[發明專利]一種基于金屬接地原理的單相弧光過電壓限制裝置

有效

• 申請號: 201610822479.6
• 申請日: 2016-09-13
• 公開（公告）號: CN106208023B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 殷峰;李娟;杜建;梁乃峰;趙普志;王錦山;王力;張永喜;田海剛;周二彪;石國宇;王軒;趙軍;汪健;袁鐵江;劉勇;劉俊
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網新疆電力公司奎屯供電公司;國網新疆電力公司經濟技術研究院;國網新疆電力公司伊犁供電公司;安徽正廣電電力技術有限公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H02H9/06;H02H3/08;H02J13/00
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司11530
• 代理人: 趙永強

技術領域

本發明創造涉及電力技術領域，具體涉及一種基于金屬接地原理的單相弧光過電壓限制裝置。

背景技術

我國35kV以下電網大多數采用中性點非直接接地運行方式。當中性點非直接接地系統發生單相間歇性弧光接地故障時，電弧多次不斷的熄滅和重燃，導致系統對地電容上的電荷多次不斷積累和重新分配，在非故障相的電感-電容回路上引起高頻振蕩過電壓。

高幅值的過電壓加劇了電纜等固體絕緣的積累性破壞，同時弧光接地過電壓還將導致PT或保險熔斷，更為嚴重的將導致避雷器爆炸。

解決弧光接地問題早些時候采用的是改變系統中性點接地方式，利用小電阻接地，犧牲供電可靠性來解決弧光接地，后來發展為采用消弧線圈原理，利用電感和電容的電壓電流特性不同，采用電感電流來補償電容電流，由于弧光接地為高頻量，所以按工頻設計的消弧線圈無法補償高頻電流，相反由于線圈的接入還將產生許多副作用，比如：選線不準，容易產生諧振，傳遞過電壓等等。

發明內容

本發明創造的目的在于解決現有技術中的上述不足之處而提供一種基于金屬接地原理的單相弧光過電壓限制裝置。

本發明創造的目的通過以下技術方案實現：

一種基于金屬接地原理的單相弧光過電壓限制裝置，包括監測模塊和限制裝置，所述監測模塊包括性能評價單元、網絡選取單元和網絡優化單元，所述限制裝置包括高壓隔離開關BD、一次消諧裝置GDQ、智能控制器GDM、帶有輔助二次繞組的電壓互感器PT、高壓限流熔斷器組件FU、可分相控制的高壓真空接觸器JZ及三相組合式過電壓保護器GDB。

優選地，監測模塊采用無線傳感器網絡對電網運行進行實時監測，無線傳感器網絡采用zigbee協議進行數據通信；

a、性能評價單元，建立對監測性能進行分析的兩級評價體系，根據評價對象建立綜合評價指標，一級評價對象為用戶感知性能、網絡感知性能和節點感知性能，用戶感知性能的二級評價對象為監測網絡生存周期、感知精度和感知時延，網絡感知性能的二級評價對象為監測網絡覆蓋率、能量消耗和傳輸可靠性，節點感知性能的二級評價對象為節點功率控制、休眠機制和時間同步；

b、網絡選取單元，根據不同網絡拓撲結構對綜合評價指標的影響，采用簇狀網絡拓撲結構；

c、網絡優化單元，對傳感器網絡能耗進行優化，包括模型建立子單元和能耗優化子單元；

模型建立子單元：監測區域為半徑為r的圓，區域內均勻分布有n個傳感器節點，采用扇形分簇異構網絡拓撲，基站節點位于圓心，簇頭節點位于扇形區域中心，簇內傳感器節點只能與簇頭節點通信，簇頭節點只能與基站節點通信通信，簇內傳感器節點發送數據到簇頭節點處理，簇頭節點對數據進行壓縮處理后將數據傳送給基站節點；

能耗優化子單元：

距離為d的傳感器節點之間傳輸1比特數據所消耗的能量E_T為：

式中，E_s是發送或接收單位比特時發送電路或接收電路的能耗，E_f是自由空間信道模型下功率放大所需能量，E_m是多徑衰減信道模型下功率放大所需能量，d₀為信道選擇閾值，d₀∈[80,95]；

簇頭節點融合1比特的數據所消耗的能量為E_d；

設某簇的簇頭節點CT，感知半徑為r，到基站節點距離為d，該簇的數據采集范圍為圓心角為2θ，半徑為d+r，內切圓半徑為d-r的扇形區域，數據采集范圍內的一個扇形傳感器節點部署區域S對應的圓心角為dα，內外半徑之差為dx，則此S區域中傳感器節點數為距離簇頭節點CT的距離平方為y²＝x²+d²-2xdcosα，簇內節點和簇頭節點距離小于d₀，簇內所有傳感器節點分別傳送b比特數據到簇頭節點CT的能耗E_in為：

簇頭節點CT接收、融合、傳送數據的能耗E_out為：

簇頭節點CT所在簇在一次數據傳輸中總能耗E_all為：

E_all＝E_in+E_out；