專利名稱：中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相接地故障保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)對(duì)單相接地故障的全 面判別、消除故障的綜合保護(hù)方法及其綜合保護(hù)系統(tǒng)，具體地說是一種 中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相接地故障保護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中，單相接地是電網(wǎng)運(yùn)行的主要故障形式，約占全電網(wǎng)
總故障的60%以上，而且相當(dāng)一部分相間短路故障是由單相接地故障發(fā) 展而來(lái)。電力系統(tǒng)的安全可靠程度，在其他條件相同的情況下，只取決 于電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的工作方式。研究電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式，主要 是正確認(rèn)識(shí)和處理這個(gè)最多見的單相接地故障問題。
單相接地故障的類型可以分為弧光接地、高阻接地和金屬接地。 據(jù)電力系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)，絕大部分的單相接地故障是弧光接地和高阻接地。 單相弧光接地的危害最大，高阻接地最為常見，如架空線路中的樹枝的 掛碰、斷線、電纜線路中的電纜絕緣受潮、老化等等，都呈現(xiàn)出高阻接 地的特征，而弧光接地故障也大都從高阻接地故障發(fā)展而來(lái)。
高阻接地的接地電阻變化范圍大、不穩(wěn)定，故障狀態(tài)最為復(fù)雜，當(dāng) 接地電阻大到一定程度后，故障特征不同于常見的特征，并且故障信息 很微弱，以至成為保護(hù)和選線中的一個(gè)難題。所以，高阻接地故障發(fā)生 時(shí)由于保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)而引起的事故時(shí)有報(bào)道如輸電線路斷線掉在水 泥地面保護(hù)拒動(dòng)引起人身傷亡，斷線掉在山林地區(qū)保護(hù)拒動(dòng)而引起火 災(zāi)、電纜放炮等等。大多數(shù)的保護(hù)產(chǎn)品對(duì)高阻接地保護(hù)都存在誤判、誤 動(dòng)或拒動(dòng)，其原因除了故障信息微弱外，更主要的是存在認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。 由于通常對(duì)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)的電壓分析都是按典型的金屬 接地來(lái)分析，此時(shí)接地相電壓為零，非接相電壓升為線電壓，中性點(diǎn)偏移到接地點(diǎn)，零序電壓等于方向相反的故障前的相電壓。以至產(chǎn)生一種 普遍認(rèn)同的結(jié)論接地相是三相電壓中幅值最低的一相，絕大多數(shù)以電 壓為判據(jù)的接地故障保護(hù)產(chǎn)品也都是按此結(jié)論判別接地相。實(shí)際上這只 在接地電阻小于某臨界值的范圍內(nèi)是正確的，當(dāng)接地電阻大于這個(gè)臨界 值時(shí)，此結(jié)論就是錯(cuò)誤的。換言之，在高阻接地的范圍中，當(dāng)接地電阻 大到一定程度，接地相不是電壓幅值最低相。固守前述結(jié)論，必然造成 高阻接地故障中保護(hù)的誤判、誤動(dòng)。此外，以電流為判據(jù)的接地故障保 護(hù)產(chǎn)品，由于高阻接地時(shí)零序電流很小，而拒動(dòng)；選線產(chǎn)品也因此而無(wú) 法選線。
消弧線圈是最常見的一種消除單相接地故障的保護(hù)設(shè)備，它連接于 電網(wǎng)中性點(diǎn)和地之間，當(dāng)單相接地故障發(fā)生時(shí)，它產(chǎn)生感性電流抵消故 障的容性電流，使故障電流減小到規(guī)定的范圍以內(nèi)，以消除弧光接地或 抑制其它接地故障。這就要求必須準(zhǔn)確地測(cè)量系統(tǒng)的電容電流，精確地 調(diào)節(jié)消弧線圈的電感量與需要抵消的電容電流相匹配，否則便達(dá)不到保 護(hù)的目的。
由于變電站的容量有分步到位的過程和繼續(xù)擴(kuò)大的趨勢(shì)，這就使得 消弧線圈的容量經(jīng)常處于非小即大的尷尬境地小了，則工作在欠補(bǔ)償 狀態(tài)，系統(tǒng)切除線路時(shí)容易產(chǎn)生諧振；大了，容易造成設(shè)備閑置損壞和 浪費(fèi)。即使消弧線圈的最大容量符合當(dāng)前系統(tǒng)的需要，由于系統(tǒng)的電容 電流的大小隨系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變而改變，使得消弧線圈測(cè)控裝置非常 復(fù)雜，操作困難，對(duì)電容電流變化的計(jì)算及測(cè)量準(zhǔn)確度不夠，在實(shí)際運(yùn)行 中很難運(yùn)行在最佳擋位，特別是為了避免補(bǔ)償而引發(fā)諧振，往往使補(bǔ)償后弧 道的殘流仍然較大，過零后復(fù)燃的可能性仍然存在，最終導(dǎo)致消弧失敗。而 且消弧線圈補(bǔ)償?shù)膬H僅是工頻電容電流，而實(shí)際通過接地點(diǎn)的電流不僅有工 頻電容電流，而且還包含有大量的高頻電流和阻性電流，嚴(yán)重時(shí)僅高頻電流 和阻性電流便可以維持電弧的持續(xù)燃燒，特別是電纜電路的高頻震蕩電流幅 值較大，衰減慢，以至在工頻電流過零時(shí)高頻電流仍有較大幅值，不能做到 完全熄弧。此外，消弧線圈會(huì)造成中性點(diǎn)位移電壓異常升高，不能降低電弧接地過 電壓的最大值等等，諸如此類的弊端，以至消弧線圈在許多地方投運(yùn)率不高， 造成極大浪費(fèi)，運(yùn)行事故也時(shí)有報(bào)道。并且，消弧線圈成套裝置組件多、成 本高，占地大，運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜、適應(yīng)性差，隨著當(dāng)前電力的發(fā)展，電網(wǎng)的增 容，許多消弧線圈面臨著淘汰。 發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有的對(duì)單相接地故障判別存在誤區(qū)，易造成對(duì)高阻接地故障 的誤判或漏判而無(wú)法提供有效的保護(hù)問題，實(shí)用新型一種中性點(diǎn)非有效 接地電網(wǎng)消除單相接地故障保護(hù)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是
一種中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相接地故障保護(hù)系統(tǒng)，其特征 是主要由微機(jī)測(cè)控裝置、電抗器L、電抗器Ln、電壓互感器TV、電流 互感器(CT1， CT2)、四只單極高壓開關(guān)(Ko， Ka， Kb， Kc)組成。電 源中性點(diǎn)與單極高壓開關(guān)(Ko)上觸頭連接，單極高壓開關(guān)(Ko)的下 觸頭與電抗器Ln的一端連接，電抗器Ln的另一端穿過電流互感器CT2 的一次繞組后接地；電源三相母線分別與單極高壓開關(guān)(Ka， Kb， Kc) 的各自常開主觸點(diǎn)的上觸頭對(duì)應(yīng)相連，它們的下觸頭相互連接在一起后 與電抗器L的一端相連，電抗器L的另一端穿過電流互感器CT1的一次 繞組后接地，四個(gè)單極高壓開關(guān)(Ko， Ka， Kb， Kc)受微機(jī)測(cè)控裝置的 開關(guān)輸出端的控制，電壓互感器TV 二次繞組的端點(diǎn)分別與微機(jī)測(cè)控裝 置的對(duì)應(yīng)電壓輸入端相連，電流互感器CT1， CT2的二次端以及系統(tǒng)饋 線零序電流互感器的二次端(I(u，……，I。n)分別與微機(jī)測(cè)控裝置的對(duì) 應(yīng)的電流輸入端相連。其中的微機(jī)測(cè)控裝置可采用常規(guī)微機(jī)加軟件來(lái)實(shí) 現(xiàn)。
本實(shí)用新型的有益效果
本實(shí)用新型揭示了中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的規(guī)律，找出了 高阻接地故障的各種特征和判別及保護(hù)保護(hù)方法，無(wú)論接地電阻和故障 特征如何變化，都能準(zhǔn)確判別故障和故障相，實(shí)施有效的保護(hù)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障實(shí)施全范圍 的有效的保護(hù)，尤其是能夠分辨難以察覺高阻接地故障的微弱信號(hào)，將 故障消滅在萌芽狀態(tài)中。
本實(shí)用新型將限壓、旁路的保護(hù)方法與電流補(bǔ)償?shù)谋Ｗo(hù)方法結(jié)合在 一起，二者各自的優(yōu)點(diǎn)被充分發(fā)揮，二者各自的缺點(diǎn)被相互彌補(bǔ)，實(shí)用 性強(qiáng)，測(cè)控簡(jiǎn)單可靠，實(shí)現(xiàn)了一種消除單相接地故障理想的途徑。

圖1是本實(shí)用新型的判別和保護(hù)方法流程圖。
圖2是本實(shí)用新型的保護(hù)系統(tǒng)的電結(jié)構(gòu)原理圖。
圖3是本實(shí)用新型的微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的原理框圖。
圖中Ko、 Ka、 Kb、 Kc為高壓真空開關(guān)，TV為電壓互感器，CT1、 CT2為電流互感器，Ln為消弧線圈，L為電抗器，XHXC為消弧線圈，SXDY 為三相龜源，MX為母線，WCZZ為微機(jī)測(cè)控裝置，XHZZ為消弧裝置。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
一、 單相接地故障相判別方法
一種中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)的單相接地故障相的判別方法，參考圖 1:當(dāng)單相接地故障發(fā)生，以零序電壓大于1/2正常相電壓為故障特征 區(qū)1，在該區(qū)域內(nèi)判三相電壓的最低相為故障相；以零序電壓等于1/2
正常相電壓為故障特征區(qū)2，在該區(qū)域內(nèi)判滯后零序電壓90°的相電壓 為故障相；以零序電壓小于l/2正常相電壓為故障特征區(qū)3，在該區(qū)域 內(nèi)判三相電壓的次低相為故障相。
二、 消除單相接地故障的綜合保護(hù)方法
一種中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相接地故障的保護(hù)方法，參考圖 1、圖2，其特征是在電網(wǎng)上分別設(shè)置微機(jī)測(cè)控裝置以及用于消除故障 的電抗器L及消弧電抗器Ln等組成保護(hù)系統(tǒng)，由微機(jī)測(cè)控裝置檢測(cè)電 網(wǎng)的三相電壓、零序電壓出和故障時(shí)的零序電流值，按如下步驟進(jìn)行故 障消除
微機(jī)測(cè)控裝置檢測(cè)到有單相接地故障，首先判斷故障相，若零序電 壓滿足故障特征區(qū)1的條件，判電壓最低相為故障相；若零序電壓滿足 故障特征區(qū)2的條件，判滯后零序電壓90°的電壓相為故障相；若零序電壓滿足故障特征區(qū)3的條件，判電壓次低相為故障相；若接地零序電
流值小于20A，保護(hù)僅由投一退電抗器L完成，過程如下l)微機(jī)測(cè)控 裝置驅(qū)動(dòng)故障相高壓開關(guān)閉合，將該相通過電抗器L接地，以鉗制故障
相電壓，轉(zhuǎn)移故障電流，使故障點(diǎn)絕緣恢復(fù)，消除接地故障，然后驅(qū)動(dòng)
該高壓開關(guān)延時(shí)分?jǐn)啵顺鲭娍蛊鱈，若系統(tǒng)電壓恢復(fù)正常，則保護(hù)完 成；2)若故障仍存在，則重復(fù)以上過程，第二次在故障相投-退電抗器 L; 3)若仍有故障，則判為永久接地故障，第三次持續(xù)在故障相投電抗 器L，直至故障線路切除，再使電抗器L退出。
微機(jī)測(cè)控裝置檢測(cè)到有單相接地故障，首先判斷故障相，若零序電 壓滿足故障特征區(qū)1的條件，判電壓最低相為故障相；若零序電壓滿足 故障特征區(qū)2的條件，判滯后零序電壓90°的電壓相為故障相；若零序 電壓滿足故障特征區(qū)3的條件，判電壓次低相為故障相；若接地零序電 流值大于20A，保護(hù)由投一退電抗器L和投一退電抗器Ln共同完成，過 程如下1)微機(jī)測(cè)控裝置先在故障相投電抗器L，接著驅(qū)動(dòng)高壓開關(guān) Ko閉合，將電源中性點(diǎn)通過電抗器Ln接地，Ln產(chǎn)生的電感電流補(bǔ)償接 地故障的電容電流，使其小于20A，由于L對(duì)故障相的限壓、旁路作用， 保證了不受接地電流大小的影響，可靠消除弧光接地等單相接地故障， 從而，不必精確追求電流補(bǔ)償度，使對(duì)電流的測(cè)控變得簡(jiǎn)單易行，L和 Ln 二者結(jié)合，實(shí)現(xiàn)保護(hù)的理想效果；然后，故障相的高壓開關(guān)延時(shí)分?jǐn)啵?退電抗器L;此時(shí)，若系統(tǒng)電壓恢復(fù)正常，則分?jǐn)喔邏洪_關(guān)Ko，退出電 抗器Ln，完成保護(hù)；2)若故障仍存在，保持電抗器Ln在電源中性點(diǎn)投 入，第二次在故障相投-退電抗器L， 3)若仍有故障，則判為永久接地 故障，同樣保持電抗器Ln在電源中性點(diǎn)投入，第三次在故障相投電抗 器L并持續(xù)，直至故障線路切除，再使電抗器L和線圈Ln退出、復(fù)位。
三、消除單相接地故障的綜合保護(hù)系統(tǒng)
一種中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相接地故障的綜合保護(hù)系統(tǒng)，參 考圖2、圖3，它主要由微機(jī)測(cè)控裝置、電抗器L、電抗器Ln、電壓互 感器TV、電流互感器(CT1， CT2)、四只單極高壓開關(guān)(Ko， Ka， Kb，Kc)、和組成。電源中性點(diǎn)與單極高壓開關(guān)(Ko)上觸頭連接，單極高 壓開關(guān)(Ko)的下觸頭與電抗器Ln的一端連接，電抗器Ln的另一端穿 過電流互感器CT2的一次繞組后接地；電源三相母線分別與單極高壓開 關(guān)(Ka， Kb， Kc)的各自常開主觸點(diǎn)的上觸頭對(duì)應(yīng)相連，它們的下觸頭 相互連接在一起后與電抗器L的一端相連，電抗器L的另一端穿過電流 互感器CT1的一次繞組后接地，四個(gè)單極高壓開關(guān)(Ko, Ka， Kb， Kc) 受微機(jī)測(cè)控裝置的開關(guān)輸出端的控制，電壓互感器TV 二次繞組的端點(diǎn) 分別與微機(jī)測(cè)控裝置的對(duì)應(yīng)電壓輸入端相連，電流互感器CT1， CT2的 二次端以及系統(tǒng)饋線零序電流互感器的二次端(1。"……，分別與 微機(jī)測(cè)控裝置的對(duì)應(yīng)的電流輸入端相連。
其中的微機(jī)測(cè)控裝置可采用常規(guī)微機(jī)加軟件加以實(shí)現(xiàn)，其硬件組成 如圖3所示。
所述的高壓開關(guān)為單極高壓真空開關(guān)或高壓電力電子開關(guān)。例1.
在6kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電壓 為2kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為3. 6kV，由權(quán)利要求1所述的判別方法可 看出，該單相接地故障滿足特征區(qū)1的條件，因此，可判此時(shí)三相電壓中 最低的一相為故障相，立即在該相母線上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可以 是通過電抗器L接地，或其它方式接地)，若故障電流小于20A，則不 投入電抗器Ln，只由投-退電抗器L完成保護(hù)；若其大于20A,則將電 抗器Ln根據(jù)CT2測(cè)量電流值調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢?，?qū)動(dòng)高壓開關(guān)Ko閉合， 將電源中性點(diǎn)通過電抗器Ln接地，由Ln產(chǎn)生的電感電流補(bǔ)償接地故障 電流小于20A;對(duì)于瞬時(shí)性故障，上述保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后，退出電抗器L， 然后根據(jù)系統(tǒng)電壓判斷故障是否消除，若消除則退出Ln;否則，保持電 抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次使故障相通過電抗器L接地，第二次經(jīng)過 數(shù)秒延時(shí)，再退出電抗器L;若仍有故障，則判為永久接地故障，仍保持 電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次持續(xù)在故障相投電抗器L，直至根據(jù)事先 的選擇，或由人工跳閘切斷故障線路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷故障線路，復(fù)歸電抗器L和電抗器Ln。 例2.
在6kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電壓 為L(zhǎng)8kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為3.6kV，由權(quán)利要求1所述的判別方法 可看出，該單相接地故障滿足特征區(qū)2的條件，因此，可判此時(shí)滯后零序 電壓90°的那相電壓為故障相，立即在該相母線上投入接地保護(hù)(接地 保護(hù)可以是通過電抗器L接地，或其它方式接地)，若故障電流小于 20A，則不投入電抗器Ln,只由投-退電抗器L完成保護(hù)；若其大于20A， 則將電抗器Ln根據(jù)CT2測(cè)量電流值調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢?，?qū)動(dòng)高壓開關(guān) Ko閉合，將電源中性點(diǎn)通過電抗器Ln接地，由Ln產(chǎn)生的電感電流補(bǔ)償 接地故障電流小于20A;對(duì)于瞬時(shí)性故障，上述保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后，退出 電抗器L，然后根據(jù)系統(tǒng)電壓判斷故障是否消除，若消除則退出Ln;否 則，保持電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次使故障相通過電抗器L接地， 第二次經(jīng)過數(shù)秒延時(shí)，再退出電抗器L;若仍有故障，則判為永久接地故 障，仍保持電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次持續(xù)在故障相投電抗器L，直 至根據(jù)事先的選擇，或由人工跳閘切斷故障線路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作 切斷故障線路，復(fù)歸電抗器L和電抗器Ln。 例3.
在6kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電壓 為1. 2kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為3. 6kV，由權(quán)利要求1所述的判別方法 可看出，該單相接地故障滿足特征區(qū)3的條件，因此，可判此時(shí)三相電壓 中次低的一相為故障相，立即在該相母線上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可 以是通過電抗器L接地，或其它方式接地)，若故障電流小于20A，則 不投入電抗器Ln,只由投-退電抗器L完成保護(hù)；若其大于20A，則將 電抗器Ln根據(jù)CT2測(cè)量電流值調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢?，?qū)動(dòng)高壓開關(guān)Ko閉 合，將電源中性點(diǎn)通過電抗器Ln接地，由Ln產(chǎn)生的電感電流補(bǔ)償接地 故障電流小于20A;對(duì)于瞬時(shí)性故障，上述保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后，退出電抗 器L，然后根據(jù)系統(tǒng)電壓判斷故障是否消除，若消除則退出Ln;否則，保持電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次使故障相通過電抗器L接地，第二 次經(jīng)過數(shù)秒延時(shí)，再退出電抗器L;若仍有故障，則判為永久接地故障， 仍保持電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次持續(xù)在故障相投電抗器L，直至根 據(jù)事先的選擇，或由人工跳閘切斷故障線路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷 故障線路，復(fù)歸電抗器L和電抗器Ln。 例4.
在10kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電 壓為4kV,而該系統(tǒng)正常相電壓為6kV，由權(quán)利要求1所述的判別方法可 看出，該單相接地故障滿足特征區(qū)1的條件，因此，可判此時(shí)三相電壓中 最低的一相為故障相，立即在該相母線上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可以 是通過電抗器L接地，或其它方式接地)，若故障電流小于20A，則不投 入電抗器Ln，只由投-退電抗器L完成保護(hù)；若其大于20A，則將電抗 器Ln根據(jù)CT2測(cè)量電流值調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢茫?qū)動(dòng)高壓開關(guān)Ko閉合， 將電源中性點(diǎn)通過電抗器Ln接地，由Ln產(chǎn)生的電感電流補(bǔ)償接地故障 電流小于20A;對(duì)于瞬時(shí)性故障，上述保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后，退出電抗器L， 然后根據(jù)系統(tǒng)電壓判斷故障是否消除，若消除則退出Ln;否則，保持電 抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次使故障相通過電抗器L接地，第二次經(jīng)過 數(shù)秒延時(shí)，再退出電抗器L;若仍有故障，則判為永久接地故障，仍保持 電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次持續(xù)在故障相投電抗器L，直至根據(jù)事先 的選擇，或由人工跳閘切斷故障線路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷故障線 路，復(fù)歸電抗器L和電抗器Ln。 例5.
在10kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電 壓為3kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為6kV,由權(quán)利要求1所述的判別方法可 看出，該單相接地故障滿足特征區(qū)2的條件，因此，可判此時(shí)滯后零序電 壓90°的那相電壓為故障相，立即在該相母線上投入接地保護(hù)(接地保 護(hù)可以是通過電抗器L接地，或其它方式接地)，若故障電流小于20A， 則不投入電抗器Ln，只由投-退電抗器L完成保護(hù)；若其大于20A，則將電抗器Ln根據(jù)CT2測(cè)量電流值調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢?，?qū)動(dòng)高壓開關(guān)Ko 閉合，將電源中性點(diǎn)通過電抗器Ln接地，由Ln產(chǎn)生的電感電流補(bǔ)償接 地故障電流小于20A;對(duì)于瞬時(shí)性故障，上述保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后，退出電 抗器L，然后根據(jù)系統(tǒng)電壓判斷故障是否消除，若消除則退出Ln;否則， 保持電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次使故障相通過電抗器L接地，第二 次經(jīng)過數(shù)秒延時(shí)，再退出電抗器L;若仍有故障，則判為永久接地故障， 仍保持電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次持續(xù)在故障相投電抗器L，直至根 據(jù)事先的選擇，或由人工跳閘切斷故障線路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷 故障線路，復(fù)歸電抗器L和電抗器U。 例6.
在10kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電 壓為2kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為6kV，由權(quán)利要求1所述的判別方法可 看出，該單相接地故障滿足特征區(qū)3的條件，因此，可判此時(shí)三相電壓中 次低的一相為故障相，立即在該相母線上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可以 是通過電抗器L接地，或其它方式接地)，若故障電流小于20A，則不 投入電抗器Ln，只由投-退電抗器L完成保護(hù)；若其大于20A，則將電 抗器Ln根據(jù)CT2測(cè)量電流值調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢?，?qū)動(dòng)高壓開關(guān)Ko閉合， 將電源中性點(diǎn)通過電抗器Ln接地，由Ln產(chǎn)生的電感電流補(bǔ)償接地故障 電流小于20A;對(duì)于瞬時(shí)性故障，上述保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后，退出電抗器L， 然后根據(jù)系統(tǒng)電壓判斷故障是否消除，若消除則退出Ln;否則，保持電 抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次使故障相通過電抗器L接地，第二次經(jīng)過 數(shù)秒延時(shí)，再退出電抗器L;若仍有故障，則判為永久接地故障，仍保持 電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次持續(xù)在故障相投電抗器L，直至根據(jù)事先 的選擇，或由人工跳閘切斷故障線路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷故障線 路，復(fù)歸電抗器L和電抗器Ln。 例7.
在35kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電 壓為12kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為21kV，由權(quán)利要求1所述的判別方法可看出，該單相接地故障滿足特征區(qū)1的條件，因此，可判此時(shí)三相電壓 中最低的一相為故障相，立即在該相母線上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可
以是通過電抗器L接地，或其它方式接地)，若故障電流小于20A，則 不投入電抗器Ln,只由投-退電抗器L完成保護(hù)；若其大于20A，則將 電抗器Ln根據(jù)CT2測(cè)量電流值調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢?，?qū)動(dòng)高壓開關(guān)Ko閉 合，將電源中性點(diǎn)通過電抗器Ln接地，由Ln產(chǎn)生的電感電流補(bǔ)償接地 故障電流小于20A;對(duì)于瞬時(shí)性故障，上述保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后，退出電抗 器L，然后根據(jù)系統(tǒng)電壓判斷故障是否消除，若消除則退出Ln;否則， 保持電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次使故障相通過電抗器L接地，第二 次經(jīng)過數(shù)秒延時(shí)，再退出電抗器L;若仍有故障，則判為永久接地故障， 仍保持電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次持續(xù)在故障相投電抗器L，直至根 據(jù)事先的選擇，或由人工跳閘切斷故障線路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷 故障線路，復(fù)歸電抗器L和電抗器Ln。 例8.
在35kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電 壓為10. 5kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為21kV，由權(quán)利要求1所述的判別方 法可看出，該單相接地故障滿足特征區(qū)2的條件，因此，可判此時(shí)滯后零 序電壓90°的那相電壓為故障相，立即在該相母線上投入接地保護(hù)(接 地保護(hù)可以是通過電抗器L接地，或其它方式接地)，若故障電流小于 20A，則不投入電抗器Ln，只由投-退電抗器L完成保護(hù)；若其大于20A， 則將電抗器Ln根據(jù)CT2測(cè)量電流值調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢?，?qū)動(dòng)高壓開關(guān) Ko閉合，將電源中性點(diǎn)通過電抗器Ln接地，由Ln產(chǎn)生的電感電流補(bǔ)償 接地故障電流小于20A;對(duì)于瞬時(shí)性故障，上述保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后，退出 電抗器L，然后根據(jù)系統(tǒng)電壓判斷故障是否消除，若消除則退出Ln;否 則，保持電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次使故障相通過電抗器L接地， 第二次經(jīng)過數(shù)秒延時(shí)，再退出電抗器L;若仍有故障，則判為永久接地故 障，仍保持電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次持續(xù)在故障相投電抗器L，直 至根據(jù)事先的選擇，或由人工跳閘切斷故障線路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷故障線路，復(fù)歸電抗器L和電抗器Ln。 例9.
在35kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電 壓為9kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為21kV，由權(quán)利要求1所述的判別方法 可看出，該單相接地故障滿足特征區(qū)3的條件，因此，可判此時(shí)三相電壓 中次低的一相為故障相，立即在該相母線上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可 以是通過電抗器L接地，或其它方式接地)，若故障電流小于20A，則 不投入電抗器Ln，只由投-退電抗器L完成保護(hù)；若其大于20A，則將 電抗器Ln根據(jù)CT2測(cè)量電流值調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢茫?qū)動(dòng)高壓開關(guān)Ko閉 合，將電源中性點(diǎn)通過電抗器Ln接地，由Ln產(chǎn)生的電感電流補(bǔ)償接地 故障電流小于20A;對(duì)于瞬時(shí)性故障，上述保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后，退出電抗 器L，然后根據(jù)系統(tǒng)電壓判斷故障是否消除，若消除則退出Ln;否則， 保持電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次使故障相通過電抗器L接地，第二 次經(jīng)過數(shù)秒延時(shí)，再退出電抗器L;若仍有故障，則判為永久接地故障， 仍保持電抗器Ln在中性點(diǎn)投入，再次持續(xù)在故障相投電抗器L，直至根 據(jù)事先的選擇，或由人工跳閘切斷故障線路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷 故障線路，復(fù)歸電抗器L和電抗器Ln。
本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以 實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相接地故障保護(hù)系統(tǒng)，其特征是主要由微機(jī)測(cè)控裝置、電抗器(L)、電抗器(Ln)、電壓互感器(TV)、電流互感器(CT1，CT2)、四只單極高壓開關(guān)(Ko，Ka，Kb，Kc)組成，電源中性點(diǎn)與單極高壓開關(guān)(Ko)上觸頭連接，單極高壓開關(guān)(Ko)的下觸頭與電抗器(Ln)的一端連接，電抗器(Ln)的另一端穿過電流互感器(CT2)的一次繞組后接地；電源三相母線分別與單極高壓開關(guān)(Ka，Kb，Kc)的各自常開主觸點(diǎn)的上觸頭對(duì)應(yīng)相連，它們的下觸頭相互連接在一起后與電抗器L的一端相連，電抗器(L)的另一端穿過電流互感器(CT1)的一次繞組后接地，四個(gè)單極高壓開關(guān)(Ko，Ka，Kb，Kc)受微機(jī)測(cè)控裝置的開關(guān)輸出端的控制，電壓互感器(TV)二次繞組的端點(diǎn)分別與微機(jī)測(cè)控裝置的對(duì)應(yīng)電壓輸入端相連，電流互感器(CT1，CT2)的二次端以及系統(tǒng)饋線零序電流互感器的二次端(I01，……，I0n)分別與微機(jī)測(cè)控裝置的對(duì)應(yīng)的電流輸入端相連，其中的微機(jī)測(cè)控裝置可采用常規(guī)微機(jī)加軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
專利摘要本實(shí)用新型針對(duì)中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)單相接地故障判斷存在的誤區(qū)，公開了一種中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相接地故障保護(hù)系統(tǒng)，它采用鉗制故障相電壓的限壓、旁路保護(hù)法和采用電感電流補(bǔ)償接地電容電流的電流補(bǔ)償保護(hù)法相結(jié)合，達(dá)到既能不受接地電流的影響，可靠消除弧光接地等故障，又能減小接地故障電流，不必精確追蹤和調(diào)節(jié)補(bǔ)償電流值的理想效果。本實(shí)用新型具有實(shí)用性強(qiáng)、測(cè)控簡(jiǎn)單、保護(hù)可靠的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H9/00GK201234133SQ20082011387
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月21日
發(fā)明者孫嘉寧 申請(qǐng)人:孫嘉寧;羅志昭