CN200953470Y - 一种中性点非有效接地系统的小电流接地选线装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及电力输配电系统的单相接地保护技术，为一种中性点非有效接地系统的小电流接地选线装置，它解决了现有技术中单相接地故障的选择性问题。本实用新型包括微机控制器、单相高压真空开关、电压互感器、高压熔断器、快速熔断器，微机控制器通过电压互感器检测母线电压，在检测到故障时通过闭合单相高压真空开关使对应的故障相接地，并通过对开关闭合前后的馈线零序电流的检测，选出故障线路。本实用新型能够在各种接地情况下准确选出系统的故障线路。

Description

一种中性点非有效接地系统的小电流接地选线装置
技术领域
本实用新型涉及电力输配电系统的单相接地保护技术，特别涉及中性点非有效接地系统的小电流接地选线技术。
背景技术
由于中性点不接地方式有着一系列的优点，因此被广泛应用于我国中压电网中(3～63kV)。但是，其单相接地保护问题一直没有得到很好解决。目前有采用工频过电压、过电流和零序功率方向等“绝对定值”原理构成的接地保护装置，但很难满足选择性和可靠性的要求。对于规模较大的中性点不接地电网而言，线路发生接地故障时，流过接地点的接地电容电流足以启动灵敏的接地保护装置，其灵敏度的整定值难以躲过三相式TA的不平衡电流；对于规模较小的中性点不接地的中压电网而言，线路发生接地故障时，故障线路与非故障线路上的接地电容电流差别不是很大，很难实现接地保护的选择性。对于中性点谐振接地的中压电网而言，发生单相接地故障后，其接地故障线路与非故障线路，难以用电流幅值或零序功率方向保护原理来实现选择性要求，通常依靠首半波原理和五次谐波原理来实现选择性要求。但是，实践证明，基于这两种保护原理制作的保护装置，都没有解决谐振接地系统中的单相接地故障的选择性问题。
中性点非有效接地系统中，经常会出现单相间歇性电弧接地故障。当系统发生单相间歇性电弧接地时，接地电流信号频率多在几百到几千赫兹，而目前国内的小电流选线设备的采用点大多为20点/20ms左右，又大多采用傅立叶算法，所以只能采集到五次谐波以内的信号，因此，对于此类故障，现有的小电流接地选线装置根本无法进行选择。
随着这几年弧光接地过电压问题被逐渐重视起来，以专利号99229228.x为代表的一批消弧装置得到广泛的使用，此类消弧装置采用的消弧原理都是限制故障相的恢复电压，都是把系统的接地故障点转移到消弧装置上，即把系统原来在馈线上的接地点转移到系统的母线上，所以造成了传统依靠比较零序电流的幅值和相位的方法进行选线的接地选线装置在装设了消弧装置的系统当中无法进行故障线路判断的技术难题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种中性点非有效接地系统的小电流接地选线装置，在3～35KV中性点非有效接地电网中，该装置在各种接地故障下均能准确的选出单相接地故障线路。
本实用新型采用的技术方案是：
一种中性点非有效接地系统的小电流接地选线装置，包括微机控制器、单相高压真空开关、电压互感器、高压熔断器、快速熔断器，单相高压真空开关为三只，三只单相高压真空开关的常开触点呈星型连接，其中三个端头分别接于系统三相母线之上，另外一端接在大地上，三只快速熔断器连接于单相高压真空开关与三相母线之间。
电压互感器连接于三相母线与微机控制器输入端之间，三只高压熔断器连接与电压互感器与三相母线之间，电压互感器的二次边带有辅助绕组，并将辅助绕组连接成开口三角绕组，开口三角绕组连接到微机控制器的信号输入端，所述的电压互感器由三台单相电压互感器构成，三只单相电压互感器的一次和二次边均采用星型连接，将二次边的三相辅助绕组三角形连接但不闭合而形成开口三角绕组。
微机控制器通过与馈线连接的线路采集馈线的零序电流，并通过与单相高压真空开关连接的线路控制单相高压真空开关的闭合。
微机控制器根据电压互感器提供电压信号对系统实时监控，当检测到接地故障时，把所有馈线(第1条馈线到第n条馈线)的零序电流同时采集到微机控制器内，当微机控制器判断出接地相别后，把故障相的真空开关闭合，系统的接地点由原先的馈线上直接转移到母线上，这时微机控制器再次采集一次所有馈线的零序电流，找出零序电流变化率最大的馈线即发生故障的馈线。
本实用新型具有的积极效果是：
本实用新型采用的“突变量”选线方法的机理与电网电容电流的大小无关，大小电网均可使用。系统发生单相接地故障时，微机控制器通过比较真空开关动作前后，所有线路的零序电流的变化率，就可以准确判断出系统的故障点所在，解决了现在传统小电流选线装置无法准确选择故障线路的问题，特别是解决了传统小电流接地选线装置无法与消弧装置配合的技术难题，本装置能够在各种接地情况下准确选出系统的故障线路。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理图
具体实施方式
如图1所示，中性点非有效接地系统的小电流接地选线装置，包括微机控制器1、单相高压真空开关4、电压互感器TV、高压熔断器2、快速熔断器3。
微机控制器1采用以单片机为核心的硬件结构。
单相高压真空开关为三只，三只单相高压真空开关的常开触点ZKa、ZKb、ZKc呈星型连接，其中三个端头分别接于系统三相母线之上，另外一端接在大地上，三只快速熔断器3连接于单相高压真空开关与三相母线之间，作为本装置的主要后备保护单元，主要用来防止装置的内部短路故障。
电压互感器TV连接于三相母线与微机控制器输入端之间，三只高压熔断器2连接于电压互感器与三相母线之间，作为本装置的后备保护单元，主要用来保护电压互感器的安全运行。电压互感器的二次边带有辅助绕组，并将辅助绕组连接成开口三角绕组，开口三角绕组连接到微机控制器1的信号输入端，所述的电压互感器TV由三台单相电压互感器构成，三只单相电压互感器的一次和二次边均采用星型连接，将二次边的三相辅助绕组三角形连接但不闭合而形成开口三角绕组。该电压互感器的特点是线性范围宽、相移小，即使在系统发生最严重的弧光接地过电压时，也能保证其输出信号的幅值和相位的准确性。
微机控制器通过与馈线连接的线路采集馈线的零序电流，并通过与单相高压真空开关连接的线路控制单相高压真空开关的闭合。
工作时，微机控制器1根据电压互感器TV提供电压信号，完成对系统的实时监控。微机控制器1在相应软件支持下，根据电压互感器提供的三相电压及零序电压值的进行判断，当检测到系统发生接地故障时，故障性质判断程序和小电流接地选线程序同时启动，小电流接地选线程序启动，把所有馈线(第1条馈线到第n条馈线)的零序电流同时采集到微机控制器1内，当微机控制器1判断出接地相别后，把故障相的真空开关4闭合，这时系统的接地点由原先的馈线上直接转移到母线上，这时微机控制器1再次采集一次所有馈线的零序电流，如果原先是1号馈线发生的接地故障，这时1号馈线的零序电流变化率最大，其他所有馈线的零序电流不会发生变化，本装置正是根据这种电流突变量的方法进行接地线路判断的，选线准确率很高。

Claims (1)

1、一种中性点非有效接地系统的小电流接地选线装置，包括微机控制器(1)、单相高压真空开关(4)、电压互感器TV、高压熔断器(2)、快速熔断器(3)，其特征在于：
单相高压真空开关为三只，三只单相高压真空开关的常开触点ZKa、ZKb、ZKc呈星型连接，其中三个端头分别接于系统三相母线之上，另外一端接在大地上，三只快速熔断器(3)连接于单相高压真空开关与三相母线之间，
电压互感器TV连接于三相母线与微机控制器输入端之间，三只高压熔断器(2)连接与电压互感器与三相母线之间，电压互感器的二次边带有辅助绕组，并将辅助绕组连接成开口三角绕组，开口三角绕组连接到微机控制器(1)的信号输入端，所述的电压互感器TV由三台单相电压互感器构成，三只单相电压互感器的一次和二次边均采用星型连接，将二次边的三相辅助绕组三角形连接但不闭合而形成开口三角绕组，
微机控制器通过与馈线连接的线路采集馈线的零序电流，并通过与单相高压真空开关连接的线路控制单相高压真空开关的闭合，
微机控制器(1)根据电压互感器TV提供电压信号对系统实时监控，当检测到接地故障时，把所有馈线(第1条馈线到第n条馈线)的零序电流同时采集到微机控制器(1)内，当微机控制器(1)判断出接地相别后，把故障相的真空开关(4)闭合，系统的接地点由原先的馈线上直接转移到母线上，这时微机控制器(1)再次采集一次所有馈线的零序电流，找出零序电流变化率最大的馈线即为发生故障的馈线。
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