本實用新型涉及一種具有接地分流功能的新型消弧線圈接地補償裝置，屬于電力系統(tǒng)對單相接地故障補償處理技術領域，特別適用于配網小電流接地系統(tǒng)中單相接地故障的處理。
背景技術：
小電流接地系統(tǒng)中系統(tǒng)故障的80%以上為單相接地故障，因此小電流接地系統(tǒng)中會用到消弧線圈無功補償裝置或者接地開關分流裝置等。
消弧線圈的作用是當電網單相出現(xiàn)短路故障時，故障點流過電容電流，消弧線圈提供電感電流進行補償，故障點電流降至10A以下。流經消弧線圈的電感電流與流過的電容電流相加為流過短路接地點的電流，電感電容上電流相位相差180度，相互補償。當兩電流的量值小于發(fā)生電弧的最小電流時，電弧就不會發(fā)生，防止電流過零后弧光重燃，達到滅弧的目的，防止事故進一步擴大。
在接地變壓器的中性點經消弧線圈接地的系統(tǒng)中，當發(fā)生單相接地故障時，消弧線圈能夠補償電力系統(tǒng)的電容電流，從而減小了故障點電流，使得電弧不能重燃，維護了電力系統(tǒng)的安全運行。但由于消弧線圈的補償作用增大了選線裝置的故障端選線難度，一直以來中性點經消弧線圈接地的系統(tǒng)，選線的準確率都比較低。
接地開關的作用是在電力系統(tǒng)某相輸電線路發(fā)生接地等類似故障時，接地開關將該相接地，以減少故障點的電流。在中性點不接地系統(tǒng)中，當發(fā)生單相接地故障時，通過對故障相的判別，將故障相電壓強制與大地等電位，接地開關與實際故障點形成并聯(lián)電路，對實際故障點電流進行分流、轉移，使得故障點電壓降低，令電弧不能重燃，保障系統(tǒng)安全運行；而當電容電流過大時，以這種轉移接地方式運行的系統(tǒng)，對電力系統(tǒng)的沖擊較大。此外由于中性點不接地系統(tǒng)只有電壓互感器PT中性點接地，系統(tǒng)對地電容儲存的電荷只能通過電壓互感器PT泄漏，故障消失后、故障相退出時，容易引發(fā)電壓互感器PT諧振。
傳統(tǒng)的通過轉移接地方式運行的電力系統(tǒng)，當接地故障發(fā)生時，故障相被開關接地后，由于故障相變化等原因引起異相再接地時，造成故障點與轉移接地點相間接地短路，從而發(fā)生線路跳閘事故，降低了供電可靠性；對于瞬時性、間歇性弧光接地故障效果不理想。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型需要解決的技術問題是提供一種具有接地分流功能的新型消弧線圈接地補償裝置，不僅可快速轉移實際故障點的電流，而且提高選線準確率，從而有效保護故障現(xiàn)場，實現(xiàn)配網系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠運行，保障人身安全。
為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：
一種具有接地分流功能的新型消弧線圈接地補償裝置，包括接地變壓器JDB以及與接地變壓器JDB中性點連接并接地的消弧線圈XL，還包括與電力系統(tǒng)母線各相連接并接地的接地開關，接地開關與接地變壓器JDB和消弧線圈XL并聯(lián)設置，消弧線圈XL和接地開關均與能夠檢測母線電壓和電力系統(tǒng)對地電容電流的自動控制裝置連接。
本實用新型技術方案的進一步改進在于：接地開關包括三個單相接地開關JDK和斷路器Kz，三個單相接地開關JDK并聯(lián)后與斷路器Kz串聯(lián)，三個單相接地開關JDK分別與自動控制裝置連接。
本實用新型技術方案的進一步改進在于：接地開關為三個與母線的三相線獨立連接的斷路器Kz，三個斷路器Kz分別與自動控制裝置連接。
本實用新型技術方案的進一步改進在于：自動控制裝置與連接在接地變壓器JDB中性點的用于檢測中性點位移電壓U0的電壓互感器、設置在消弧線圈XL的接地線路上的用于檢測消弧線圈XL回路電流I0的傳感器、設置在接地開關的接地線路上的用于檢測接地開關電流的傳感器連接；自動控制裝置通過檢測中性點位移電壓U0來控制消弧線圈XL的接入與斷開，自動控制裝置通過檢測電力系統(tǒng)對地的電容電流來調節(jié)消弧線圈XL，自動控制裝置通過檢測中性點位移電壓U0來控制接地開關斷開和投入，通過檢測接地開關電流來控制接地開關斷開和投入。
本實用新型技術方案的進一步改進在于：自動控制裝置與并聯(lián)設置在電力系統(tǒng)輸出線路上的若干線路故障定位系統(tǒng)連接。
本實用新型技術方案的進一步改進在于：線路故障定位系統(tǒng)為光纖測溫故障定位系統(tǒng)，光纖測溫故障定位系統(tǒng)包括與自動控制裝置連接的測溫光纖TMOF。
由于采用了上述技術方案，本實用新型取得的技術進步是：
本實用新型是一種新型的消弧線圈接地補償裝置，采用新型的運行方式，在電力配網系統(tǒng)中由接地變壓器JDB引出的中性點經消弧線圈XL接地，并配合接地開關將故障點電流進行分流轉移，實現(xiàn)配網系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。本實用新型充分利用了消弧線圈XL的優(yōu)點和接地開關的故障分流的特點，解決了配網系統(tǒng)在發(fā)生高阻接地、間歇性弧光接地以及金屬性接地等單相接地故障時接地補償和故障選線、故障點定位難題。
本實用新型利用消弧線圈能夠補償電容電流的特點，在小電流接地系統(tǒng)中，當系統(tǒng)無中性點時通過接地變壓器JDB引出中性點，中性點經消弧線圈XL接地，當系統(tǒng)發(fā)生瞬時性或間歇性故障時，先由消弧線圈XL進行補償，達到快速熄滅電弧的目的，如果接地消失，則消弧線圈XL退出補償狀態(tài)，系統(tǒng)恢復正常運行，從而避免了因瞬時性或間歇性短時接地引發(fā)事故擴大。
對于永久性故障，由自動控制裝置判別具體為哪一相出現(xiàn)故障，然后啟動接地分流功能，即將接地相通過接地開關進行分流接地，從而轉移了實際故障點的電流，保護了故障現(xiàn)場的人身和設備安全，提高了系統(tǒng)安全運行的可靠性。同時由于消弧線圈的補償作用，使得流經接地開關的電流相對無消弧補償?shù)南到y(tǒng)數(shù)值大幅度減小，降低了接地開關的投切動作對系統(tǒng)帶來的沖擊，提高了操作和人身安全性，而且可利用接地開關分流過程中投、切產生的接地點電流的變化進行故障選線，準確率高，且可多次重復。
接地開關包括三個單相接地開關JDK和斷路器Kz，也可以為三個與母線的三相線獨立連接的斷路器Kz，兩種設置結構，兼顧實際效果和工程成本，便于現(xiàn)場靈活選用。
在故障定位和故障選線問題上本實用新型利用了先進的光纖測溫故障定位技術，通過控制故障點電流的突變而引發(fā)故障點溫度的變化，然后由自動控制裝置通過測溫光纖對線路的溫度進行檢測，比如可設置每間隔80～100m為一處監(jiān)測點，進行故障選線和故障點定位。
本實用新型采用高性能的嵌入式系統(tǒng)作為自動控制裝置的核心單元，主要負責消弧線圈XL的控制，電壓電流的測量、系統(tǒng)對地電容電流的計算，以及Ua、Ub、Uc、U0的測量；通過對模擬信號的采集對接地故障相進行判別，根據(jù)已設邏輯控制接地開關的投切，從而實現(xiàn)單相接地故障的分流功能；通過對測溫光纖TMOF1～測溫光纖TMOFn的控制實現(xiàn)溫度測量，并配合接地開關的投切記錄溫度數(shù)據(jù)和對應的位置，通過溫度增量最大點確定故障線路和故障點在故障線路中的位置，實現(xiàn)了故障選線和故障定位，并通過接地開關動作前后的零序擾動對選線結果進行核實，確保選線的準確性。
附圖說明
圖1是本實用新型電路原理圖。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型做進一步詳細說明：
實施例1
如圖1所示，一種具有接地分流功能的新型消弧線圈接地補償裝置，包括接地變壓器JDB以及與接地變壓器JDB中性點連接并接地的消弧線圈XL，還包括與電力系統(tǒng)母線各相連接并接地的接地開關，接地開關與接地變壓器JDB和消弧線圈XL并聯(lián)設置，消弧線圈XL和接地開關均與能夠檢測母線電壓和電力系統(tǒng)對地電容電流的自動控制裝置連接。
接地開關包括三個單相接地開關JDK（Ka、Kb、Kc）和一個斷路器Kz，三個單相接地開關JDK（Ka、Kb、Kc）并聯(lián)后與斷路器Kz串聯(lián)，三個單相接地開關JDK分別與自動控制裝置連接。
自動控制裝置與連接在接地變壓器JDB中性點的用于檢測中性點位移電壓U0的電壓互感器、設置在消弧線圈XL的接地線路上的用于檢測消弧線圈XL回路電流I0的傳感器、設置在接地開關的接地線路上的用于檢測接地開關電流的傳感器連接；自動控制裝置通過檢測系統(tǒng)對地的電容電流來調節(jié)消弧線圈XL，自動控制裝置通過檢測中性點的位移電壓U0來控制接地開關斷開和投入，通過檢測接地開關電流來控制接地開關斷開和投入。
自動控制裝置與并聯(lián)設置在電力系統(tǒng)輸出線路上的若干線路故障定位系統(tǒng)連接。
線路故障定位系統(tǒng)為光纖測溫故障定位系統(tǒng)，光纖測溫故障定位系統(tǒng)包括與自動控制裝置連接的測溫光纖TMOF。
當三個單相接地開關Ka、Kb、Kc與故障相不同相時，該種故障的保護通過斷路器Kz快速通斷實現(xiàn)。本實用新型的斷路器Kz，當三個單相接地開關Ka、Kb、Kc任一個的電流超過預定值時，自動控制裝置認為相間短路，則斷路器Kz開關迅速斷開。
若干根測溫光纖鋪設于線路內與導線緊密接觸，由于測溫光纖具備抗電磁干擾能力，可以在高電磁干擾環(huán)境下正常工作，并且可以抵抗高電壓和大電流的沖擊，同時由于測量距離遠、壽命長等優(yōu)點，因此可以極大滿足工程需求。
在配網系統(tǒng)中，中性點經消弧線圈XL接地配合三個單相接地開關Ka、Kb、Kc的分流作用，將故障點電流進行轉移，實現(xiàn)了配網系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。本實用新型利用了消弧線圈XL能夠補償電容電流的特點，在小電流接地系統(tǒng)中當系統(tǒng)無中性點時通過接地變壓器JDB引出中性點，中性點經消弧線圈XL接地，當系統(tǒng)發(fā)生間歇性故障時，先由消弧線圈XL進行補償，達到了快速熄滅電弧的目的，如果接地消失，系統(tǒng)恢復正常運行，從而避免了因瞬時性或間歇性接地引發(fā)的事故擴大。
對于永久性故障，由自動控制裝置判別具體為哪一相出現(xiàn)故障，然后啟動單相接地開關Ka、Kb、Kc的接地分流功能，即將接地相通過單相接地開關Ka、Kb或Kc接地，從而轉移了實際故障點的電流，保護了故障現(xiàn)場，提高了系統(tǒng)安全運行的可靠性和人身安全。同時由于消弧線圈XL的補償作用，使得流經單相接地開關Ka、Kb或Kc的電流相對無消弧線圈XL的消弧補償?shù)南到y(tǒng)數(shù)值大幅度減小，降低了單相接地開關Ka、Kb或Kc的投切動作帶來的電流沖擊，因此不僅提高了操作安全性，同時避免了諧振的發(fā)生。
利用三個單相接地開關Ka、Kb、Kc的接地分流動作進行故障選線，當單相接地開關Ka、Kb或Kc斷開時，故障線路的零序電流為本線路電流和殘余電流之和，非故障線路為自身線路的電容電流，當單相接地開關的Ka、Kb或Kc動作后，單相接地開關Ka、Kb或Kc距離電源最近阻抗最低，殘流大部分會流向單相接地開關Ka、Kb或Kc，故障點電流顯著減小，為此通過自動控制裝置采集單相接地開關的Ka、Kb或Kc動作前后出線零序電流的增量判別接地線路。
當系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，斷路器Kz是為防止錯判相及相應的單相接地開關Ka、Kb或Kc進行分流動作閉合后，系統(tǒng)再發(fā)生異相接地時造成兩相接地短路導致接地變壓器JDB或線路開關跳閘的事故。在發(fā)生兩相接地短路時，斷路器Kz的過流速斷保護可先于接地變壓器JDB及接地線路速斷保護器動作，跳開斷路器Kz，從而切斷短路點，避免接地變壓器JDB或故障線路跳閘事故，提高供電可靠性。
傳感光纜測溫技術是國內外近幾年來發(fā)展起來的一種用于實時監(jiān)測溫度場的高新技術，主要依據(jù)測溫光纖TMOF的光時域反射和測溫光纖TMOF的背向拉曼散射溫度效應，測溫光纖TMOF輻射到待測區(qū)域，可連續(xù)測量/準確定位整條測溫光纖TMOF所處環(huán)境的溫度，并根據(jù)環(huán)境的溫度變化進行故障監(jiān)測與定位。
線路故障定位系統(tǒng)為光纖測溫故障定位系統(tǒng)，可利用接地殘余電流產生的發(fā)熱引起接地點溫度升高的原理，使用電纜自身附帶的測溫光纖TMOF或后敷設的測溫光纖TMOF由自動控制裝置對線路各點溫度進行采集計算，判別定位故障點，方便快捷。
實施例2
本實施例與實施例1的區(qū)別為：
接地開關為三個與母線的三相線獨立連接的斷路器Kz，三個斷路器Kz分別與自動控制裝置連接。使用三個斷路器，便于不同場合應用。