[發明專利]一種基于復合接地技術的配電網安穩系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202110607262.4
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113178849A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 廖天陽;陶瑞基;劉欽偉;吳貝;王鵬;賀東明;劉蔚然;黃瑩;王奇苗;曹慶洲;李清遠
• 申請（專利權）人: 廣東韶鋼松山股份有限公司;韶關市佰瑞節能科技有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H9/04;H02H9/08;H02J3/00;H02J3/16;H02J3/18
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 程毅

本發明涉及一種基于復合接地技術的配電網安穩系統及其控制方法，其特征在于：包括復合接地系統；所述復合接地系統包括一次部分；所述一次部分包括接地回路開關、電壓互感器、相電流互感器、接地變壓器、零序互感器、接地開關、隔離開關、接地電阻與消弧線圈；可以結合二次部分所包括的復合接地控制保護裝置來實現對配電網接地短路的防控。同時實現對沖擊過電壓、諧波過電壓以及工頻過電壓防護的分層配合，消除絕緣保護盲區，減少絕緣失效導致的接地故障，預防接地故障發展成短路事故。

技術領域

本發明涉及配電網安穩系統，特別是涉及一種基于復合接地技術的配電網安穩系統。

背景技術

配電網是從輸電網或地區發電廠接受電能，通過配電設施就地分配或按電壓逐級分配給各類用戶，起到重要的分配電能作用的電力網絡。因此配電網安穩系統的研究對于保障人們日常生產生活的正常運行有著極大的意義。

單相接地是電力系統常見的一種故障，究其原因是在于導體的絕緣失效，某相絕緣失效即為單相接地，多相絕緣失效則成相間短路。導致絕緣失效的原因有多種，諧波過電壓便是其中之一。諧振是交流電網的固有特性，在系統存在相對穩定的諧波源，同時出現參數諧振匹配，且系統阻尼較小時，就會產生較高幅值、衰減慢、重復出現的破壞性諧波過電壓。破壞性諧波過電壓存在隨機性、全局性、無固定性以及瞬時性特點，易誘發避雷器誤導通，且自恢復后難以查找故障點。在擊穿表面絕緣發生閃絡時易誘發接地回路振蕩等隱性事故，加大了預測防范該事故發生的難度。

6～35kV配電網單相接地是多發現象，但單相接地是一種復雜的暫態過程。若發展成相間短路，則短路大電流將危及系統穩定性，甚至誘發爆炸、火災等次生災害。因而當單相接地發生后，應根據實際需要選擇接地跳閘時點，對人身觸電風險高的回路接地時需要立即切除。若是為了保障重要負荷的持續供電，則需要短時間(2小時以內)維持運行狀態，在單相接地發展成相間短路之前切除。

目前處理上述問題技術手段的局限性有：

(1)配電網的裝備缺乏充分的諧波過電壓防護能力。

供用電企業電能質量治理以特征諧波為主對象，缺乏主動防護所有諧波過電壓的技術手段。目前配電網廣泛采用繼電保護裝置執行工作過電壓保護，采用避雷器保護沖擊過電壓，但不能避免避雷器受系統重復出現的諧波過電壓干擾誤導通，甚至因反復導通后熱積累炸裂損壞，嚴重時還造成短路事件。

(2)現有無功補償裝置和濾波技術存在局限性與缺點。

無功補償裝置是配電網標配設備，容量一般按主變壓器容量的15～30％設計，用來提高功率因數，改善連接點電壓質量，在諧波污染超標時還主用于濾波治理、抑制閃變等電能質量改善方面。但該類裝置存在固有調諧點，投切時改變系統諧波阻抗，也改變系統諧振參數匹配點，在投入濾波補償裝置后若剛好形成系統諧振匹配，將因諧波過流或過壓損壞裝置，這也是傳統無功補償裝置故障率高、閑置率高的重要原因。同時，濾波補償裝置投入時還有放大調諧點以下所有諧波(間諧波)的缺點，易造成同源連接設備諧波過流或過壓損壞。另外，在接地短路過渡過程中無功補償裝置往往因電壓保護作用退出運行，不能發揮其維持無功平衡、限流穩壓的功能。

(3)現有接地技術與繼電保護技術的融合度不充分致接地短路防控能力不足。

現有配網中性點接地方式多樣，標準存在碎片化，如不接地、電阻接地、消弧接地等，造成系統繼電保護配合困難，運維管理標準化難度大。而基于此，再加之接地短路實際過渡過程的發展變化復雜，僅采用零序(電流、電壓)檢測的繼電保護方式已不滿足單相接地保護在可靠性、快速性、選擇性及全域性方面的需求。小電阻接地方式能提供特征信息明顯的零序阻性分量，但小電阻熱耐受能力存在10S限值問題，對重要負荷的保供不利；消弧線圈接地方式有利于連續供電，但存在選線準確性及快速性問題、接地回路參數諧振等問題；而先消弧再延時投退電阻的接地方式，由于計算校核消弧線圈輸出補償量時需要退出小電阻，存在秒級延遲，且不利于實現觸電安全及快速止損。