[發明專利]可控型小電阻消弧裝置和方法

在審

• 申請號: 201310582814.6
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103560501A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 陳愛軍;許峰;張莉
• 申請（專利權）人: 上海翱辰電氣科技有限公司
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王建國

技術領域

本發明涉及配電網保護領域，尤其涉及一種可控型小電阻消弧裝置和方法。

背景技術

配電網短路有四種短路情況，最嚴重的一種是三相短路，而其中單相接地短路是三相短路中最常見的短路故障，在短路故障中占據比率為70%。單相接地短路發生的原因有很多，例如，物體掛在一根電線上，物體比較長且又掛到了如大地的其他導體上。因此，針對配電網短路的處理主要是對單相接地短路的處理。其中，配電網的中性點接地方式的選擇決定了單相接地短路的處理方式的不同。

現有技術中，系統中性點不接地方式，僅僅適用于系統電容電流很小的配電網，當系統發生單相接地故障時，接地電容電流在故障點流過。但是，當配電網系統接地電容電流較大時，在故障點形成的電弧往往將不能自行熄滅，同時間歇性電弧產生的過電壓往往使事故擴大，給配電網系統帶來很大危害。這時，需要采用中性點接地方式進行單相接地短路故障處理，目前，處理方法因系統中性點接地方式的不同，有以下幾種模式：1、普通消弧消諧柜，采用真空接觸器動作，將接地弧光接地轉變為金屬性接地，其缺點是，動作時間慢，特別對電動機線路危害較大；2、配電網系統中性點經小電阻接地方式，當系統發生單相接地故障時，接地故障點流過較大電流，依靠快速繼電保護和開關裝置可瞬間跳開故障線路，其缺點在于對瞬時性接地和永久性接地故障無區分，跳閘率高，另外接地故障電流大，系統沖擊大；3、配電網系統中性點接消弧線圈接地方式，當系統發生單相接地故障時，在接地故障點，消弧線圈的電感電流和接地電容電流相補償，使接地電流減少，接地電弧瞬間自行熄滅，對永久性接地故障，系統可以帶故障運行2小時，以便查找故障，其缺點在于，由于故障線路零序電流幅值小，隔離接地線路困難，查找接地線路難度較大，另外，不利于配電網系統增容。

因此，需要一種能夠兼顧配電網的瞬時性單相接地短路和永久性單相接地短路的電路故障解決裝置及方法，多方位地保障配電網系統的安全運行。

發明內容

針對現有單相接地短路故障解決裝置及方法的處理對象單一而無法全面對配電網系統進行安全保障的問題，本發明提供了一種可控型小電阻消弧裝置和方法，采用接地變壓器制造配電網的中性點，通過可控電抗器實現對配電網系統的瞬時性單相接地短路故障處理，通過快速真空斷路器和可控小電阻的配合操作，實現對配電網系統的永久性單相接地短路故障處理，使用智能控制器對各個設備進行智能化控制，有力地維護了配電網系統的正常運行。

為了實現上述目的，本發明提供了一種可控型小電阻消弧裝置，用于對配電網消弧及過電壓抑制保護，所述裝置包括，接地變壓器，連接配電網，采用Z形接線結構，用于制造配電網的中性點，并帶有替代站用變壓器的二次容量；可控電抗器，為高短路阻抗變壓器，高短路阻抗變壓器的一次繞組連接配電網的中性點，高短路阻抗變壓器有兩個二次繞組，所述兩個二次繞組與消弧控制柜的一端連接，消弧控制柜內裝配有大功率可控硅及相應的濾波裝置，消弧控制柜的另一端接地；真空斷路器，采用電磁推力結構，全數字電路控制，實現真空斷路，一端連接配電網的中性點，另一端連接可控小電阻；可控小電阻，采用不銹鋼合金材料，與真空斷路器配合使用，一端連接真空斷路器，另一端接地；智能控制器，設置在放置真空斷路器的斷路器柜上，與配電網、可控電抗器、真空斷路器和可控小電阻分別連接以對配電網、可控電抗器、真空斷路器和可控小電阻分別進行控制；其中，智能控制器在配電網發生接地故障時，對配電網的電網電容電流值進行測量，根據測量得到的電網電容電流值計算出需要補償的電感電流，以控制可控電抗器輸出補償電流，當智能控制器確定在可控電抗器輸出補償電流的預定時間后，配電網的接地故障仍然存在時，對配電網進行停電處理。

可選地，所述智能控制器對配電網進行停電處理包括，智能控制器自動閉合真空斷路器以投入可控小電阻，使得饋線保護動作，通過開關跳閘隔離故障線路，并控制可控電抗器自動退出補償；在故障線路隔離后，控制配電網恢復正常運行，斷開真空斷路器以退出可控小電阻。

可選地，所述預定時間為10秒。

可選地，可控小電阻的合閘速度為7毫秒，分閘速度為3.5毫秒。