[发明专利]中性点非有效接地配电网单相接地故障处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网单相接地故障处理领域，具体涉及一种中性点非有效接地配电网单相接地故障处理装置及方法。

背景技术

目前我国大部分地区配电网采用中性点不接地运行方式，当系统的电容电流较大、接地电弧无法熄灭时，需加装消弧线圈。消弧线圈可明显提高配电网供电的可靠性，比较有效地抑制间歇性弧光接地过电压，但在使用中也发现消弧线圈存在下列问题：

（1）由于配电网运行方式的多样化及弧光接地点的随机性，消弧线圈要对电容电流进行有效补偿存在一定难度，且消弧线圈仅仅补偿了工频电容电流，而实际通过接地点的电流不仅有工频电容电流，而且包含大量的高频电流及阻性电流，严重时仅高频电流及阻性电流就可以维持电弧的持续燃烧；以至于使其不能真正的达到灭弧的效果。

（2）当配电网发生断线、非全相、同杆线路的电容耦合等非接地故障，使配电网的不对称电压升高，可能导致消弧线圈的自动调节控制器误判配电网发生接地而动作，这时将会在配电网中产生很高的中性点位移电压，造成系统中一相或两相电压升高很多，以致损坏配电网中的其他设备。

（3）消弧线圈的设置是需要根据配电网具体的参数变化设置的，因此在随着配电网的扩大，对消弧线圈参数的要求也在变化，消弧线圈就要随之进行不断的更换，不利于配电网的远景规划和维护管理。

另外，中性点非有效接地配电网单相接地故障选线及区段定位一直是困扰配电网运行控制领域的难题，即使在未安装消弧线圈的情况下稳态零序电流特征也并不明显，而消弧线圈以自身的感性电流补偿系统容性电流，使故障线路上本来已经很小的电容电流更小，将使得故障选线和定位更加困难。

发明内容

本发明为了解决以上所述的现有技术中存在的问题，提供一种中性点非有效接地配电网单相接地故障处理装置及方法，能够有效消除各种电流引起的接地电弧，而且能够用于故障线路快速选线和定位。

本发明是通过以下技术方案来实现：

中性点非有效接地配电网单相接地故障处理装置，包括连接在大地和配电网的三相母线之间的分相熄弧装置，以及输入端与配电网的单相接地选相装置连接的控制器；所述的分相熄弧装置包括能够分相操作的多相投切装置以及与其相串联的熔断器；所述的控制器用于控制多相投切装置中对应三相母线的三个单相开关的分合闸。

优选的，所述的多相投切装置采用能够分相操作的真空断路器或真空接触器。

优选的，其还包括与配电网的中性点连接的接地电阻，其连通线路上设置有接地电阻投切开关。

优选的，所述的接地电阻的阻值为5.5-70欧姆，接地电阻投切开关采用单相的真空断路器或真空接触器。

优选的，控制器还用于控制接地电阻投切开关的分合闸。

优选的，所述的接地电阻和接地电阻投切开关串联安装在配电网中变压器低压侧的中性点和大地之间；且当变压器低压绕组为三角形接线时，采用专用接地变压器形成一个中性点。

中性点非有效接地配电网单相接地故障处理方法，利用以上优选的中性点非有效接地配电网单相接地故障处理装置，包括如下处理步骤；

1）当配电网发生单相接地故障后，控制器接收到配电网中单相接地选相装置发出的故障告警和选相信号，然后向分相熄弧装置中对应选相信号的单相开关发出合闸指令，使对应的相的母线接地，延时1-2s后向合闸的单相开关发出分闸指令；

2）对应单相开关分闸后，如果单相接地选相装置不再发出的故障告警和选相信号，则判断为瞬时性故障，且配电网故障排除，恢复正常运行状态；

如果单相接地选相装置继续发出故障告警和选相信号，则判断为永久性故障，控制器向接地电阻投切开关发出合闸指令，接地电阻投切开关合闸后，配电网的中性点经接地电阻接地，故障线路上产生超过零序过流定值的零序电流，延时5-10s用于等待线路自动完成对故障区段的隔离，然后向接地电阻投切开关发出分闸指令，接地电阻投切开关分闸后，配电网故障已隔离，恢复正常运行状态。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明中性点非有效接地配电网单相接地故障处理装置，利用配电网中现有的单相接地选相装置为控制器提供信号源的输入，结构简单；通过连接子大地和配电网的三相母线之间的分相熄弧装置，将对应的发生故障相的母线直接接地，转移故障相的故障点电弧，能够保证发生单相接地故障时对电弧的完全消除，有效地抑制间歇性弧光接地过电压，运行安全可靠；并且该对配电网的参数变化的适应性强，不会因配电网的规模增加或运行方式改变而重新更换。