[发明专利]一种小电流接地系统的单相接地故障快速灭弧系统及方法

说明书

本发明公开一种小电流接地系统的单相接地故障快速灭弧系统及方法，系统包括接地选线装置、反相并联的晶闸管组以及晶闸管驱动装置。接地选线装置采集母线三相电压及零序电压，根据零序电压判断是否存在接地故障，发生单相接地后，根据三相电压中哪一相电压降低判断出接地相，然后由晶闸管组驱动装置触发反向并联晶闸管组导通，将故障相直接接地，拉低故障相与地的电压，防止接地后继续运行过程中弧光过电压、电缆烧毁及人身伤亡等事故。

技术领域

本发明涉及电力系统的继电保护领域，具体地,涉及一种小电流接地系统单相接地故障快速灭弧的系统及方法。

背景技术

在3kV-66kV小电流接地系统(又称中性点非有效接地系统)中，单相接地是较为常见的故障类型。小电流接地系统发生单相接地时，故障相对地电压降低，非故障相对地电压升高，线电压依旧对称，此状态下，因接地电流很小，为了保证供电可靠性，可允许运行1-2h。但是由于非故障相弧光过电压，易引起绝缘薄弱部分击穿、电压互感器铁芯饱和、系统过电压，以及故障相弧光烧毁电缆、易引发人身触电伤亡事故等问题，因此在单相接地后接地选线装置还需要及时隔离故障相的单相接地故障，保障系统安全稳定运行及供电可靠性。

小电流接地系统单相接地故障快速灭弧的关键在于准确地选出故障相，并将故障相快速接地。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提供一种小电流接地系统单相接地故障快速灭弧系统及方法，解决目前小电流接地系统单相接地时继续运行过程中由于非故障相弧光过电压引起事故问题。

技术方案：一种小电流接地系统的单相接地故障快速灭弧系统，包括：

接地选线装置，用于实时判断接地故障相，并发出故障相灭弧控制信号；

反相并联的晶闸管组，所述反相并联的晶闸管组通过开关连接在母线与地之间；

晶闸管驱动装置，用于根据所述接地选线装置发出的故障相灭弧控制信号控制所述接地故障相对应的反相并联的晶闸管组导通。

进一步的，所述接地选线装置包括母线上的电压互感器，所述电压互感器用于采集母线三相电压和零序电压。

进一步的，所述接地选线装置与所述晶闸管组驱动装置之间采用硬接线方式进行通讯，或采用有线或无线的方式进行通讯。

进一步的，所述开关设置在所述母线与反相并联的晶闸管组之间，或所述反相并联的晶闸管组设置在所述母线和开关之间。

一种小电流接地系统的单相接地故障快速灭弧方法，包括如下步骤：实时判断系统零序电压，发生接地故障时，系统产生零序电压，且故障相电压降低，非故障相电压升高；判断出接地故障相后，发出触发故障相晶闸管组导通的命令，晶闸管组中的两个晶闸管由于反向并联，触发后有且仅有一个方向的晶闸管导通，导通的晶闸管在电压反向时自动关断，根据晶闸管组的快速导通特性，将故障相母线接地，故障相对地电压迅速接近0，弧光熄灭。

有益效果：(1)采用母线三相电压与零序电压相结合的方式判断是否存在接地故障并选出故障相，可靠性高，当PT一次单相断线时自产零序及开口三角均会出现零序电压，当一相电压降低时，可通过判断另外两相电压升高来判断是否断线。如另外两相电压没有变化可判断为PT一次断线，防止误动；

(2)采用人为在进线处快速构建金属性接地点的思路，将故障相电压拉低与地一致，可快速使接地故障灭弧，避免非故障相的弧光过电压、接地处电缆被弧光烧毁以及人身触电伤亡事故，使发生单相接地故障后系统可以不必立即跳闸并继续安全运行一段时间，大幅提高系统的可靠性和安全性；

(3)采用辅助开关与反向并联晶闸管组配合的方式，可控制单相接地的弧光时间在半个周波以内，避免了开关控制速度慢的问题，辅助开关正常运行时一直在合位。

附图说明