[發明專利]中壓電網的電阻性接地故障的檢測定位設備、方法和系統

有效

• 申請號: 201210186466.6
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN102818969B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: G.維恩奧;S.西尼斯特羅;N.鮑姆斯
• 申請（專利權）人: 施耐德電器工業公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R19/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 史新宏

技術領域

本發明涉及電力配送網絡，尤其中壓網絡上的故障檢測。尤其，本發明提出了檢測中壓電導體與大地之間的電阻性故障，例如由所述導體的斷開引起的故障的原理，以及適當設備。

背景技術

如圖1所例示，配電網絡1可以分解成不同層次，第一極高壓和高壓VHV/HV輸送和分輸網絡2(從35kV到200kV以上)用于長距離輸送或配送來自發電廠的電力。通常在1與35kV之間，更精確地說，在法國是11kV相電壓的中壓MV配送網絡5接管較小規模地輸送給企業型的顧客，或將中壓轉變成低壓LV(尤其，在法國是0.4kV)的變電站10、20、30。低壓15、25、35經由三相導線15_A、15_B、15_C和中性導線15_N供應給有低電力需求的客戶。

MV電網5可以由架空電線和/或地下電纜組成。無論什么解決方案，網絡5都會發生各種故障，重要的是檢測和定位各種故障，以便緩解由如下引起的問題：停電、絕緣材料的強度受損、和人身安全。在這些故障7當中，最頻繁的是發生在源變電站外部的單相故障，其中一相與地接觸或架空電纜斷裂了，尤其在天氣條件惡劣的情況下。

與牽涉到幾相的多相故障幾乎一樣，這些故障7是短路型的，是可能達到幾千或幾萬安培的大電流的原因，而導線和/或裝備一般設計成正常運行時能承受幾百安培。例如，當變壓器中性點N直接接地時，故障電流對應于網絡5的電壓除以非常小的電路總電阻。

檢測這種類型故障的一種選擇是測量流過的電流或與之相關的參數。但是，如果要給出相對于故障檢測裝備的相對方向(線路側或負載側)，則必須通過對三相電壓的測量才能完成這些測量。但是，網絡5的MV電壓使接近測量點變得困難，以及引起將電子裝備絕緣的問題：這種類型的定向檢測難以實現。

而且，可以使短路電流本身的檢測變復雜。尤其，MV網絡的接地以后一般通過阻抗來實現：將電阻或補償線圈型的限制元件插在變壓器3的中性點N的次級側與地之間，以便增大故障電流流路的全局阻抗，因此減小電流。這樣就減輕了網絡5的部件上的壓力，并且還對人員提供了保護。然后必須作出更細致的電流測量(敏感接地故障)。

此外其它元件也傾向于限制故障電流的數值和復雜的檢測：像故障7的性質那樣，地電阻是要考慮的一個因素。但是，盡管可以通過在進行安裝的時候調整保護和檢測裝備的設置來考慮地的參數，但對于不可預測的故障特性，情況是不一樣的。在難以檢測的故障當中，尤其是存在可以與地接觸或不與地接觸發生的MV導線的斷開。

對于這些純電阻性故障，因此實現經由電壓的檢測。例如，文獻EP1,603,211涉及裝配在電線末端上的通信裝備單元。導線斷裂的檢測通過線電壓損失的簡單檢測來進行。更多的理論研究表明了在MV網絡5上使用反向電壓和/或零序電壓的可能性。但是，在前述中壓相導線上測量電壓的固有問題仍然完全沒有解決。

因此，顯而易見，由于使用實現起來復雜的測量設備,尤其中壓導線上的電壓抽頭以及流入后者中的短路電流的精確測量設備的緣故，中壓網絡上的電阻性故障的檢測和定位幾乎沒有什么發展，尤其在導線斷裂的情況下。

發明內容

連同其它優點一道，本發明的目的是緩解現有檢測系統的一些缺點，優選地提出了中壓下的電阻性接地故障的定向檢測，特別把注意力放在斷開導線上。尤其，本發明提出了使用相對于MV/LV變電站在負載側的低壓配電系統上的測量設備來檢測和識別中壓側的故障。

按照一個特征，本發明涉及檢測供應多條低壓饋電線的中壓電網上的電阻性接地故障，尤其由導線的斷裂引起的故障的方法。該方法包含為每條饋電線確定與相電壓的對稱分量相對應的反向電壓；將這些反向電壓的幅度與有利地可調整的閾值相比較；以及當至少發生一次閾值過沖時，指示發生了故障。

按照另一個特征，將所述檢測方法與所檢測故障的相對地點相聯系。為此，處理相電壓，并且使處理結果能夠確定所檢測故障相對于測量點在線路側還是負載側。尤其，像每條饋電線的相電壓的平均值和相電壓的最小值那樣，確定每條饋電線的相電壓的標準值或幅度。將平均值與幅度相比較，且將最小值與閾值相比較。

按照另一個特征，本發明涉及適用于檢測方法，優選地適應于上述定向檢測方法的設備，該設備適用于包含至少一個中壓/低壓變電站的中壓電網，該變電站界定提供多根低壓相導線的饋電線。