[發明專利]一種配網靈活接地保護控制系統

有效

• 申請號: 202010322682.3
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111404137B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 葉遠波;陳實;王吉文;賈雅君;謝民;王同文;汪勝和;李克峰;程小平;邵慶祝;王薇;項忠華;陳曉東;魏立新
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力有限公司;思源電氣股份有限公司;上海君世電氣科技有限公司
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08;H02H7/26;H02H3/16;G06F30/367
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀;劉翠

本發明提供了一種配網靈活接地保護控制系統，交流量采集單元對電網三相電壓、中性點電壓、中性點消弧線圈分支電流、小電阻電流以及各支路零序電流信號進行數據采集；數字量采集單元對消弧線圈檔位、小電阻投入開關狀態以及各支路斷路器投切狀態信號進行數據采集；監測算法單元對交流量采集單元和數字量采集單元進行采集控制，并根據交流量采集單元和數字量采集單元采集的數據，生成消弧線圈調檔、小電阻投切以及各支路跳閘控制信號；控制信號輸出單元根據監測算法單元生成的控制信號，實現消弧線圈調檔控制、小電阻投切控制以及各支路跳閘控制。本發明實現了消弧線圈系統的測控、小電阻系統的控制功能以及接地選線及選線跳閘功能。

技術領域

本發明涉及供配電網技術領域的一種配網靈活接地保護技術，具體地，涉及一種配網靈活接地保護控制系統。

背景技術

在6-35kV供配電網中，主要采用了兩種中性點接地方式：中性點經消弧線圈接地、中性點經小電阻接地。

對以架空線為主的配電網，由于單相接地后電容電流有限，一般采用中性點經消弧線圈接地方式，由消弧線圈在接地后可實現對電容電流的補償。接地電流被消弧線圈補償后明顯變小，造成選線裝置不能準確判斷接地信號，影響了選線的準確性，給永久性故障選線帶來一定的困難，使接地故障難以快速、準確地切除。

對于以電纜線路為主的配電網，由于單相接地后電容電流顯著增大的，采用消弧線圈已經不能實現良好的補償，因此多采用中性點經小電阻接地方式，再發生單相接地后，小電阻會提供較大的零序電流，促使故障線路零序保護動作，直接切除故障線路。但是中性點經小電阻接地方式，無法區分瞬時接地故障與永久性接地故障，對所有單相接地均啟動線路跳閘，增加了線路跳閘次數，影響了供電可靠性。

因此，采用中性點經消弧線圈并聯小電阻的靈活接地方式，結合二者各自的優點，避免各自存在的問題，可以有效提高配電網的供電安全性和可靠性。一般情況下，在6-10(20)kV系統，消弧線圈及小電阻經接地變壓器接入系統；35kV系統，消弧線圈及小電阻可直接接到變壓器中性點。消弧線圈的電流上限，一般為電網電容電流135％；小電阻的阻值，一般以金屬性接地時小電阻可以產生400～600A的電流來選擇。

一個典型中性點靈活接地的配電網，采用消弧線圈并聯小電阻，電網正常運行時，消弧線圈直接掛載在電網的中性點中，小電阻與電網中性點斷開。此時由消弧線圈實現對電網電容電流的跟蹤測量。

當電網發生單相接地故障后，立即投入消弧線圈進行補償，若故障為瞬時性故障，則由于消弧線圈的補償作用，接地故障可直接消除，電網即恢復正常，消弧線圈隨后退出補償；若消弧線圈投入后，故障仍舊存在，則視為永久性故障，此時在消弧線圈持續補償的情況下，延時投入小電阻，接地電流隨之顯著增大，從而使線路的零序保護動作，自動切除故障線路，使電網恢復正常，消弧線圈隨后也退出補償；若投入小電阻后，線路零序保護不能動作，則小電阻在投入一定時間后，自動退出，防止小電阻被燒毀。

配電網中性點靈活接地方式，目前已經在部分電網中進行了實際使用。但應用過程中，由于對接地過程的復雜性的認識不足、對小電阻與配電網相關保護設備協調配合策略考慮不周、對小電阻參數的設計不規范等原因，實際并未體現出靈活接地的應有的優越性，未能達到靈活接地的設計初衷。

配電網靈活接地實際應用中，主要存在如下問題：

1、與配電網中的DTU/FTU等設備配合不理想造成的小電阻頻繁投切、故障無法隔離；

2、高阻接地時零序過流保護的選擇性不足；

3、對接地故障的識別過于簡單造成的小電阻誤動；

在這些情況下貿然投入小電阻，不但不能起到解除故障的作用，反而有可能因為小電阻投入增大了故障電流，引起變電站越級跳閘，擴大故障范圍。