[發明專利]中性點不接地系統的單相接地故障電壓消弧方法及系統

有效

• 申請號: 201710789901.7
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107332227B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 趙軍;容展鵬;盧彥西;段娟鳳;鄧杰文;鄒志華;黃相茁;陳振宇;蔣檳國;柏衡祁
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力公司;國網湖南省電力公司衡陽供電分公司;國家電網公司
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

本發明公開了一種中性點不接地系統的單相接地故障電壓消弧方法，包括串接阻抗可調元件；實時測量并保存系統對地總導納及三相相線的對地導納；故障時計算導納補償電壓消弧條件；調整阻抗可調元件參數，完成消弧。本發明還公開了實現所述中性點不接地系統的單相接地故障電壓消弧方法的系統。本發明通過全新的消弧方法對中性點不接地系統的單相接地故障進行電壓消弧，確保故障點人身及設備安全；同時，本發明能夠解決消弧線圈接地存在的容量問題及無法補償有功分量的問題，解決快速轉移開關消弧裝置低阻接地故障無法有效熄弧的問題；最后，本發明能夠利用現有的成熟的獨立設備綜合實現消弧裝置的研制，易于控制，因此具有廣闊的市場應用前景。

技術領域

本發明具體涉及一種中性點不接地系統的單相接地故障電壓消弧方法及系統。

背景技術

隨著我國經濟技術的發展和人們生活水平的提高，電能已經成為了人們生產和生活中必不可少的二次能源，給人們的生產和生活帶來了無盡的便利。但是，電力系統故障則給電力系統帶來了極大的挑戰。中性點不接地與中性點經消弧線圈接地是我國配電網最常用的兩種接地方式。隨著配電網的發展消弧線圈的容量逐漸跟不上配電網的容量，因此需要研究新的中性點接地方式適應電網的發展。同時單相接地故障帶來的人身與設備安全問題，越來越不容忽視。因此解決消弧線圈接地系統的容量問題并快速消除單相接地故障帶來的安全問題是電力系統重點研究的內容之一。

對于配電網，限制故障點電流，鉗制故障相電壓，可實現單相接地故障消弧，其分為電壓消弧法和電流消弧法。電流消弧法通過提供與故障電流大小相等方向相反的感性電流，減小故障點電流，實現消弧。最常用的是消弧線圈，傳統的消弧線圈能夠補償系統中的對地電容電流，但隨著配電網容量的增加，越來越難以通過調節脫諧度將故障點殘流控制在合理范圍內，且傳統的消弧線圈無法補償有功電流分量及諧波分量。為解決傳統消弧線圈存在的問題，有研究學者提出了全電流補償消弧線圈，結合電力電子技術，同時提供感性基波分量、有功分量以及諧波分量，實現接地點故障電流全補償。全電流補償消弧線圈控制復雜，依賴于各故障分量的精確測量，難以大規模應用。電壓消弧以控制母線電壓為目標，鉗制故障相母線電壓為零，促使故障點電弧熄滅，其具體可分為有源電壓消弧和無源電壓消弧。有源電壓消弧法通過電力電子器件產生幅值與相角可控的電流，將其注入系統，控制故障相母線電壓，實現故障消弧。有源消弧方法在目前的技術條件下制造成本高，在大功率耐壓電力電子器件成熟應用前，尚難以大規模應用。無源電壓消弧法成功應用于實際工程中的主要是故障轉移開關消弧法。通過在變電站內制造人為金屬性接地點，鉗制故障相電壓為零，將故障點電流轉移至站內，實現故障電壓、電流雙重熄弧效果。該消弧方法的缺點是負載電流及過渡電阻影響大，大負載線路低阻接地故障時，故障點電流甚至高達上百安培，嚴重影響故障熄弧。另外由研究人員提出，不接地系統發生接地故障，在故障相的超前相偏置接入可調感性阻抗元件，強制故障相母線電壓為零，實現故障消弧，為配網單相接地故障消弧提供新理論。其需要同時調節電阻與電感，目前還未見可自動連續調整的耐高壓大功率電阻元件產品應用。同時，流經可調電阻的電流約為故障電流的二分之一，隨著系統容量的增加，流經電阻器的電流急劇增加，電阻器的制造難度、成本也將更高。無論是有源電壓消弧或偏置阻抗電壓消弧，其都依賴于故障前的系統總對地導納參數，沒有考慮電源側單相接地斷線故障造成對地參數變化的影響，當長線路近端斷線接地時，系統參數可能變化較大，無法徹底補償故障點電流，而正是這種接地故障造成的人身安全隱患最大。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種能夠解決消弧線圈容量問題，且能快速實現電壓消弧、而且方法簡單可靠的中性點不接地系統單相接地故障電壓消弧方法。該中性點不接地系統不再局限于電容電流小于10A的限制，可應用于電容電流為幾十A甚至幾百A的配電網中。

本發明的目的之二在于提供一種實現所述中性點不接地系統單相接地故障電壓消弧方法的系統。

本發明提供的這種中性點不接地系統單相接地故障電壓消弧方法，包括如下步驟：