WO2022121779A1 - 一种单相接地的处理方法 - Google Patents

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丁同同
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Abstract

一种单相接地的处理方法，发生单相接地后，将一非故障相或中性点与大地接通以与接地相形成闭合回路并产生电流；然后利用受控开关检测所述电流时长，并设定电源方向下游的受控开关触发切断的电流时长短于电源方向上游的受控开关触发切断的电流时长；当某一受控开关在达到触发条件切断后，停止所述非故障相接地。该方法可以快速定位单相接地故障点区间并能自动、快速、准确的切除故障，可以很好提升单相接地故障的处理质量，提升供电安全。

Description

一种单相接地的处理方法 技术领域
本发明涉及电力系统故障处理领域，具体涉及一种非有效接地供电系统发生单相接地故障后的处理方法。
 背景技术
当非有效接地系统（如三相供电系统）发生单相接地时，一般按如下步骤进行处理：1、查找故障线路；2、停掉故障线路；3、查找并排除故障点；4、恢复供电。这种处理方法往往存在查找故障点慢，停电时间长，停电面积大等弊端，而且在排除故障前单相接地持续时间较长，对外界存在着危险。为了解决这一问题，实用新型专利CN202815149 U提供了一种不对称电流源，利用该不对称电流源可以使一非故障相接地并与接地相形成短路从而产生短路电流，然后通过电流检测器显示短路电流所在回路可以快速指示故障点。但是在使用中发现，单相接地时的接地电阻大小难以预测，接地电阻过大时短路电流太小甚至难以检测，接地电阻太小时会使短路电流过大而需要串联电阻以防对线路造成损害，这些问题极大降低了该方法的实用性。一个改进的思路是使短路电流持续时间很短，这样无需串入限流电阻也不会对线路造成损害，而且不串入限流电阻还会使短路电流尽可能大从而容易被检出，因此会增强上述方法的实用性（如CN 110634713 A、CN 110531822 A、CN 209822486 U都是为制造短时电流而提出的专利申请）。但即使如此，上述方法也仅是有助于指示出单相接地故障点，实际查找该故障点仍然较为费时，单相接地故障持续时间较长的危害仍然存在。如何自动快速地将单相接地故障点切除出非有效接地系统，尽可能缩小停电面积，缩短单相接地的持续时间从而减小危害，是本领域期望解决的技术问题。
 技术问题
本发明的目的是提供一种单相接地的处理方法，该方法可以快速定位单相接地故障点区间并能自动、快速、准确的切除故障，可以很好提升单相接地故障的处理质量，提升供电安全。
 技术解决方案
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：一种单相接地的处理方法，在非有效接地系统上分布有多把受控开关，所述受控开关能够根据电流时长自动切断线路，按如下步骤处理： （a）发生单相接地后，将一非故障相或中性点与大地接通以与接地相形成闭合回路并产生电流；（b）利用所述受控开关检测所述电流时长，并设定电源方向下游的受控开关触发切断的电流时长短于电源方向上游的受控开关触发切断的电流时长；当某一受控开关在达到触发条件切断后，停止所述非故障相接地。
优选的，所述步骤（a）中，通过电力电子开关实现所述非故障相与大地的接通和断开。
优选的，所述电力电子开关为绝缘栅双极型晶体管。
优选的，将所述非故障相与大地接通前，通过如下方法选择所述非故障相：通过电压互感器检测3U 0超限感知发生单相接地故障后，通过开关使任意两相先后与大地接通再断开，并选择与大地接通时通过所述开关电流较大的一相作为所述非故障相。
优选的，在距离电源最近的第一把受控开关的靠近电源一侧的所述非故障相上选取接地点来实现与大地的接通，设置所述受控开关在任一相的电流时长达到预设值时即自动切断所述线路。
优选的，所述非有效接地系统为两相供电系统或三相供电系统。
优选的，所述方法（a）中，在所述闭合回路中串联有限流电阻。
 有益效果
本发明有益效果在于：单相接地故障发生后，将一非故障相或将中性点接地，可与已接地的故障相形成接地短路回路并产生短路电流，该电流能够被线路上的受控开关检测，受控开关可以根据检测到的电流时长和预设的触发切断电流时长将距离单相接地故障点上端最近的受控开关切断，从而将单相接地故障自动隔离。
 附图说明
图1是本发明方法一实施例接线示意图。
 本发明的实施方式
下面结合附图，通过具体实施例对本发明做进一步说明：三相电力系统是常见的非有效接地系统，在三相电力系统的母线上设置多条出线，各出线上设置多把受控开关，受控开关能够检测各相线路上的电流，并可以设置当通过任一相的电流时长达到预设值时即切断三相线路，或者可以设置当通过任意两相的电流时长均达到预设值时才切断三相线路。在一个关于受控开关的具体实施例中，受控开关包括控制单元，电流检测单元和执行单元，电流检测单元可以分别检测三相线路的各相电流，控制单元将电流检测单元检测到的时长与预设值进行比较，可以设置任一相的电流时长或任意两相的电流时长达到预设值时就发出信号使执行单元切断三相线路。针对触发切断的电流时长的预设值，处于电源方向下游的受控开关的预设值短于电源方向上游的预设值，电源方向上游即相对更靠近电源，电源方向下游即相对更远离电源，也即电能从电源发出并由上游向下游传输。或者说，按电源方向的上下游看，距离电源越远的受控开关触发切断的电流时长的预设值越短，越容易先达到触发条件从而切断。
如图1所示，在一个具体实施例中，ABC三相（或至少其中两相）均在距离电源最近的第一把受控开关1以上选取接地点，通过受控开关KA 、KB、KC使得线路A、B、C相分别与大地相连，此时设定各把受控开关检测到任一相的电流时长达到预设值即切断三相线路。利用在KA、KB、KC处安装的电压互感器采集各相电压（附图未示出，可参考实用新型专利CN202815149 U），通过3U0超限发现单相接地（例如C相在点F单相接地），然后将一非故障相（如A相）在第一把受控开关1以上与大地接通，这样就会在开关KA以上处的非故障相A相与电源、点F以上的故障相C相、大地之间制造出一个接地短路回路，并且可以产生短路电流，该短路电流在故障相线路上只流过单相接地故障点F以上的受控开关（即受控开关3、受控开关2和受控开关1），而不会通过单相接地故障点F以下的受控开关（即受控开关4和受控开关5）。这样当短路电流的时长达到单相接地故障点以上最近的受控开关3的预设值时，该把开关即会自行切断，从而自动将单相接地故障排除。虽然单相接地故障点F以下的受控开关4、5的触发切断的电流时长短，但是因为它们没有接入接地短路回路，因此不会有切断动作，而受控开关2、受控开关1等虽然接入接地短路回路，但是其触发切断的电流时长长于受控开关3，触发条件未成就，所以也不会切断。这样就保证了单相接地故障点F以上最近的一把受控开关切断，既保证自动排除故障，又保证了停电面积最小。本方法也适用于两相系统或多于三相的系统。除了将非故障相接地外，还可以将中性点接地，也能产生短路电流。
上述实施例中，受控开关的跳开要及时，以避免上一个开关检测到的电流时长达到该开关的触发条件，从而使上面的一把或多把受控开关也发生不期望的跳开，并由此造成不合理的大面积停电。
在一个具体实施例中，采用电力电子开关，如绝缘栅双极型晶体管。如前所述，可以通过PT检测单相接地故障的发生并判断出非故障相从而实现非故障相合闸。如果虽然判断出单相接地发生，但是并不能准确判断哪两相是非故障相时，可以通过如下方法判断非故障相：使任意两相先后分别通过电子电力开关接地、断开，会得到两次电流值（其中一次可能电流很小），然后选择接地时电流值大的那一相作为非故障相开始接地。因为如果一次操作的电流很小，说明该相为单相接地故障相，则另一次操作的肯定是非故障相，电流比较大，如果两此操作的都是非故障相，则选择电流相对大的肯定也是非故障相。
针对单相接地时阻抗较小的情况，可以在上述闭合回路中串联限流电阻，以免电流过大给系统造成损害。
上述实施例只是对本发明构思和实现的若干说明，并非对其进行限制，在本发明构思下，未经实质变换的技术方案仍然在保护范围内。
 工业实用性
通过在三相供电系统中进行实验，上述方法完全可行。

Claims (7)

  1. 一种单相接地的处理方法，其特征在于：
    在非有效接地供电系统上分布有多把受控开关，所述受控开关能够根据电流时长自动切断线路，按如下步骤处理：
    （a）发生单相接地后，将一非故障相或中性点与大地接通以与接地相形成闭合回路并产生电流；
    （b）利用所述受控开关检测所述电流时长，并设定电源方向下游的受控开关触发切断的电流时长短于电源方向上游的受控开关触发切断的电流时长；当某一受控开关在达到触发条件切断后，停止所述非故障相接地。
  2. 如权利要求1所述的单相接地的处理方法，其特征在于，所述步骤（a）中，通过电力电子开关实现所述非故障相与大地的接通和断开。
  3. 如权利要求2所述的单相接地的处理方法，其特征在于，所述电力电子开关为绝缘栅双极型晶体管。
  4. 如权利要求1所述的单相接地的处理方法，其特征在于，将所述非故障相与大地接通前，通过如下方法选择所述非故障相：通过电压互感器检测3U 0超限感知发生单相接地故障后，通过开关使任意两相先后与大地接通再断开，并选择与大地接通时通过所述开关电流较大的一相作为所述非故障相。
  5. 如权利要求1至4任一项所述的单相接地的处理方法，其特征在于，在距离电源最近的第一把受控开关的靠近电源一侧的所述非故障相上选取接地点来实现与大地的接通，设置所述受控开关在任一相的电流时长达到预设值时即自动切断所述线路。
  6. 如权利要求1所述的单相接地的处理方法，其特征在于，所述非有效接地供电系统为两相供电系统或三相供电系统。
  7. 如权利要求1所述的单相接地的处理方法，其特征在于，所述方法（a）中，在所述闭合回路中串联有限流电阻。
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