[發(fā)明專利]20kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式切換控制方法與裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410377984.5
• 申請(qǐng)日: 2014-08-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104104077B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓笑;趙張磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類號(hào): H02H9/08
• 分類號(hào): H02H9/08;G01R31/08
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司32243
• 代理人: 沈志海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動(dòng)控制方法與裝置領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說(shuō)是涉及一種20kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式切換控制方法與裝置。

背景技術(shù)

近幾年來(lái)，在我國(guó)部分地區(qū)進(jìn)行20kV電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性已經(jīng)得到論證。在20kV配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中中性點(diǎn)采用消弧線圈接地方式，存在故障時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速的故障選線與定位，若長(zhǎng)時(shí)間帶故障運(yùn)行，由于部分原10kV升壓改造設(shè)備無(wú)法滿足絕緣要求，則有可能引起絕緣的薄弱環(huán)節(jié)擊穿，發(fā)展成為相間短路，使事故擴(kuò)大。而采用小電阻接地方式，一旦在配電網(wǎng)中發(fā)生接地類型的故障，則無(wú)論瞬時(shí)故障還是永久故障，故障線路所在的斷路器必須先實(shí)施一次跳閘操作，對(duì)供電可靠性造成影響。

針對(duì)單一接地方式存在的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者提出的中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈并聯(lián)電阻的靈活接地方式，可通過(guò)控制裝置監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)根據(jù)不同故障特征實(shí)現(xiàn)接地方式的短時(shí)切換。但在實(shí)際應(yīng)用中存在單一零序電壓判據(jù)易造成控制裝置誤動(dòng)作；未對(duì)接地方式切換電阻投切時(shí)刻進(jìn)行選擇易對(duì)電網(wǎng)造成過(guò)電壓沖擊；未對(duì)電阻投切回路故障、高阻接地、短時(shí)間內(nèi)多次發(fā)生瞬時(shí)性故障等特殊情況進(jìn)行判斷與處理，影響裝置的可靠運(yùn)行。因此設(shè)計(jì)一種采樣頻率高、故障判斷準(zhǔn)確、低功耗、低成本，能夠應(yīng)對(duì)電網(wǎng)可能出現(xiàn)的特殊情況的控制裝置，將提升配電系統(tǒng)的供電可靠性，同時(shí)滿足設(shè)備安全性的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中20kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式切換裝置成本高，且存在單一零序電壓判據(jù)易造成控制裝置誤動(dòng)作；未對(duì)接地方式切換電阻投切時(shí)刻進(jìn)行選擇易對(duì)電網(wǎng)造成過(guò)電壓沖擊；未對(duì)電阻投切回路故障、高阻接地、短時(shí)間內(nèi)多次發(fā)生瞬時(shí)性故障等特殊情況進(jìn)行判斷與處理會(huì)影響裝置的可靠運(yùn)行等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種20kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式切換控制方法及裝置。

具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案：

首先，本發(fā)明公開(kāi)了一種20kV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式切換控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

a）模擬量采集，裝置對(duì)中性點(diǎn)電流、電網(wǎng)零序電壓實(shí)時(shí)采集與計(jì)算處理；

b）電容電流監(jiān)測(cè)，裝置通過(guò)通訊模塊實(shí)時(shí)接收電容電流檢測(cè)設(shè)備的采樣數(shù)據(jù)；

c）接地模式選擇，對(duì)是否進(jìn)入靈活切換接地模式進(jìn)行控制；

d）發(fā)出電阻投切命令，當(dāng)以上判斷控制觸發(fā)電阻投切，進(jìn)入電阻投切時(shí)刻控制；

e）開(kāi)關(guān)量檢測(cè)，完成電阻投切回路檢測(cè)，對(duì)電阻是否成功投切進(jìn)行確認(rèn)，

其中在步驟c）中，根據(jù)控制裝置實(shí)時(shí)通訊得到的電容電流檢測(cè)值，若電容電流小于100A滿足補(bǔ)償要求則控制裝置進(jìn)入靈活切換接地模式；若大于100A不滿足補(bǔ)償要求則控制裝置將強(qiáng)制投切電阻切換至電阻接地模式，發(fā)出電阻投切信號(hào)，并閉鎖靈活接地方式的相關(guān)判斷邏輯。

在以上方法中，靈活切換接地模式包括裝置中斷采樣，同時(shí)完成故障特征和類型判斷的步驟，其中若監(jiān)測(cè)故障特征電壓大于閥值且故障特征電流大于閥值，則判斷電網(wǎng)此時(shí)發(fā)生故障，并通過(guò)故障特征持續(xù)時(shí)間的檢測(cè)進(jìn)行故障類型判斷，若檢測(cè)到故障特征持續(xù)時(shí)間大于閥值，判斷為電網(wǎng)發(fā)生永久性故障，發(fā)出電阻投切命令，切換中性點(diǎn)接地方式為電阻接地；若故障特征持續(xù)時(shí)間小于閥值，判斷為電網(wǎng)發(fā)生瞬時(shí)性故障，電網(wǎng)仍維持原消弧線圈接地方式，并進(jìn)行高阻接地故障判斷。

進(jìn)一步，若高阻接地故障判斷步驟判斷故障持續(xù)時(shí)間超過(guò)100s且該段時(shí)間內(nèi)電阻投切次數(shù)超過(guò)3次，則判斷發(fā)生高阻接地故障并觸發(fā)電阻投切閉鎖程序，反之則進(jìn)行間歇性接地故障判斷。

更進(jìn)一步，所述高阻接地故障判斷包括以下步驟：

c11）啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)鐘計(jì)時(shí)，對(duì)發(fā)生高阻故障的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行記錄；

c12）檢測(cè)電阻回路可靠動(dòng)作，若電網(wǎng)中未發(fā)生高阻接地故障，則通過(guò)投切電阻，增大故障電流保護(hù)裝置可靠動(dòng)作切除故障線路，故障特征量消失；

c13）通過(guò)系統(tǒng)時(shí)鐘記錄開(kāi)始時(shí)刻和電阻成功投切次數(shù)；

c14）故障特征判斷，判斷電阻投切后是否已切除故障線路，故障特征消失電網(wǎng)恢復(fù)正常運(yùn)行；

c15）電阻投切次數(shù)判斷，電阻投切經(jīng)延時(shí)返回，若此時(shí)故障特征依舊存在，控制裝置將再次啟動(dòng)電阻投切；

c16）若電阻投切次數(shù)超過(guò)3次，通過(guò)系統(tǒng)時(shí)鐘記錄終止時(shí)刻，計(jì)算故障特征持續(xù)時(shí)間超過(guò)閥值則閉鎖電阻投切，同時(shí)通過(guò)屏幕報(bào)警告知運(yùn)行人員。

優(yōu)選地，間歇性接地故障判斷包括對(duì)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生瞬時(shí)性故障進(jìn)行計(jì)數(shù)，在次數(shù)超過(guò)閥值后判斷發(fā)生間歇性接地故障并強(qiáng)制投切電阻，進(jìn)行故障選線切除接地故障，若沒(méi)有超過(guò)閾值則再次進(jìn)入靈活切換接地模式。