CN204858542U - 一种有源状态型中性点接地装置 - Google Patents

一种有源状态型中性点接地装置 Download PDF

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郑云丹
李晓波
蒋峰景
韩继承
师丽霞
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Abstract

本实用新型专利公开了一种有源状态型中性点接地装置,涉及配电网中性点接地技术。在6~10kV配电网中,所述的接地变压器连接配电网母线,出线端连接单相变压器,单相变压器一次侧另一端可靠接地;单相变压器二次侧经滤波电抗器连接单相全桥逆变器;Δ-Y型三相变压器进线端连接三相母线电压,出线端连接三相可控整流器,三相可控整流器输出端经上电限流电阻、滤波电容为单相全桥逆变器提供稳定直流电源;数据采集模块通过一系列互感器采集电网信号送给控制器模块,控制器模块通过对配电网进行故障状态辨识,控制单相全桥逆变器、三相可控PWM整流器输出。本实用新型接地装置,融合传统接地方式优点,根据配电网不同故障状态选择最优的接地方式,实现了中性点灵活的接地方式,有利于进一步提高电气设备的安全运行水平,进一步保证配电网安全性、可靠性。

Description

一种有源状态型中性点接地装置
技术领域
本实用新型涉及的是6~10kV配电网中性点接地技术,具体是一种有源状态型的中性点接地装置。
背景技术
我国中压配电网接地方式主要是中性点非有效接地方式和中性点有效接地方式,中性点非有效接地方式主要包括中性点不接地方式、中性点经消弧线圈接地方式、中性点经高阻接地方式;中性点有效接地方式主要包括中性点经小电阻接地方式。
在中性点不接地系统中,若发生单相接地故障,三相用电设备能正常工作,允许暂时继续允许两小时之内,可靠性较高,但发生电弧接地过电压的概率非常大,弧光接地过电压持续时间长,过电压遍及全网,对设备绝缘是一种较大威胁;中性点经消弧线圈接地方式可补偿单相接地电流和降低电弧恢复电压上升速度,促使电弧自动熄灭,大大减小出现高幅值弧光接地过电压概率,但易发生因调谐不当引起的谐振过电压,当发生永久性接地故障时不能真正实现故障线路和故障点的快速定位和隔离;中性点经高阻接地方式能抑制电弧接地过电压和串联谐振过电压,并且易于实现选择性的继电保护,但仅适用于接地电流较小的系统中;中性点经小电阻接地系统方式中,发生单相接地故障时能降低单相接地非故障相过电压,消除弧光接地过电压和一些谐振过电压,但是发生单相接地故障时,短路电流大,要迅速切除故障线路,供电可靠性差。
经对现有技术领域的检索发现,中国专利申请号为201220684589.8,授权公告号为CN202978211U,专利名称为:中性点接地装置,该专利为中性点经电阻接地方式装置,不属于有源接地装置。
发明内容
技术问题:本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结合电力电子器件的有源状态型中性点接地装置,通过对配电网单相接地故障进行状态辨识,控制逆变器输出不同的逆变电流,实现最优的中性点接地方式。
技术方案:本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下:
一种有源状态型中性点接地装置包括接地变压器模块1、单相变压器模块2、滤波电抗器模块3、单相全桥逆变器模块4、滤波电容模块5、上电限流电阻模块6、三相可控PWM整流器模块7、Δ-Y型三相变压器模块8、数据采集模块9、控制器模块10。
连接关系:接地变压器模块1连接配电网母线,接地变压器模块1出线端连接单相变压器模块2;单相变压器模块2一次侧一端连接接地变压器模块1出线端,另一端可靠接地,单相变压器模块2二次侧经滤波电抗器模块3连接单相全桥逆变器模块4;Δ-Y型三相变压器模块8进线端连接三相母线电压,出线端连接三相可控整流模块7,三相可控整流模块7输出端经上电限流电阻模块6、滤波电容模块5为单相全桥逆变器模块4提供稳定直流电源;数据采集模块9通过一系列互感器采集电网信号送给控制器模块10,控制器模块10通过对配电网进行状态辨识,分别控制单相全桥逆变器模块4、三相可控PWM整流器模块7输出。
有益效果:本实用新型提出的有源状态型中性点接地装置,该装置结合电力电子柔性元器件,在配电网正常运行时采用中性点不接地运行;当发生单相接地故障时,通过对配电网单相接地故障状态进行辨识,从而控制逆变器输出逆变电流,以此改变中性点接地方式,若接地故障为永久性接地故障,则根据配电网运行要求选择接地电流补偿(等效电感接地)或切除故障线路(等效电阻接地);若为间歇性接地故障,则等效电感接地熄灭故障电弧。该装置解决了配电网高阻接地故障选线、弧光接地过电压等相关问题,实现中性点灵活接地方式,有利于进一步提高电气设备的安全运行水平,进一步保证配电网安全性、可靠性。
附图说明:
图1本实用新型的结构框图;
图2本实用新型的工作流程图;
图1中:
1-接地变压器模块;
2-单相变压器模块;
3-滤波电抗器模块;
4-单相全桥逆变器模块;
5-滤波电容模块;
6-上电限流电阻模块;
7-三相可控PWM整流器模块;
8-Δ-Y型三相变压器模块;
9-数据采集模块;
10-控制器模块。
具体实施方式
本实用新型的实施例所包含的功能块及其参数型号选择如下:
①接地变压器模块:采用独立的Z型接地变压器,引出配电网中性点,该类型接地变压器运行稳定可靠;
②单相变压器模块:采用降压变压器;
③滤波电抗器模块:用于滤除逆变器输出电流中所含的谐波分量;
④单相全桥逆变器模块:输出逆变电流改变配电网中性点接地方式;
⑤滤波电容模块:平滑整流输出的直流电压;
⑥上电限流电阻模块:限制冲击电流,防止滤波电容击穿;
⑦三相可控PWM整流器模块:为单相全桥逆变器模块4提供稳定的直流电压;
⑧Δ-Y型三相变压器模块:为三相PWM整流器提供所需的交流电压;
⑨数据采集模块:采集配电网电压、电流信号;
⑩控制器模块:控制系统采用DSP28335+FPGASPARTAN3E的控制方式,具有跟踪效果好,安全可靠性好,测量检测精度高等优势。
连接关系:
接地变压器模块1连接配电网母线,接地变压器模块1出线端连接单相变压器模块2;单相变压器模块2一次侧一端连接接地变压器模块1出线端,另一端可靠接地,单相变压器模块2二次侧经滤波电抗器模块3连接单相全桥逆变器模块4;Δ-Y型三相变压器模块8进线端连接三相母线电压,出线端连接三相可控整流模块7,三相可控整流模块7输出端经上电限流电阻模块6、滤波电容模块5为单相全桥逆变器模块4提供稳定直流电源;数据采集模块9通过一系列互感器采集电网信号送给控制器模块10,控制器模块10分别控制单相全桥逆变器模块4、三相可控PWM整流器模块7。
实施步骤:
第a.正常运行时检测电网的对地参数CΣ,计算单相接地电容电流大小,中性点处于不接地运行状态;
第b.监测配电网零序电压,当零序电压大于相电压10%时,判断系统是否发生单相接地故障;
第c.若没有发生单相接地故障,则进行其它故障处理;
第d.若发生单相接地故障,根据配电网接地故障状态辨识结果,选择最优的中性点接地方式,另逆变器输出电流,则中性点经电感值为的电感接地;另逆变输出电流,则中性点经阻值为R的电阻接地(上述式中n为单相变压器变比,为中性点电压);
第e.判断故障是否消失,若故障没有消失,从步骤d开始重新执行;若故障消失,则从步骤a开始重新执行。

Claims (1)

1.一种有源状态型中性点接地装置,其特征在于,包括接地变压器模块(1)、单相变压器模块(2)、滤波电抗器模块(3)、单相全桥逆变器模块(4)、滤波电容模块(5)、上电限流电阻模块(6)、三相可控PWM整流器模块(7)、Δ-Y型三相变压器模块(8)、数据采集模块(9)、控制器模块(10);在6~10kV配电网中,所述的接地装置中接地变压器模块(1)连接配电网母线,接地变压器模块(1)出线端连接单相变压器模块(2);单相变压器模块(2)一次侧一端连接接地变压器模块(1)出线端,另一端可靠接地,单相变压器模块(2)二次侧经滤波电抗器模块(3)连接单相全桥逆变器模块(4);Δ-Y型三相变压器模块(8)进线端连接三相母线电压,出线端连接三相可控整流模块(7),三相可控整流模块(7)输出端经上电限流电阻模块(6)、滤波电容模块(5)为单相全桥逆变器模块(4)提供稳定直流电源;数据采集模块(9)通过一系列互感器采集电网信号送给控制器模块(10),控制器模块(10)通过对配电网进行状态辨识,分别控制单相全桥逆变器模块(4)、三相可控PWM整流器模块(7)输出。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107482607A (zh) * 2017-10-16 2017-12-15 长沙理工大学 一种用于配电网的能馈型柔性接地装置、故障消弧方法及其直流侧电压控制方法和系统
CN111262231A (zh) * 2019-12-24 2020-06-09 长沙理工大学 非有效接地系统接地消弧装置、方法、设备和介质
CN113466625A (zh) * 2021-06-30 2021-10-01 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种接地故障查找复用系统及方法
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