一种基于单相接地故障的电流全补偿系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于单相接地故障的电流全补偿系统，该系统包括控制装置、故障相转移装置、消弧线圈装置以及有偿补偿装置。当发生单相接地故障的接地类型为瞬时性接地时，通过对高阻接地识别具有高灵敏性的消弧线圈装置补偿接地电容电流。当发生单相接地故障的接地类型为非瞬时性接地时，将与故障相相连接的故障相转移接地装置闭合，实现故障电流转为接地电流，进而通过有偿补偿装置输出全补偿的故障残流。将故障电流转为接地电流还能够将接地电流作为有偿补偿装置进行跟踪补偿的信号，为有偿补偿装置的补偿效果提供判断依据。接地电流能够通过测量确定，且测量简便，无需复杂计算，从而能够保证补偿快速、准确，提高补偿精度，屏蔽故障点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单相接地故障的电流全补偿系统
本技术涉及电力系统
，尤其涉及一种基于单相接地故障的电流全补偿系统。
技术介绍
电网中性点接地是指三相交流电力系统中中性点与大地之间的电气连接，即中性点电位固定为地电位。电力系统根据中性点是否有效接地划分为大电流接地系统，即中性点有效接地系统，以及小电流接地系统，即中性点非有效接地系统。在小电流接地系统中，当发生单相接地故障时，由于中性点非有效接地，故障点不会产生大的短路电流，因此能够允许电力系统在短时间内带故障运行，进而电力系统能够减少用户停电时间，提高供电可靠性。小电流接地系统包括中性点经小电阻接地和中性点经消弧线圈接地。中性点经小电阻接地能够利用很大的故障电流启动线路保护装置，同时还能够利用继电保护的灵敏性、速动性快速切除故障线路，进而显著降低人身触电概率。但中性点经小电阻接地对配电网的供电可靠性有较大影响，特别是架空网络和混合网络。中性点经消弧线圈接地能够有效补偿电力系统的对地电容电流，降低弧隙电压恢复速度，提高弧隙绝缘强度，防止电弧重燃造间歇性接电压，避免电弧造成的事故扩大，因而，中性点经消弧线圈接地为目前应用较为广泛的一种接地方式。但随着电力电缆的广泛应用，配电网的对地电容电流显著增加，中性点经消弧线圈接地方式不能补偿有功电流分量以及谐波电流分量。针对上述问题，提出两种解决方案，即故障相转移接地装置和全补偿故障消弧装置。对于故障相转移接地装置，通过故障相投入人为的金属性接地点能够避免由故障点不稳定的弧光接地所引起的过电压问题，进而能够降低人身触电伤亡事故。故障相转移接地装置存在故障电流的分流效果受过渡电阻影响的问题，且故障电流的转移效果较差。另外，故障相转移接地装置还存在故障点电压受负荷电流影响的问题。当发生单相接地故障时，故障点会产生几百伏的电压，不能保证人身安全。对于全补偿故障消弧装置，在监测电力系统网络参数、故障线路零序电流等过程中，通过有源补偿装置补偿故障电流中的谐波分量、有功分量以及剩余的无功分量。但全补偿故障消弧装置不能消除接地残流中的有功分量和高频谐波分量，进而不能实现对电力系统零序电容电流的准确补偿。另外，全补偿故障消弧装置无法直接测量故障电流，只能通过很复杂的算法进行间接性计算得到，因此，全补偿故障消弧装置无法直接检测和作为判断依据。
技术实现思路
本技术提供一种基于单相接地故障的电流全补偿系统，以解决现有全补偿故障消弧装置无法直接测量故障电流的问题。本技术提供一种基于单相接地故障的电流全补偿系统，包括控制装置、故障相转移装置、消弧线圈装置以及有偿补偿装置，其中，所述控制装置分别电连接所述故障相转移装置、所述有偿补偿装置以及三相输电线；所述故障相转移装置、所述消弧线圈装置以及所述有偿补偿装置并联连接；所述故障相转移装置、所述消弧线圈装置以及所述有偿补偿装置均分别连接至所述三相输电线的每一相；所述故障相转移装置、所述消弧线圈装置以及所述有偿补偿装置均接地。优选地，所述故障相转移装置包括接地电阻以及三个并联的断路器，所述控制装置分别电连接每个所述断路器；三个所述断路器的两端均分别连接所述三相输电线的每一相以及所述接地电阻，所述接地电阻接地。优选地，所述系统还包括接地变压器，所述接地变压器串接于所述消弧线圈装置和所述三相输电线之间，所述接地变压器还串接于所述有偿补偿装置和所述三相输电线之间。优选地，所述消弧线圈装置为消弧线圈。优选地，所述有偿补偿装置为有偿补偿器。本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本技术提供一种基于单相接地故障的电流全补偿系统，该系统包括控制装置、故障相转移装置、消弧线圈装置以及有偿补偿装置，其中，所述控制装置分别电连接所述故障相转移装置、所述有偿补偿装置以及三相输电线；所述故障相转移装置、所述消弧线圈装置以及所述有偿补偿装置并联连接；所述故障相转移装置、所述消弧线圈装置以及所述有偿补偿装置均分别连接至所述三相输电线的每一相；所述故障相转移装置、所述消弧线圈装置以及所述有偿补偿装置均接地。当发生单相接地故障的接地类型为瞬时性接地时，通过对高阻接地识别具有高灵敏性的消弧线圈装置补偿接地电容电流。当发生单相接地故障的接地类型为非瞬时性接地时，将与故障相相连接的故障相转移接地装置闭合，实现故障电流转为接地电流，进而通过有偿补偿装置输出全补偿的故障残流。将故障电流转为接地电流还能够将接地电流作为有偿补偿装置进行跟踪补偿的信号，为有偿补偿装置的补偿效果提供判断依据。另外，接地电流能够通过测量确定，且测量简便，无需复杂计算，从而能够保证补偿快速、准确，提高补偿精度，屏蔽故障点。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的基于单相接地故障的电流全补偿系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的基于单相接地故障的电流全补偿系统的应用场景图；图3为本技术实施例提供的基于单相接地故障的电流全补偿方法的流程示意图；图4为本技术实施例提供的消弧线圈装置补偿接地电容电流的流程示意图；符号表示：1-控制装置，2-故障相转移装置，3-消弧线圈装置，4-有偿补偿装置，5-接地变压器，21-接地电阻，22-断路器。具体实施方式请参考附图1，附图1示出了本申请实施例提供的基于单相接地故障的电流全补偿系统的结构示意图。由附图1可知，本申请实施例提供的基于单相接地故障的电流全补偿系统包括控制装置1、故障相转移装置2、消弧线圈装置3以及有偿补偿装置4。具体地，控制装置1分别电连接故障相转移装置2、有偿补偿装置4以及三相输电线。其中，控制装置1与三相输电线的每一相均相连接，因此，控制装置1能够采集三相输电线的每一相的母线电压、零序电流和零序电压。另外，控制装置1还能够实现判断零序电压是否位于预设电压值范围内，记录零序电压位于预设电压值范围内的时间，确定故障相输电线，判断接地类型以及发出故障相转移指令。故障相转移装置2、消弧线圈装置3以及有偿补偿装置4并联连接，因此，故障相转移装置2、消弧线圈装置3以及有偿补偿装置4之间不相互干扰。故障相转移装置2、消弧线圈装置3以及有偿补偿装置4均分别连接至三相输电线的每一相，且故障相转移装置2、消弧线圈装置3以及有偿补偿装置4均接地设置，因此，故障相转移装置2、消弧线圈装置3以及有偿补偿装置4所处的电压均相同。故障相转移装置2用于在接收到控制装置1发出故障相转移指令时，闭合故障相转移装置2中的断路器22，进而实现故障相转移装置2在三相输电线与大地之间的连接，进而便于将系统中的故障电流部分转移至故障相转移接地装置2中，进而转移至大地。进一步，故障相转移装置2包括接地电阻21以及三个并联的断路器22，三个断路器22的两端均分别连接三相输电线的每一相以及接地电阻21，接地电阻21接地。由于三个断路器22并联连接，且三个断路器22的两端均分别连接三相输电线的每一相以及接地电阻21，因此，三个断路器22互不相关，且通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单相接地故障的电流全补偿系统，其特征在于，包括控制装置(1)、故障相转移装置(2)、消弧线圈装置(3)以及有偿补偿装置(4)，其中，所述控制装置(1)分别电连接所述故障相转移装置(2)、所述有偿补偿装置(4)以及三相输电线；所述故障相转移装置(2)、所述消弧线圈装置(3)以及所述有偿补偿装置(4)并联连接；所述故障相转移装置(2)、所述消弧线圈装置(3)以及所述有偿补偿装置(4)均分别连接至所述三相输电线的每一相；所述故障相转移装置(2)、所述消弧线圈装置(3)以及所述有偿补偿装置(4)均接地。

【技术特征摘要】
1.一种基于单相接地故障的电流全补偿系统，其特征在于，包括控制装置(1)、故障相转移装置(2)、消弧线圈装置(3)以及有偿补偿装置(4)，其中，所述控制装置(1)分别电连接所述故障相转移装置(2)、所述有偿补偿装置(4)以及三相输电线；所述故障相转移装置(2)、所述消弧线圈装置(3)以及所述有偿补偿装置(4)并联连接；所述故障相转移装置(2)、所述消弧线圈装置(3)以及所述有偿补偿装置(4)均分别连接至所述三相输电线的每一相；所述故障相转移装置(2)、所述消弧线圈装置(3)以及所述有偿补偿装置(4)均接地。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述故障相转移装置包括接地电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红文，王科，李瑞桂，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：云南,53