电感性元件组(1)的零序电流，由报警器(6)显示系统绝缘状态。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述柜体(7)的顶部设置有小母线室(8)，柜门上设置有指示仪表(9)、视窗(10)、推进摇把插孔(11)、门锁拴把(12)、门锁孔(13)，柜体(7)的后部设置有主母线(14)。

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