CN207801474U - 配电网中性点补偿型电阻转换接地装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于供电系统领域，即配电网中性点补偿型电阻转换接地装置。其控制电路包括高电阻R1、可调电抗器L和低电阻R2并联，其中低电阻R2与电阻转换开关K2串联，高电阻R1回路连接电流互感器CT，电流互感器CT二次输出供继电器J，整个并联电路首端接于系统中性点，尾端接地。可消除铁磁谐振过电压，抑制弧光接地过电压，降低中性点位移电压，适应电容电流任何大小的系统。单相接地可持续运行时间为2小时，提高了供电连续性。当发生单相接地故障时，能够实现100%准确选线，对于故障线路可作用于跳闸，也可作用于选线。相对于其它接地方式是事故率最低，可靠性高的接地方式。

Description

配电网中性点补偿型电阻转换接地装置

技术领域

本实用新型属于电力、石油、化工、冶金、矿山、机场、港口、通讯系统、军事工业等供电系统领域，即配电网中性点补偿型电阻转换接地装置。适用于国网中压配电系统和工业企业供电系统，尤其适用于对连续供电要求高，突然断电会造成危害人员生命或爆炸或造成重大设备事故或造成重大经济损失等重要用户。

背景技术

在现有技术中，电力系统与企业供电系统中性点有多种接地方式，比较常见的是消弧线圈接地，低电阻接地和高电阻接地等几种。

这几种接地方式都是单独使用，它们各有各的优势，也各有各的缺陷，所以无论单独采用哪种方式都不够完善，适用范围小。系统中性点经消弧线圈接地，由于消弧线圈本身是谐振原件，故对谐振抑制效果差，当系统对地电容电流过大时，补偿后容易处于谐振区内，谐振过电压使得单相接地故障很快演变为相间短路故障。高电阻接地（高电阻阻值通常是指接地电阻电流小于50A，单相接地能够持续运行。以10kV系统为例，电阻值大于10.5kV/1.732/50A=121Ω）能够有效消除谐振，抑制弧光接地过电压，但是，对于电容电流过大的系统则不能解决大电流烧损接地点问题，并且，高电阻接地和消弧线圈接地虽然能够带接地点持续运行2小时，但不能准确选线。小电阻接地（小电阻阻值通常是指单相接地电流大于100A以上，单相接地需尽快跳闸，防止设备烧损过大。以10kV系统为例电阻值小于10.5kV/1.732/100A=60.6Ω）能够准确选线，但需瞬时跳闸，不能长时间带接地点运行。因此，各种接地方式各有优缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种事故率最低，可靠性高的接地方式配电网中性点补偿型电阻转换接地装置。

本实用新型的技术方案是：配电网中性点补偿型电阻转换接地装置，其特征在于：控制电路包括高电阻R1、可调电抗器L和低电阻R2并联，其中低电阻R2与电阻转换开关K2串联，高电阻R1回路连接电流互感器CT，电流互感器CT二次输出供继电器J，整个并联电路首端接于系统中性点，尾端接地。

技术原理：在我国中压配电系统中，随着电缆的大量使用，系统对地电容电流越来越大，个别系统达到百安以上，甚至数百安培。对于中性点绝缘系统由于对地电容电流大，故障点烧损严重，过电压幅值高，无法带接地点持续运行；对于消弧线圈系统由于对地电容电流大，补偿后接近谐振点，谐振电压高也无法带接地点持续运行，往往一接地就因过电压迅速发展为相间短路。我们要求在任何对地电容电流的情况下，系统都能带接地点持续运行2小时，且能够准确选线，系统正常运行时还要稳定，没有铁磁谐振。

于是催生出一种全新的的系统中性点接地方式即补偿型高低电阻转换接地方式，其主要原理如下：

当系统对地电容电流不超过规程规定允许值（10kV系统30A，35kV系统10A），系统正常运行时，系统中性点经高电阻接地。

当系统对地电容电流超过规程规定的允许值时，即10kV系统电容电流超过30A，35kV系统电容电流超过10A，系统正常运行时，系统中性点经高电阻与电抗器并联接地，电抗器的取值是将系统对地电容电流补偿至小于规程允许值即可，由于高电阻的阻尼作用，可有效避免谐振的发生，故一般建议电抗器处于欠补偿方式运行。

当系统发生单相接地故障时，瞬时投入中性点低电阻，人为增大故障线路的接地电流，通过零序保护装置选出接地线路，可直接作用于跳闸，如果线路负荷重要需连续供电，可在信号发出后，低电阻退出，恢复中性点经高电阻和电抗器并联运行方式，由电抗器限制接地电流，由高电阻限制弧光接地过电压，则可带接地故障持续运行2小时，以便及时倒换电源，处理故障。

应用方式：本申请的应用方式为两种形式：没有中性点时，可人为制造中性点之后接入。变电站主变压器中性点引出时，可直接接入中性点。

本实用新型接地方式叫配电网中性点补偿型高低电阻转换接地装置，这种接地方式是消弧线圈、高电阻接地和小电阻接地的有机组合，通过控制装置实现多种接地方式的配合使用，发挥各种接地方式的优点，同时克服各种接地方式的不足之处。

通过可调电抗器减少接地点电容电流，减少接地电流对设备的烧损程度，实现接地运行2小时，同时电抗器还能起到抑制谐振过电压的作用。

拓宽对电容电流的适应范围，适用于所有配电系统。

实现接地选线100%准确。

本实用新型主要应用于电力系统和企业供电系统，可消除铁磁谐振过电压，抑制弧光接地过电压，降低中性点位移电压，适应电容电流任何大小的系统。单相接地可持续运行时间为2小时，提高了供电连续性，保留了中性点不接地和经消弧线圈接地方式的优点，克服了不接地、消弧线圈接地、直接接地、低电阻接地和常规高电阻接地的缺点。当发生单相接地故障时，能够实现100%准确选线，对于故障线路可作用于跳闸，也可作用于选线。相对于其它接地方式是事故率最低，可靠性最高的接地方式。

本实用新型的优点是：（1）能够实现多种功能，消除铁磁谐振、抑制弧光接地过电压、单相接地个带接地点持续运行2小时、单相接地能够实现100%准确选线、对故障线路可作用于跳闸或继续运行同时具备释放雷电能力等。（2）适用于所用中压配电系统，适用面广。（3）针对不同的用电负荷、不同的供电形式以架空为主还是电缆为主，装置参数可灵活调整，能够最大限度的中性点接地装置作用，尽可能实现安全稳定运行。（4）能够集以往常用的三种接地方式（消弧线圈接地、高电阻接地和小电阻接地）于大成，最大限度发挥各种接地方式的优点，通过有机组合，避免或消除了各种接地方式的缺点，使得供电系统电压更平稳、系统更稳定、单相接地事故更容易消除，供电安全性、可靠性和连续性都将达到前所未有的新高度。

下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。

附图说明

图1是本实用新型系统无中性点通过接地变压器的补偿型电阻转换接地装置电路示意图。

图2是本实用新型系统有中性点的补偿型电阻转换接地装置电路示意图。

具体实施方式

参见图1、图2，零部件名称如下：K1－电源开关，K2－电阻转换开关，B－主变压器，JB－接地变压器，R1－高电阻，R2－低电阻，CT－电流互感器，J－继电器，L－可调电抗器

参见图1、图2，配电网中性点补偿型电阻转换接地装置，其控制电路包括高电阻R1（或称高值电阻器）、可调电抗器L和低电阻R2（或称低值电阻器）并联，其中低电阻R2与电阻转换开关K2串联，高电阻R1回路连接电流互感器CT，电流互感器CT二次输出供继电器J，整个并联电路首端接于系统中性点，尾端接地。

配电系统正常运行时，系统中性点经过高电阻R1与可调电抗器L电路接地，低电阻R2断开（电阻转换开关K2断开），当系统发生单相接地故障时，由电阻转换开关投入低电阻R2，增大接地电流实现准确送线。继电器J检测到系统接地电流，控制低电阻R2接通。

运行说明：

系统正常运行时，中性点对地电压很小，此时系统中性点经过高电阻R1和可调电抗器L的并联电路接地，低电阻R2由于电阻转换开关K2断开而退出运行。由于高电阻R1阻值很大、可调电抗器L的感抗也很大，故此时系统中性点对地可以看作是非有效接地，可带接地故障持续运行2小时。正常运行时，高电阻R1的作用是消除系统铁磁谐振，抑制谐振过电压，起到阻尼电阻作用；可调电抗器的作用是改变系统对地电感值，对抑制谐振过电压起到一定辅助作用。

当系统发生单相接地故障时，系统中性点对地电压升高，中性点并联电路两端电压升高至相电压，高电阻R1流过阻性电流，可调电抗器L流过感性电流，此时电阻转换开关K2尚未合上，低电阻R2尚未投入，高电阻R1的作用是抑制弧光接地过电压，可调电抗器L的作用是补偿系统电容电流，使得流过故障点的电流减小，对设备不至烧损过大，以便能够带接地点持续运行2小时。此时，继电器J检测到高电阻R1的接地电流，经过延时发出信号，延时的目的是为了滤除瞬间接地，判定是否为永久接地故障，如判定为永久接地则继电器J发出信号，控制电阻转换开关K2合闸。电阻转换开关K2合闸后，低电阻R2投入运行，由于低电阻R2阻值较低，接地电流增大，启动接地线路的零序保护装置动作，对于一般负荷，停电损失较小的线路，可直接作用跳闸，消除接地点，接地电流消失，继电器J返回，电阻转换开关K2断开，恢复中性点非有效接地方式。如果故障线路负荷非常重要，瞬时停电会造成巨大经济损失甚至危及人身安全，则电阻转换开关K2合闸，低电阻R2投入，启动故障线路零序保护，零序保护作用于信号，线路不跳闸，接地故障线路判断准确后，继电器控制电阻转换开关K2断开，系统中性点恢复非有效接地方式，可带故障点持续运行2小时。此时高电阻R1的作用是抑制弧光接地过电压，防止事故发展，可调电抗器L负责补偿接地点电容电流，防止设备烧损。由于接地线路已经准确判断，能够在2小时内及时倒换电源处理故障点，从而避免了突然停电所带来的损失。

系统配合：

按照系统对地电容电流确定电感器的感抗和高电阻阻值，根据补偿电流和电阻电流计算接地变压器的容量。按照供电负荷的重要程度和系统电容电流大小，确定低电阻阻值，配置零序保护，计算保护定值，作用于信号还是作用于跳闸。

如果系统对地电容电流不大于规程允许值，10KV小于30A，35KV小于10A，则不用补偿，直接使用电阻转换装置即可，反之则需要补偿以减少系统对地电容电流。

根据系统负荷性质，对于一类负荷可带接地点持续运行2小时，选线后及时倒换电源，确保重要一类负荷连续可靠供电；对于其它不重要负荷，选线后可直接作用跳闸，及时切除故障线路。

根据系统负荷性质及系统接线，合理配置系统零序保护。

本实用新型实现了消弧线圈、高电阻接地和小电阻接地多种接地方式的有机组合，能够将接地电流补偿至规程允许范围、有效消除铁磁谐振、抑制弧光接地过电压并能够实现接地选线100%准确。

Claims (1)

1.配电网中性点补偿型电阻转换接地装置，其特征在于：控制电路中高电阻R1、可调电抗器L和低电阻R2并联，其中低电阻R2与电阻转换开关K2串联，高电阻R1回路连接电流互感器CT，电流互感器CT二次输出供继电器J，整个并联电路首端接于系统中性点，尾端接地。