[發明專利]適用于高阻接地故障的快速開關消弧系統

在審

• 申請號: 201710959413.6
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107666145A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 吳旭濤;艾紹貴;李秀廣;陳凱;馬波;蔡偉;丁培;文習山;陳小月;顧然;倪輝;馬云龍;王羽
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網寧夏電力公司電力科學研究院;國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司;武漢大學
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08;G01R31/08
• 代理公司: 廣州市一新專利商標事務所有限公司44220
• 代理人: 張芳

技術領域

本發明涉及一種適用于高阻接地故障的快速開關消弧系統。

背景技術

在容性電流越來越大的現代化配電網中，中性點不接地方式、中性點諧振接地方式和中性點低電阻接地方式在應用中都存在一定的局限和不足，亟需開展接地電流快速轉移保護技術研究及裝置研制的相關工作，實現在單相接地故障發生時迅速轉移故障電流、抑制弧光接地過電壓、縮短弧光接地過電壓作用時間的作用。在降低硬件投資成本的同時，能夠有效提高選線效果、降低接地故障對人身安全的危害。

接地電流快速轉移保護技術的原理是在故障相設置瞬間人工金屬性接地，接地電阻遠小于弧光接地故障點的接地電阻而起到轉移故障容性電流的作用，從而使得故障點電弧熄滅，同時抑制故障點熄弧后的恢復電壓，抑制電弧重燃。該技術有著良好的發展前景，但其相關研究還不夠成熟，在實際工程的應用中還面臨很多問題。比如如何彌補高阻接地故障導致的判別盲區、如何提高高阻接地故障下的選相選線成功率、如何實現準確高效的故障定位算法等。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于高阻接地故障的快速開關消弧系統，在高阻接地故障下能夠實現故障相快速準確接地和故障線路跳閘。

一種適用于高阻接地故障的快速開關消弧系統，其特別之處在于：包括安裝在變電站母線上的快速開關消弧裝置，該快速開關消弧裝置通過安裝在變電站主控室內的選相定位裝置與同步測量終端連接，從而能在故障發生后通過同步測量終端采集故障數據上傳至選線定位裝置進行選相選線定位分析并且將結果輸出給快速開關消弧裝置進行動作。

其中快速開關消弧裝置包括相連接的微機控制器和分相快速開關從而能將故障相接地，該分相快速開關還與保護模塊連接從而提供過電壓和短路保護。

其中選相定位裝置包括處理單元，該處理單元分別與通信模塊和存儲模塊連接。

其中同步測量終端包括相連接的采樣數據緩沖器和中央處理器，還包括晶體振蕩器，該晶體振蕩器在分別與該采樣數據緩沖器和中央處理器直接連接的同時還通過高精度模數轉換器與采樣數據緩沖器連接，還包括全球定位系統，該全球定位系統通過采樣數據計數器分別與前述的采樣數據緩沖器和中央處理器連接。

經過試用證明，采用本發明的系統后，可以在降低硬件投資成本的同時，有效提高選線效果、降低接地故障對人身安全的危害，實現故障相快速準確接地和故障線路跳閘。

附圖說明

圖1為本發明系統的結構示意圖；

圖2為本發明系統中同步測量終端的結構示意圖；

圖3為本發明系統的單相接地故障處理策略流程圖；

具體實施方式

本發明系統的實現方法如下：

對于單相接地故障中過渡電阻較小的情況，因選線選相難度較低，可以直接通過快速開關消弧裝置選相判斷，快速轉移故障相電流，限制弧光過電壓，保護人身安全；對于單相接地故障中過渡電阻較大的情況，本發明系統在故障發生后采用高精度同步測量終端采集故障數據，將數據上傳至選線定位裝置進行選相選線定位分析，選線定位裝置將結果輸出給快速開關消弧裝置，裝置動作，因過渡電阻大的條件下選線選相難度較高，快速開關消弧裝置犧牲故障相電流轉移時間，提高了故障啟動判據靈敏度和選線選相成功率。

快速開關消弧裝置：快速開關消弧裝置快速的判斷單相接地故障相別，通過快速開關消弧裝置的分相快速開關將故障相短時接地。

同步測量終端：該終端包括中央處理器、采樣數據緩沖器、采樣數據計數器、高精度模數轉換器、全球定位系統和晶體振蕩器，所述采樣數據緩沖器與高精度模數轉換器、晶體振蕩器、中央處理器、采樣數據計數器連接，所述采樣數據計數器還與全球定位系統連接、中央處理器連接，所述中央處理器還與晶體振蕩器連接。利用全球定位系統(GPS)的秒脈沖信息，對本地高速采樣數據進行周期性的定時調整，從而保證智能電網中各點安裝的終端的采樣數據精確同步。

選相定位裝置：選相定位裝置將高精度同步測量終端的采樣數據進行高阻接地故障選相及故障定位分析，將分析結果傳給站內快速開關消弧裝置實現故障相接地和故障線路跳閘。

以下結合附圖和具體實施方法對本發明作進一步詳細的說明：