[實用新型]中性點非有效接地電網消除單相接地故障保護系統

有效

• 申請號: 200820113872.9
• 申請日: 2008-07-11
• 公開（公告）號: CN201234133Y
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 孫嘉寧
• 申請（專利權）人: 孫嘉寧;羅志昭
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 夏 平;瞿網蘭

技術領域

本實用新型涉及一種中性點非有效接地電網對單相接地故障的全面判別、消除故障的綜合保護方法及其綜合保護系統，具體地說是一種中性點非有效接地電網消除單相接地故障保護系統。

背景技術

在電力系統中，單相接地是電網運行的主要故障形式，約占全電網總故障的60％以上，而且相當一部分相間短路故障是由單相接地故障發展而來。電力系統的安全可靠程度，在其他條件相同的情況下，只取決于電力系統中性點的工作方式。研究電力系統中性點的接地方式，主要是正確認識和處理這個最多見的單相接地故障問題。

單相接地故障的類型可以分為：弧光接地、高阻接地和金屬接地。據電力系統的統計，絕大部分的單相接地故障是弧光接地和高阻接地。單相弧光接地的危害最大，高阻接地最為常見，如架空線路中的樹枝的掛碰、斷線、電纜線路中的電纜絕緣受潮、老化等等，都呈現出高阻接地的特征，而弧光接地故障也大都從高阻接地故障發展而來。

高阻接地的接地電阻變化范圍大、不穩定，故障狀態最為復雜，當接地電阻大到一定程度后，故障特征不同于常見的特征，并且故障信息很微弱，以至成為保護和選線中的一個難題。所以，高阻接地故障發生時由于保護誤動或拒動而引起的事故時有報道：如輸電線路斷線掉在水泥地面保護拒動引起人身傷亡，斷線掉在山林地區保護拒動而引起火災、電纜放炮等等。大多數的保護產品對高阻接地保護都存在誤判、誤動或拒動，其原因除了故障信息微弱外，更主要的是存在認識上的誤區。由于通常對不接地系統發生單相接地時的電壓分析都是按典型的金屬接地來分析，此時接地相電壓為零，非接相電壓升為線電壓，中性點偏移到接地點，零序電壓等于方向相反的故障前的相電壓。以至產生一種普遍認同的結論：接地相是三相電壓中幅值最低的一相，絕大多數以電壓為判據的接地故障保護產品也都是按此結論判別接地相。實際上這只在接地電阻小于某臨界值的范圍內是正確的，當接地電阻大于這個臨界值時，此結論就是錯誤的。換言之，在高阻接地的范圍中，當接地電阻大到一定程度，接地相不是電壓幅值最低相。固守前述結論，必然造成高阻接地故障中保護的誤判、誤動。此外，以電流為判據的接地故障保護產品，由于高阻接地時零序電流很小，而拒動；選線產品也因此而無法選線。

消弧線圈是最常見的一種消除單相接地故障的保護設備，它連接于電網中性點和地之間，當單相接地故障發生時，它產生感性電流抵消故障的容性電流，使故障電流減小到規定的范圍以內，以消除弧光接地或抑制其它接地故障。這就要求必須準確地測量系統的電容電流，精確地調節消弧線圈的電感量與需要抵消的電容電流相匹配，否則便達不到保護的目的。

由于變電站的容量有分步到位的過程和繼續擴大的趨勢，這就使得消弧線圈的容量經常處于非小即大的尷尬境地：小了，則工作在欠補償狀態，系統切除線路時容易產生諧振；大了，容易造成設備閑置損壞和浪費。即使消弧線圈的最大容量符合當前系統的需要，由于系統的電容電流的大小隨系統運行方式的改變而改變，使得消弧線圈測控裝置非常復雜，操作困難，對電容電流變化的計算及測量準確度不夠，在實際運行中很難運行在最佳擋位，特別是為了避免補償而引發諧振，往往使補償后弧道的殘流仍然較大，過零后復燃的可能性仍然存在，最終導致消弧失敗。而且消弧線圈補償的僅僅是工頻電容電流，而實際通過接地點的電流不僅有工頻電容電流，而且還包含有大量的高頻電流和阻性電流，嚴重時僅高頻電流和阻性電流便可以維持電弧的持續燃燒，特別是電纜電路的高頻震蕩電流幅值較大，衰減慢，以至在工頻電流過零時高頻電流仍有較大幅值，不能做到完全熄弧。

此外，消弧線圈會造成中性點位移電壓異常升高，不能降低電弧接地過電壓的最大值等等，諸如此類的弊端，以至消弧線圈在許多地方投運率不高，造成極大浪費，運行事故也時有報道。并且，消弧線圈成套裝置組件多、成本高，占地大，運行維護復雜、適應性差，隨著當前電力的發展，電網的增容，許多消弧線圈面臨著淘汰。

發明內容

針對現有的對單相接地故障判別存在誤區，易造成對高阻接地故障的誤判或漏判而無法提供有效的保護問題，實用新型一種中性點非有效接地電網消除單相接地故障保護系統。

本實用新型的技術方案是：