一種有源狀態(tài)型中性點(diǎn)接地裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及的是6~IOkV配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地技術(shù)，具體是一種有源狀態(tài)型的 中性點(diǎn)接地裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國中壓配電網(wǎng)接地方式主要是中性點(diǎn)非有效接地方式和中性點(diǎn)有效接地方式， 中性點(diǎn)非有效接地方式主要包括中性點(diǎn)不接地方式、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式、中性點(diǎn) 經(jīng)高阻接地方式；中性點(diǎn)有效接地方式主要包括中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。
[0003]在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，若發(fā)生單相接地故障，=相用電設(shè)備能正常工作，允許暫 時繼續(xù)允許兩小時之內(nèi)，可靠性較高，但發(fā)生電弧接地過電壓的概率非常大，弧光接地過電 壓持續(xù)時間長，過電壓遍及全網(wǎng)，對設(shè)備絕緣是一種較大威脅；中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式 可補(bǔ)償單相接地電流和降低電弧恢復(fù)電壓上升速度，促使電弧自動焰滅，大大減小出現(xiàn)高 幅值弧光接地過電壓概率，但易發(fā)生因調(diào)諧不當(dāng)引起的諧振過電壓，當(dāng)發(fā)生永久性接地故 障時不能真正實(shí)現(xiàn)故障線路和故障點(diǎn)的快速定位和隔離；中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地方式能抑制電 弧接地過電壓和串聯(lián)諧振過電壓，并且易于實(shí)現(xiàn)選擇性的繼電保護(hù)，但僅適用于接地電流 較小的系統(tǒng)中；中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)方式中，發(fā)生單相接地故障時能降低單相接地非 故障相過電壓，消除弧光接地過電壓和一些諧振過電壓，但是發(fā)生單相接地故障時，短路電 流大，要迅速切除故障線路，供電可靠性差。
[0004]經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)枮?01220684589. 8,授權(quán)公告號 為CN202978211U，專利名稱為：中性點(diǎn)接地裝置，該專利為中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式裝置，不 屬于有源接地裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題：本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)合電力電子器件的有源 狀態(tài)型中性點(diǎn)接地裝置，通過對配電網(wǎng)單相接地故障進(jìn)行狀態(tài)辨識，控制逆變器輸出不同 的逆變電流，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的中性點(diǎn)接地方式。
[0006]技術(shù)方案：本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：
[0007] -種有源狀態(tài)型中性點(diǎn)接地裝置包括接地變壓器模塊1、單相變壓器模塊2、濾波 電抗器模塊3、單相全橋逆變器模塊4、濾波電容模塊5、上電限流電阻模塊6、=相可控PWM 整流器模塊7、A-Y型=相變壓器模塊8、數(shù)據(jù)采集模塊9、控制器模塊10。
[0008] 連接關(guān)系：接地變壓器模塊1連接配電網(wǎng)母線，接地變壓器模塊1出線端連接單相 變壓器模塊2 ;單相變壓器模塊2 -次側(cè)一端連接接地變壓器模塊1出線端，另一端可靠接 地，單相變壓器模塊2二次側(cè)經(jīng)濾波電抗器模塊3連接單相全橋逆變器模塊4 ;A-Y型=相 變壓器模塊8進(jìn)線端連接=相母線電壓，出線端連接=相可控整流模塊7,=相可控整流模 塊7輸出端經(jīng)上電限流電阻模塊6、濾波電容模塊5為單相全橋逆變器模塊4提供穩(wěn)定直流 電源；數(shù)據(jù)采集模塊9通過一系列互感器采集電網(wǎng)信號送給控制器模塊10,控制器模塊10 通過對配電網(wǎng)進(jìn)行狀態(tài)辨識，分別控制單相全橋逆變器模塊4、=相可控PWM整流器模塊7 輸出。
[0009] 有益效果：本實(shí)用新型提出的有源狀態(tài)型中性點(diǎn)接地裝置，該裝置結(jié)合電力電子 柔性元器件，在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時采用中性點(diǎn)不接地運(yùn)行；當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，通過對 配電網(wǎng)單相接地故障狀態(tài)進(jìn)行辨識，從而控制逆變器輸出逆變電流，W此改變中性點(diǎn)接地 方式，若接地故障為永久性接地故障，則根據(jù)配電網(wǎng)運(yùn)行要求選擇接地電流補(bǔ)償(等效電感 接地）或切除故障線路(等效電阻接地）；若為間歇性接地故障，則等效電感接地焰滅故障電 弧。該裝置解決了配電網(wǎng)高阻接地故障選線、弧光接地過電壓等相關(guān)問題，實(shí)現(xiàn)中性點(diǎn)靈 活接地方式，有利于進(jìn)一步提高電氣設(shè)備的安全運(yùn)行水平，進(jìn)一步保證配電網(wǎng)安全性、可靠 性。
【附圖說明】 [0010] ：
[0011] 圖1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0012] 圖2本實(shí)用新型的工作流程圖；
[001引 圖1中：
[0014] 1-接地變壓器模塊；
[0015] 2-單相變壓器模塊；
[0016] 3-濾波電抗器模塊；
[0017] 4-單相全橋逆變器模塊；
[001引5-濾波電容模塊；
[0019] 6-上電限流電阻模塊；
[0020] 7-S相可控PWM整流器模塊；
[0021] 8-A-Y型S相變壓器模塊；
[0022] 9-數(shù)據(jù)采集模塊；
[002引 10-控制器模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本實(shí)用新型的實(shí)施例所包含的功能塊及其參數(shù)型號選擇如下：
[0025] ①接地變壓器模塊：采用獨(dú)立的Z型接地變壓器，引出配電網(wǎng)中性點(diǎn)，該類型接地 變壓器運(yùn)行穩(wěn)定可靠；
[0026] ②單相變壓器模塊：采用降壓變壓器；
[0027] ③濾波電抗器模塊：用于濾除逆變器輸出電流中所含的諧波分量；
[0028] ④單相全橋逆變器模塊：輸出逆變電流改變配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式；
[0029] ⑥濾波電容模塊：平滑整流輸出的直流電壓；
[0030] ⑧上電限流電阻模塊：限制沖擊電流，防止濾波電容擊穿；
[0031] ⑦=相可控PWM整流器模塊：為單相全橋逆變器模塊4提供穩(wěn)定的直流電壓； [003引⑨A-Y型S相變壓器模塊：為S相PWM整流器提供所需的交流電壓；
[0033] ⑨數(shù)據(jù)采集模塊：采集配電網(wǎng)電壓、電流信號；
[0034] ⑩控制器模塊：控制系統(tǒng)采用DSP28335+FPGASPARTAN3E的控制方式，具有跟蹤 效果好，安全可靠性好，測量檢測精度高等優(yōu)勢。
[00對連接關(guān)系：
[0036] 接地變壓器模塊1連接配電網(wǎng)母線，接地變壓器模塊1出線端連接單相變壓器模 塊2 ;單相變壓器模塊2 -次側(cè)一端連接接地變壓器模塊1出線端，另一端可靠接地，單相 變壓器模塊2二次側(cè)經(jīng)濾波電抗器模塊3連接單相全橋逆變器模塊4 ;A-Y型=相變壓器 模塊8進(jìn)線端連接=相母線電壓，出線端連接=相可控整流模塊7,=相可控整流模塊7輸 出端經(jīng)上電限流電阻模塊6、濾波電容模塊5為單相全橋逆變器模塊4提供穩(wěn)定直流電源； 數(shù)據(jù)采集模塊9通過一系列互感器采集電網(wǎng)信號送給控制器模塊10,控制器模塊10分別控 制單相全橋逆變器模塊4、=相可控PWM整流器模塊7。
[0037] 實(shí)施步驟：
[0038] 第a.正常運(yùn)行時檢測電網(wǎng)的對地參數(shù)Cs,計(jì)算單相接地電容電流大小，中性點(diǎn) 處于不接地運(yùn)行狀態(tài)；
[003引第b.監(jiān)測配電網(wǎng)零序電壓，當(dāng)零序電壓大于相電壓10%時，判斷系統(tǒng)是否發(fā)生單 相接地故障；
[0040] 第C.若沒有發(fā)生單相接地故障，則進(jìn)行其它故障處理；
[0041] 第d.若發(fā)生單相接地故障，根據(jù)配電網(wǎng)接地故障狀態(tài)辨識結(jié)果，選擇最優(yōu)的中性 點(diǎn)接地方式，另逆變器輸出電流
，則中性點(diǎn)經(jīng)電感值為^;的電感接地；另逆 變輸出電流
則中性點(diǎn)經(jīng)阻值為R的電阻接地(上述式中n為單相變壓器變比，1? 為中性點(diǎn)電壓）；
[0042] 第e.判斷故障是否消失，若故障沒有消失，從步驟d開始重新執(zhí)行；若故障消失， 則從步驟a開始重新執(zhí)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種有源狀態(tài)型中性點(diǎn)接地裝置，其特征在于，包括接地變壓器模塊（I )、單相變壓 器模塊（2 )、濾波電抗器模塊（3 )、單相全橋逆變器模塊（4 )、濾波電容模塊（5 )、上電限流電 阻模塊（6 )、三相可控PffM整流器模塊（7 )、A -Y型三相變壓器模塊（8 )、數(shù)據(jù)采集模塊（9 )、 控制器模塊（10);在6~10kV配電網(wǎng)中，所述的接地裝置中接地變壓器模塊（1)連接配電網(wǎng) 母線，接地變壓器模塊（1)出線端連接單相變壓器模塊（2);單相變壓器模塊（2) -次側(cè)一 端連接接地變壓器模塊（1)出線端，另一端可靠接地，單相變壓器模塊（2)二次側(cè)經(jīng)濾波電 抗器模塊（3 )連接單相全橋逆變器模塊（4 ); A -Y型三相變壓器模塊（8 )進(jìn)線端連接三相母 線電壓，出線端連接三相可控整流模塊（7)，三相可控整流模塊（7)輸出端經(jīng)上電限流電阻 模塊（6)、濾波電容模塊（5)為單相全橋逆變器模塊（4)提供穩(wěn)定直流電源；數(shù)據(jù)采集模塊 (9)通過一系列互感器采集電網(wǎng)信號送給控制器模塊（10)，控制器模塊（10)通過對配電網(wǎng) 進(jìn)行狀態(tài)辨識，分別控制單相全橋逆變器模塊（4 )、三相可控PffM整流器模塊（7 )輸出。
【專利摘要】本實(shí)用新型專利公開了一種有源狀態(tài)型中性點(diǎn)接地裝置，涉及配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地技術(shù)。在6~10kV配電網(wǎng)中，所述的接地變壓器連接配電網(wǎng)母線，出線端連接單相變壓器，單相變壓器一次側(cè)另一端可靠接地；單相變壓器二次側(cè)經(jīng)濾波電抗器連接單相全橋逆變器；Δ-Y型三相變壓器進(jìn)線端連接三相母線電壓，出線端連接三相可控整流器，三相可控整流器輸出端經(jīng)上電限流電阻、濾波電容為單相全橋逆變器提供穩(wěn)定直流電源；數(shù)據(jù)采集模塊通過一系列互感器采集電網(wǎng)信號送給控制器模塊，控制器模塊通過對配電網(wǎng)進(jìn)行故障狀態(tài)辨識，控制單相全橋逆變器、三相可控PWM整流器輸出。本實(shí)用新型接地裝置，融合傳統(tǒng)接地方式優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)配電網(wǎng)不同故障狀態(tài)選擇最優(yōu)的接地方式，實(shí)現(xiàn)了中性點(diǎn)靈活的接地方式，有利于進(jìn)一步提高電氣設(shè)備的安全運(yùn)行水平，進(jìn)一步保證配電網(wǎng)安全性、可靠性。
【IPC分類】H02H9/08, H02H7/28
【公開號】CN204858542
【申請?zhí)枴緾N201520406449
【發(fā)明人】鄭云丹, 李曉波, 蔣峰景, 韓繼承, 師麗霞
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年6月15日