[發(fā)明專利]一種配電網(wǎng)接地故障消弧方法及其裝置

在審

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• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112909910A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喻錕;曾祥君;李理;劉戰(zhàn)磊;王沾;倪硯茹;唐斌
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: H02H9/06
• 分類號: H02H9/06;H02H7/26
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 姚瑤

本發(fā)明公開了一種配電網(wǎng)接地故障消弧方法及其裝置，所述方法包括：S1：將調(diào)壓器一側(cè)的兩個端子分別連接Z型接地變壓器二次側(cè)引出的2個端子得到與故障相對中性點電壓反向的電壓，并利用升壓變壓器升壓后將故障相電壓抑制到熄弧電壓以下；其中，所述Z型接地變壓器接入配電網(wǎng)，所述Z型接地變壓器的移相繞組末端星型連接形成中性點O且二次側(cè)A、B、C三相引出接線的端子，所述二次側(cè)引出的端子供調(diào)壓器一側(cè)的端子選擇性連接，所述調(diào)壓器另一側(cè)的端子與升壓變壓器電連接，所述升壓變壓器另一側(cè)與中性點O電連接。本發(fā)明通過所述裝置及方法可以有效地將故障相電壓抑制到熄弧電壓以下從而將熄滅故障點電弧，同時中性點所加電壓取自于配電網(wǎng)，不需要額外電源，節(jié)省成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于配電網(wǎng)故障處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種配電網(wǎng)接地故障消弧方法及其裝置。

背景技術(shù)

我國6-66kV配電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)復(fù)雜且與用戶緊密相連，由于線路周圍環(huán)境與地形等原因影響，配電網(wǎng)單相接地故障頻發(fā)，占配電網(wǎng)總故障比例的85％以上。當發(fā)生單相接地故障時，故障點存在較大的故障電流引起故障電弧，電弧的間歇重燃極易引起過電壓，如不及時處理會造成設(shè)備燒毀甚至人員傷亡。因此，我國配電網(wǎng)一般采用消弧線圈接地方式，通過對故障電流中的容性電流進行補償從而減小故障電流防止起弧。在配電網(wǎng)建設(shè)初期，由于電網(wǎng)對地電容電流與對地電導(dǎo)電流較小，單相接地故障電流能夠被消弧線圈有效減小到熄弧電流以下，多數(shù)接地電弧可自行熄滅。但隨著配電網(wǎng)的不斷擴大以及電纜線路的增加，故障電流中的有功電流與諧波電流含量增加并且無法被消弧線圈有效補償，以致故障點電弧無法自行熄滅，嚴重影響配電網(wǎng)的安全供電。配電網(wǎng)接地故障可靠消弧，有助于進一步提升配電網(wǎng)的安全性和可靠性，推進我國智能配電網(wǎng)的建設(shè)水平。

現(xiàn)有的消弧方法包括：一種是傳統(tǒng)的使用消弧線圈消弧的方法。在配電網(wǎng)中性點加裝消弧線圈，通過消弧線圈產(chǎn)生感性電流對故障點的點容性電流進行補償，這種方法的應(yīng)用最為廣泛。但這類方法由于無法連續(xù)調(diào)節(jié)消弧線圈電感值以匹配配電網(wǎng)的電容電流，因此故障點的消弧效果并不受控制，并且無法補償故障電流中的有功和諧波分量，往往需要輔助其他方法對故障電流中的有功和諧波分量進行補償；另一種方法是利用電力電子技術(shù)的有源消弧方法。故障發(fā)生后，利用電力電子電源向中性點注入零序電流柔性調(diào)控故障相電壓從而實現(xiàn)故障消弧。但這一方法需要外加電力電子設(shè)備及獨立電源設(shè)備，注入電流調(diào)控過程復(fù)雜，穩(wěn)定性和可靠性難以保證，且電力電子設(shè)備成本高昂，僅有少部分配電網(wǎng)采用。

針對上述問題，亟需提供一種不需要外加獨立電源設(shè)備，成本更低以及能夠有效將故障相對地電壓抑制到熄弧電壓以下從而實現(xiàn)故障點的可靠熄弧。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種配電網(wǎng)接地故障消弧方法及其裝置，能夠?qū)⒐收舷鄬Φ仉妷阂种频较ɑ‰妷阂韵聫亩绻收宵c電弧，期間無需外加獨立電源，成本較低，同時不需要考慮配電網(wǎng)對地電容對電源容量的影響，應(yīng)用不受配電網(wǎng)容量的影響。

一方面，本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)接地故障消弧方法，包括：S1：將調(diào)壓器一側(cè)的兩個端子分別連接Z型接地變壓器二次側(cè)引出的2個端子得到與故障相對中性點電壓反向的電壓，并利用升壓變壓器升壓后將故障相電壓抑制到熄弧電壓以下；

其中，所述Z型接地變壓器接入配電網(wǎng)，所述Z型接地變壓器的移相繞組末端星型連接形成中性點O且二次側(cè)A、B、C三相引出接線的端子，所述二次側(cè)引出的端子供調(diào)壓器一側(cè)的端子選擇性連接，所述調(diào)壓器另一側(cè)的端子與升壓變壓器電連接，所述升壓變壓器另一側(cè)一端與中性點O電連接，另一端與地端連接。

【本發(fā)明提供的所述消弧方法可以有效地抑制故障相電壓抑制到熄弧電壓以下，可靠熄滅故障點電弧，且中性點所加電壓取自于配電網(wǎng)，不需要額外利用或者增設(shè)獨立電源，成本較低?！?/p>

進一步優(yōu)選，步驟S1具體過程為：根據(jù)故障相以及所述Z型接地變壓器的接線方式確定調(diào)壓器一側(cè)的兩個端子與所述二次側(cè)引出的端子的連接關(guān)系，如下：