[實用新型]三相不接地系統(tǒng)中接地故障相鑒別裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020290743.4
• 申請日: 2010-08-13
• 公開（公告）號: CN201740840U
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設計）人: 程玉正;孫丹峰;張兵;湯小健;左三八
• 申請（專利權）人: 蘇州市電通電力電子有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R31/08;G01R25/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛(wèi)

技術領域

本實用新型涉及電力系統(tǒng)和專用配電系統(tǒng)中采用中性點不接地的運行方式中，對發(fā)生接地故障相進行鑒別裝置。

背景技術

電力系統(tǒng)和專用配電系統(tǒng)有很多采用配電變壓器中性點不接地的運行方式，在發(fā)生單相接地(剛性或弧光接地)故障時，由于線電壓仍保持不變，故對用戶繼續(xù)工作影響不大，所以電力規(guī)程中規(guī)定允許短時間帶故障運行(通常為最大兩小時)，因而大大提高了系統(tǒng)的供電可靠性。

但是，在中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(如圖1所示，故障相為C相)，非故障相的對地電壓可由正常相電壓升高到線電壓或線電壓以上；在發(fā)生單相弧光接地故障時，間歇性過電壓最高可達正常相電壓的3.5倍；還有資料顯示，電纜線路發(fā)生單相弧光接地時，非故障相的過電壓可達4～71倍，對設備、線路和旋轉電機等造成了嚴重的威脅。

鑒于以上原因，在線實時監(jiān)測母線對地絕緣電阻，及早發(fā)現(xiàn)故障、排除故障，是保障中性點不接地系統(tǒng)安全運行的有效防范措施之一，而在發(fā)現(xiàn)故障的同時直接指出接地故障相，對減少排查時間，迅速排除故障，尤為必要。

目前已有用于中性點不接地系統(tǒng)的在線對地電阻的實時監(jiān)測裝置，其電原理如圖2所示，其中，u為測量對地絕緣電阻R_S的信號源，它對外輸出的電壓信號可以是直流的也可以是低頻交變的；R為隔離兼耦合電阻；r為被測系統(tǒng)的電源內阻；U0為測量輸出信號。通過電路分析可以看出：U0的大小是由u、R、r、R_S的取值和接地故障的相別共同決定的，當u、R、r的取值確定時，U0的大小取決于接地故障相R_S的值及電源內阻值之和，實踐中考慮到測量電路自身的安全及不影響被測系統(tǒng)的正常工作，隔離兼耦合電阻R的取值必須較大(一般要達到為幾百千歐)；而且被測系統(tǒng)的電源內阻r在直流和低頻下都很小(一般只有幾歐甚至小于一歐)，所以，不論對地絕緣電阻Rs的降低發(fā)生在哪一相，在測量輸出信號U0上都很難區(qū)別出來。也就是說該技術無法鑒別出接地故障相。

圖3所示的為另一種絕緣電阻測控系統(tǒng)，其通過微電腦控制，只適用于多支路的中性點不接地系統(tǒng)。基本原理是在每一支路上設一只零序電流互感器LT，當某一支路，例如j路的某一相線對地絕緣電阻Rs變小時，該支路上的零序電流互感器LTj就有信號輸出。因此，該技術只能檢測和鑒別發(fā)生接地故障的支路，但不可能再進一步找出故障相。

實用新型內容

本實用新型目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足而提供一種能夠鑒別出具體哪一相出現(xiàn)接地故障的鑒別裝置。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種三相不接地系統(tǒng)中接地故障相鑒別裝置，它包括用于采集零序電壓的零序電壓采集電路、用于采集任意兩相間線電壓的基準電壓采集電路、與所述的零序電壓采集電路電壓輸出端以及與基準電壓采集電路電壓輸出端相連接的電壓處理電路，所述的電壓處理電路接收并計算零序電壓采集電路輸出電壓以及基準電壓采集電路輸出電壓之間的相位差，并與預設的故障相值域進行比較，以判斷實際發(fā)生接地故障對應的故障相別。

具體操作如下：

首先，通過基準電壓采集電路選取三相不接地系統(tǒng)中任一線電壓作為基準電壓，該基準電壓為矢量電壓；

然后，通過零序電壓采集電路實時在線采集實測零序電壓，若實測零序電壓為零，則判斷未發(fā)生接地故障；若實測零序電壓不為零，則電壓處理電路計算實測零序電壓與所述基準電壓之間的相位差，判斷該相位差落入預設的哪一值域，即可判斷與該值域相對應的相發(fā)生接地故障。

在根據上述方案所進一步優(yōu)化的實施中，所述的零序電壓采集電路包括與各電源相分別電連接的連接電阻、與所述的各連接電阻相串聯(lián)的取樣電阻，所述的基準電壓采集電路為具有兩輸入連接端的取樣變壓器，所述的電壓處理電路包括與取樣變壓器輸出端相連接的第一脈沖發(fā)生器、與取樣電阻相并聯(lián)連接的第二脈沖發(fā)生器、與第一脈沖發(fā)生器輸出端以及第二脈沖發(fā)生器輸出端相電連接的處理器。

所述的電壓處理電路還包括與處理器輸出端相連接用于顯示具體故障相的顯示屏。

由于上述技術方案的運用，本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點：本實用新型通過實時檢測系統(tǒng)零序電壓，當零序電壓不為零時，進一步將檢測到的零序電壓與選定的基準線電壓進行分析計算，得出實測零序電壓與基準電壓之間的相位差，從而可快速地判斷出三相不接地系統(tǒng)中具體是A相、B相還是C相發(fā)生接地故障，即在發(fā)現(xiàn)故障的同時可直接指出接地故障相，減少了排查時間，有利于及早排出故障，保證了系統(tǒng)的安全運行。

附圖說明