[发明专利]一种配电系统、单相接地故障消弧装置及其消弧方法

说明书

本发明涉及一种配电系统、单相接地故障消弧装置及其消弧方法，该装置包括接地变压器，所述接地变压器的一次侧用于连接配电母线，所述接地变压器的一次侧的中性点接地，所述接地变压器的二次侧的各相绕组的两端通过对应的控制开关相连接。在本发明中，当配电网出现单相接地故障时，通过将接地变压器二次侧的对应接地故障相短路，使接地变压器的接地相一次绕组通过的对地电流增大，由此旁路掉接地故障点流过的等效电容电流，使故障点电流大幅度减小，从而熄灭电弧。

技术领域

本发明涉及一种配电系统、单相接地故障消弧装置及其消弧方法，属于配电网继电保护技术领域。

背景技术

接地故障是指导线与大地之间的不正常连接，包括单相接地故障和两相接地故障。据统计，单相接地故障占配电网总故障次数的80％以上，而且绝大多数相间故障都是由单相接地故障发展而来的。因此，单相接地故障的处理方法对于电力系统安全运行至关重要。

配电网单相接地故障与中性点接地方式密切相关，中性点采用何种接地方式主要取决于供电可靠性和限制过电压两个因素。目前，常见的中性点接地方式包括中性点谐振(消弧线圈)接地和中性点经电阻接地。其中，传统的中性点谐振(消弧线圈)接地方式在谐振点附近运行时对系统中性点位移电压具有一定的放大作用，加大了系统电压的三相不平衡度。对于中性点经电阻接地系统，单相接地故障发生后由于有数值较大的接地故障电流流过，断路器会迅速动作切除接地线路，导致对用户的供电中断，影响了部分用户的供电可靠性。

在配电网发生单相接地故障后，故障点流过等效电容电流，电流值比较大，易产生电弧，具有严重的安全隐患。消弧柜过电压保护装置通过接地故障相选择控制闭合对应的高压接地开关，将故障相直接接地，该方法需要快速高性能的接地单相断路器，操作瞬间配电网容易产生电磁振荡，还存在选相错误时发展为两相接地短路造成断路器保护动作迅速切除接地线路。

因此，随着各类中性点接地方式的接入，以及配电网形式结构的多样化，需要一种简单可靠的单相接地故障处理方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种配电系统、单相接地故障消弧装置及其消弧方法，用于解决当发生单相接地故障时，故障点处易产生电弧，具有严重安全隐患的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种单相接地故障消弧装置，包括接地变压器，所述接地变压器的一次侧用于连接配电母线，所述接地变压器的一次侧的中性点接地，所述接地变压器的二次侧的各相绕组的两端通过对应的控制开关相连接。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种配电系统，包括配电母线以及与配电母线连接的配电线路，还包括单相接地故障消弧装置，所述单相接地故障消弧装置包括接地变压器，所述接地变压器的一次侧连接配电母线，所述接地变压器的一次侧的中性点接地，所述接地变压器的二次侧的各相绕组的两端通过对应的控制开关相连接。

本发明的有益效果是：当配电网出现单相接地故障时，通过将接地变压器二次侧的对应接地故障相短路，使接地变压器的接地相一次绕组通过的对地电流增大，由此旁路掉接地故障点流过的等效电容电流，使故障点电流大幅度减小，从而熄灭电弧。

作为装置和系统的进一步改进，为了提高控制的有效性，所述接地变压器的二次侧星型连接。

作为装置和系统的进一步改进，为了实现对配电网单相接地故障的判断以及对控制开关的控制，还包括控制器，所述控制器的信号输入端连接用于采集所述配电母线电压和电流信息的电气参数采样模块，所述控制器的控制信号输出端控制连接各控制开关。

作为装置和系统的进一步改进，为了实现可靠供电，以保证控制过程的可靠性，还包括辅助电源，所述辅助电源供电连接所述控制器和控制开关驱动电路。

基于上述的单相接地故障消弧装置，本发明还提供了一种单相接地故障消弧方法，当发生单相接地故障时，控制接地故障相对应的控制开关导通，将接地故障相对应的接地变压器二次侧绕组进行短路。