可调式接地变组合装置的制作方法

1.本发明属于电力系统中性点接地技术领域，具体涉及一种根据配电系统电容电流测试值自适应跟踪可调式接地变组合装置。


背景技术：

2.由于10千伏至35千伏的电力系统配电网中，线路(尤其是电缆线路)对地电容的存在，当系统发生单相接地故障时流过故障点会形成电容电流。接地故障电容电流较大时，将对线路绝缘造成损坏，对配电网造成危害。因此，为提高配电网运行的安全性和可靠性，目前根据配电线路电容电流的大小不同，低压配电系统主要采用不接地、经消弧线圈接地和经小电阻接地三种接地方式。不同的接地方式主要通过变电站内低压侧直接接地(不配置任何装置)、配置接地变消弧线圈装置或者接地变小电阻装置来实现。
3.近年来随着经济的迅猛发展，用电需求与日俱增，配电网规模不断扩大，电缆线路路径不断增长，配电网电容电流的超标问题日益严重，许多变电站低压侧中性点原有接地方式已不能满足实际需要；同时，现有的接地装置比较单一，仅有接地变消弧线圈成套装置和接地变小电阻成套装置两种，接地方式的调整不够灵活，必须通过新增设备或扩容改造等方法解决。在实施过程中，因改变原有变电站设计规划，往往存在站内设备布置受限、改造工程量大或停电时间长等问题。因此研究发明一种根据电容电流测试值自适应跟踪可调式接地变组合成套装置是必要的。
4.公布号为cn 113746069 a的发明公开了电力系统输配电接地故障保护技术领域的一种接地变压器接地故障的保护方法，旨在解决现有技术中采用接地变压器开关侧和中性点侧零序电流作零序差动保护必须确保零序ct的极性正确，但零序ct的极性校验困难、因极性错误导致保护误动的技术问题。所述方法包括如下步骤：基于预获取的接地变压器的零序电压以及接地变压器开关侧和中性点侧的零序电流，求取接地变压器开关侧和中性点侧的零序有功功率绝对值；将接地变压器开关侧和中性点侧的零序有功功率绝对值与预设的有功功率门槛值进行比较；如果比较结果满足预设的接地变压器接地故障判别条件，启动接地故障保护，该保护方法提供一种接地方式。
5.cn 105931916 a发明专利公布一种单相保护接地开关及接地保护系统。本发明提供一种可避免发生单相接地故障烧毁电器设备的单相保护接地开关及接地保护系统。该发明一种单相接地保护系统，包括单相保护接地开关、驱动闭锁单元、母线电压电流测量采集单元、开关断路器采集信号板、显示及处理模块，显示及处理模块的信号输入端口分别与母线电压电流测量采集单元的信号输出端口、开关断路器采集信号板的信号输出端口相连，显示及处理模块的控制信号输出端口分别与开出模块的控制信号输入端口、驱动闭锁单元的控制信号输入端口相连，驱动闭锁单元的控制信号输出端口与单相保护接地开关的开合闸控制端口相连；所述驱动闭锁单元为非故障相保护接地开关检测分闸受控闭合开关合，单相接地保护系统在三相母线的1相发生接地故障并满足动作条件时用单相保护接地开关将故障接地相直接接地，用法比较单一，功能简单，不能满足需要。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种可调式接地变组合装置，通过变电站低压侧电容电流的监测，启动控制装置，实现变电站低压侧中性点接地方式的自适应实时调节，可实现不接地、经消弧线圈接地和经小电阻接地三种接地方式的任意切换，解决以往系统电容电流较大或增长较快，常规接地装置新增或改造，带来的设备布置受限、停电时间长、实施难度大等问题。
7.本发明的技术方案是：
8.可调式接地变组合装置，包括电容电流测试仪、电压互感器、控制装置、三工位开关及接地变压器，所述的接地变压器的三相分别与母线连接，所述的接地变压器的高压侧中性点通过控制装置连接电压互感器一次侧，电压互感器的二次侧与电容电流测试仪连接，所述的控制装置通过三工位开关分别经消弧线圈、低电阻接地或者不接地；
9.所述的电压互感器实时监测系统中性点电容电流大小并生成控制信号，通过控制装置自动跟踪调节三工位开关以选择接地方式。
10.具体的，所述的控制装置根据电压互感器传递的电容电流信号做出判断并对三工位开关进行调节。
11.具体的，所述的低电阻范围为9ω-11ω。
12.具体的，所述的消弧线圈接地适用于变电站低压侧电容电流大于10安。
13.具体的，所述的不接地适用于变电站低压侧电容电流小于10安
14.常见的中性点接地方式有不接地、消弧线圈接地、低电阻接地三类，然而，目前每个配电网系统中针对中性点接地方式一般只有一种处理方式。
15.那么针对这三类接地方式，先说下不接地方式的一些特性及不足，配电网中性点对地绝缘即配电网中性点不接地方式，变压器低压侧处于悬浮状态，这种接地方式简单经济、供电可靠性较高，但是仅仅适用于电容电流小于10安的配电网。
16.随着用电量增长迅速，电力系统的容量越来越大，供电距离延长，同时在城网改造中电缆被大量使用，有相当比例的线路电容电流已经超过10安，如果系统发生单相接地故障，则接地点的电弧难以自行熄灭，因而系统将出现过电压，包括间歇性电弧过电压和铁磁谐振过电压，甚至造成大量电压互感器烧毁。因此这种接地方式目前只适用于网络规模较小、电容电流不大的郊区、农村电网。
17.消弧线圈接地方式，中性点自动消弧线圈接地方式主要用于电容电流大于10安的架空线配电网或架空电缆混合电网，为保证供电的连续性和可靠性，早起规程规定可以带单相接地故障运行2小时，这是基于架空线为主的配电线路的接地故障大多为瞬时性故障这一前提，经消弧线圈补偿后的故障点残流小于电网熄弧临界值，可以促使电弧熄灭，使故障恢复使供电可靠性得到提高。但是随着配电网的发展，自动消弧线圈接地方式陆续暴露了难以与电网发展和社会进步相适应的技术瓶颈和矛盾。在于消弧线圈只能消除瞬时性接地故障，消除不了永久性接地故障，若发生配电网单相断线接地，或人身触电造成单相接地故障时，由于消弧线圈系统只发出接地报警，而不跳闸，导致不能及时切断故障线路，对人身安全构成极大的威胁。
18.低电阻接地方式，配电网中性点低电阻接地方式主要应用于以电缆为主的配电网，其有点是当单相接地故障发生时，通过零序保护吧故障线路切除，这样，有利于保护人
身安全，另外这种接地方式内过电压水平较低，不会产生弧光接地过压，有利于设备安全。然而，架空线路较多是，不宜采用低电阻接地，低电阻接地方式，如果应用在架空线和电缆混合网，一旦架空线路发生雷击、污闪等原因造成绝缘子闪络，而在由架空线路构成的配电网，其瞬时性单相接地故障占85％左右。为了保证配电网的供电可靠性，希望在发生瞬时性单相接地故障时能够熄弧而不是跳闸，但是，低电阻接地方式一旦发生单相接地就会跳闸，特别是雷击架空线路造成的绝缘子闪络，因杆塔有接地装置，一旦闪络就会发生金属接地。造成雷击跳闸率升高。
19.发生架空线路断线时，特别是绝缘导线断线时，在导线落地点没有接地装置，如绝缘导线的裸露长度小，故障点土壤电阻率高或者导线与大地接触不可靠，则导线与大地间的接地阻抗就较高。绝缘导线断线，一般导线的裸露长度小，在落地故障点接地阻抗较高，故障电流较小，故障线路不跳闸，若落地点有人接触，则有可能会对人身安全造成危害。基于上述原因，架空线路较多的配网中不建议使用低电阻接地方式。
20.本发明的有益效果是：通过电容电流测试仪实时监测配电网系统中电容电流值，根据电容电流大小发出控制信号，实现实时控制接地变组合装置的接地档位，自适应的调节控制变压器低压侧中性点接地方式。一方面，可实时跟踪监测电容电流，实现接地方式快速切换，避免接地故障发生时因电容电流超标影响配电网安全可靠运行；另一方面，集成不接地、经消弧线圈接地(配置消弧线圈装置)和经小电阻接地(配置小电阻装置)三种接地方式的接地变组合成套装置，实现接地方式的便捷调整，避免因改变接地方式引起的接地装置改造或停电影响等。
附图说明
21.图1是本发明的结构示意图。
22.1消弧线圈、2低电阻。
具体实施方式
23.下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细的描述。
24.可调式接地变组合装置，包括电容电流测试仪、电压互感器、控制装置、三工位开关及接地变压器，所述的接地变压器的三相分别与母线连接，所述的接地变压器的高压侧中性点通过控制装置连接电压互感器一次侧，电压互感器的二次侧与电容电流测试仪连接，所述的控制装置通过三工位开关分别经消弧线圈、低电阻接地或者不接地；所述的电压互感器实时监测系统中性点电容电流大小并生成控制信号，通过控制装置自动跟踪调节三工位开关以选择接地方式。
25.所述的控制装置根据电压互感器传递的电容电流信号做出判断并对三工位开关进行调节，当电容电流测试仪m检测出电容电流不大于10安时，测试仪m发出遥感信号至控制装置h，其三工位开关闭锁为常开状态；当电容电流测试仪m检测出电容电流大于10安小于100安时，测试仪m发出遥感信号至控制装置h，其三工位开关闭锁为消弧线圈接地状态；当电容电流测试仪m检测出电容电流大于100安时，测试仪m发出遥感信号至控制装置h，其三工位开关闭锁为小电阻接地状态。
26.在本实施例中，所述的低电阻范围为9ω-11ω。所述的消弧线圈接地适用于变电
站低压侧电容电流大于10安。所述的不接地适用于变电站低压侧电容电流小于10安。
27.通过电容电流测试仪m实时监测系统中性点电容电流大小生成控制信号，通过控制装置h自动跟踪调节三工位开关qs，同时调整对应的保护配置(当系统不接地或者经消弧线圈接地时，保护允许带故障运行1-2小时，通过故障选线装置实现选线跳闸；当经低电阻接地时，线路保护在发生单相接地故障时应能及时可靠切除)，自适应选择不接地、经消弧线圈接地和经小电阻接地三种方式。
28.在35kv系统和架空线路构成的6～20kv系统,当单相接地故障电容电流不大于10a时可采用中性点不接地方式，而当单相接地故障电容电流大于10a又需在接地故障条件下运行时应采用中性点谐振接地方式,即在中性点加装消弧线圈，而当电容电流大于10a时则在电网的中性点介入一个阻值在10欧姆左右的地电阻，把电网由非有效接地系统转变为有效接地系统，通过低电阻向故障馈线提供较大的阻性零序电流，通过零序保护切除故障线路。有利于保护人身安全。
29.本发明解决了以往系统电容电流较大或增长较快，常规接地装置新增或改造，带来的设备布置受限、停电时间长、实施难度大等问题。以前，一种接地方式只用于一种配电网，而本发明提供的该装置可适用于多类型配电网，并根据不同的接地故障选择不接地、经消弧线圈接地和经小电阻接地三种方式。
30.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：
1.可调式接地变组合装置，其特征在于，包括电容电流测试仪、电压互感器、控制装置、三工位开关及接地变压器，所述的接地变压器的三相分别与母线连接，所述的接地变压器的高压侧中性点通过控制装置连接电压互感器一次侧，电压互感器的二次侧与电容电流测试仪连接，所述的控制装置通过三工位开关分别经消弧线圈、低电阻接地或者不接地；所述的电压互感器实时监测系统中性点电容电流大小并生成控制信号，通过控制装置自动跟踪调节三工位开关以选择接地方式。2.根据权利要求1所述可调式接地变组合装置，其特征在于，所述的控制装置根据电压互感器传递的电容电流信号做出判断并对三工位开关进行调节。3.根据权利要求1所述可调式接地变组合装置，其特征在于，所述的低电阻范围为9ω-11ω。4.根据权利要求1所述可调式接地变组合装置，其特征在于，所述的消弧线圈接地适用于变电站低压侧电容电流大于10安。5.根据权利要求1所述可调式接地变组合装置，其特征在于，所述的不接地适用于变电站低压侧电容电流小于10安。

技术总结
本发明属于电力系统中性点接地技术领域，具体涉及一种根据配电系统电容电流测试值自适应跟踪可调式接地变组合装置，包括电容电流测试仪、电压互感器、控制装置、三工位开关及接地变压器，所述的接地变压器的三相分别与母线连接，所述的接地变压器的高压侧中性点通过控制装置连接电压互感器一次侧，电压互感器的二次侧与电容电流测试仪连接，所述的控制装置通过三工位开关分别经消弧线圈、低电阻接地或者不接地，解决以往系统电容电流较大或增长较快，常规接地装置新增或改造，带来的设备布置受限、停电时间长、实施难度大等问题。实施难度大等问题。实施难度大等问题。


技术研发人员：郭静 席小娟 齐道坤 郭正位 胡鑫 杨敏 王文峰 肖波 康艳芳 郑月松 唐旻 牛鑫
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/8/23