[發明專利]一種配電網接地故障消弧和保護方法

有效

• 申請號: 201110006701.2
• 申請日: 2011-01-13
• 公開（公告）號: CN102074950A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 曾祥君;李健;郭浩;潘慧;王陽;王媛媛
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: H02H9/06
• 分類號: H02H9/06;H02H3/26;G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種配電網接地故障消弧和保護方法。

背景技術

配電網深入用戶終端，運行環境多變，易發生隨機故障。約70％的故障是瞬時性接地故障。配電網對地存在電容和泄漏電阻，接地故障電流為電容電流和泄漏電流，為限制接地故障電流，我國配電網一般采用中性點不接地、經消弧線圈接地、經電阻接地等中性點非有效接地運行方式。隨著城鄉電網發展，電容電流增大，瞬時性接地故障消弧能力差，故障點的電弧難以自行熄滅，易產生故障過電壓，引起多重事故，甚至造成多組開關柜和變壓器燒毀的“火燒連營”事故，引發大面積停電，危及電網安全，影響社會穩定。

影響接地故障消弧的因素有：故障電流、間歇電弧過電壓(包括故障相電壓的恢復初速度、恢復時間與幅值)。故障電流越小，介質損傷越小，越有利于故障消弧；故障相電壓的恢復初速度越慢、恢復時間越長、幅值越小，越難重新擊穿絕緣介質，阻止電弧重燃，越有利于故障消弧。

當前配電網故障消弧方法一般從減小故障電流的角度出發，采用電流消弧法，僅僅以補償電容電流為控制目標，該方法只能減少故障點無功殘流，不能限制接地故障有功泄漏電流，沒有直接考慮間歇電弧過電壓，抑制過電壓能力有限，接地故障消弧能力差，易發展為永久性故障，導致故障跳閘率和用戶停電率高。

配電網接地保護技術一般通過接地故障電流自身特征量，簡單判斷，檢測故障線路；由于小電流接地系統，接地故障電流小，故障特征量小，檢測可靠性低，不能直接動作跳閘。

因此，發明一種配電網接地故障消弧和保護方法，實現瞬時故障的100％消弧、永久故障的快速跳閘隔離，具有深遠意義和廣闊應用前景。

發明內容

本發明提供一種新型的配電網接地故障消弧和保護方法，實現瞬時故障的100％消弧、永久故障的快速跳閘隔離，從而減少相間故障發生的幾率，縮短配電網帶故障運行時間，有效避免“火燒聯營”事故發生，解決配電網故障消弧效果差、現有保護方法可靠性低的技術難題。

本發明解決上述技術問題的技術方案包括以下步驟：

1)連續測量配電網三相電壓和零序電壓，檢測接地故障和故障相；

2)接地故障發生時，向配電網注入電流強制故障相電壓為零和接地故障電流為零；

3)延時一段時間，減小注入電流，如果零序電壓成正比例減小，表明故障點已熄弧，判斷為瞬時性故障，減小注入電流到零，恢復配電網正常運行；否則，判斷為永久性故障，改變注入電流，測量各條饋線的零序電流，根據零序電流變化量的幅值檢測并隔離故障饋線，恢復配電網正常運行。

對于中性點不接地配電網，上述步驟2)中注入電流從配電網中性點或任意一相母線或任意一相線路注入，為：

I·i=-3E·φr0-j3E·φωC0]]>

上式中(φ＝A或B或C)為配電網故障相的電源電壓，C₀為配電網單相對地電容，r₀為配電網單相對地泄漏電阻，ω為配電網工頻角頻率。

對于中性點經消弧線圈接地配電網，上述步驟2)中從配電網任意一相母線或任意一相線路或中性點或消弧線圈二次側注入，折算到一次側的注入電流為：