一种过电压综合控制及消弧线圈接地故障管理系统技术方案

本发明专利技术涉及电力保护技术领域，公开了一种过电压综合控制及消弧线圈接地故障管理系统，包括系统电压控制模块、消弧线圈自动跟踪补偿模块、故障定位模块、内部过电压处理模块、接地变压器和监控中心模块，其中消弧线圈自动跟踪补偿模块、故障定位模块、内部过电压处理模块并联后连接至接地变压器的中性点，接地变压器与系统电压控制模块并联后连接至供电网络的母线系统，本发明专利技术综合考虑过电压产生的原因及可能造成的破坏，实现了对电网电压的一种整体性控制，确保了整个等电位系统所有供用电设备的安全运行，保障了供电的连续性，具有较高的实用价值和广泛的应用前景。实用价值和广泛的应用前景。实用价值和广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种过电压综合控制及消弧线圈接地故障管理系统


[0001]本专利技术涉及电力保护
，具体涉及一种过电压综合控制及消弧线圈接地故障管理系统。

技术介绍

[0002]供电网络的电压控制与电流保护不同，电流保护一般以支路为单位进行实施，以综合保护配合断路器即可实现，而电压保护在某一电压等级整个供电网络是一个等电位，处理起来相对困难，一旦发生故障，造成的损失更大，所以对系统电压的控制尤其显得重要。目前中压电力系统采用的保护方案大多是针对某一种故障原因采用单一的防护措施。例如PT及避雷器柜的保护方案，其中避雷器是为了防止雷电侵入波过电压，主要针对早期以架空线路为主的输配电线路，由于雷击产生的相对地过电压；九十年代后期开始采用组合式过电压保护器，组合式过电压保护器可以同时防止相间过电压和相对地过电压，但二者的设计宗旨都只是为了防止瞬时性过电压，一旦过电压能量超出设计承受能力，就会造成避雷器或过电压保护器的爆炸。此外中性点经消弧线圈接地的保护方式主要原理是利用电感电流与电容电流在相位上差180
°
的原理对电容电流进行补偿。现行消弧线圈自动跟踪补偿或自动调谐是在电网工频（50Hz ）下完成的。电网在单相间歇性弧光接地时刻，在健康相（非故障相上）发生的弧光过电压和通过弧光接地故障点的总电流是幅值较大的高频电流，消弧线圈在高频下互相补偿或调谐具有一定的难度。即使消弧线圈的感性电流能完全补偿容性电流，中性点位移电压Uo将很高。过补偿方式可减小中性点位移电压，但失谐度大，将使线路接地电流太大，电弧不易熄灭，那么弧光过电压仍然存在。所以，消弧线圈自动跟踪或自动调谐可以对电容电流进行一定程度上的补偿，减少弧光接地发生的几率，但是不可能像一些杂志所报道的能“消除弧光接地过电压”，甚至在某些情况下可使过电压值更大。另外，非接地故障导致的系统过电压，消弧线圈无能为力。
[0003]2000年以后，市场上开始采用消弧柜、抑制柜或类似的产品。实际运行中效果并不理想，主要是忽略了整个中压供电系统是一个等电位，各种过电压保护装置如果没有参数的整体配合，保护的设置也不能形成一个整体的防护体系，其结果是导致有些保护设备形同虚设，甚至有些保护设备自身反而形成一个故障点，给用户增添了麻烦。比如“将弧光接地快速转变为金属接地”的消弧柜类的产品，如果没有前一级的保护配合，一般采用快动的方案，那么，一旦电压变化，即使是瞬时性的，消弧装置就会动作接地，事后技术人员又无法确定故障原因，也就是所谓的假误动。有些用户供电网络设置的消弧柜一年动作多达数十次，最后只能退出不用，这都是因为保护方案没有形成一个整体。而单独的抑制柜，由于其能量不可能设置为无穷大，一旦过电压的能量超出设计能力，能量抑制装置也会击穿爆炸。
[0004]进一步的由于电网质量的控制应包括测量、分析、处理三个层面，而系统电压又往往是一个等电位，所以采用某一种产品防范单一过电压的保护方案已经无法满足现代电网对供电质量的保护要求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种过电压综合控制及消弧线圈接地故障管理系统，用以实现对电网电压的一种整体性控制，确保整个等电位系统所有供用电设备的安全运行，保障供电的连续性。
[0006]本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：一种过电压综合控制及消弧线圈接地故障管理系统，包括系统电压控制模块、消弧线圈自动跟踪补偿模块、故障定位模块、内部过电压处理模块、接地变压器和监控中心模块，其中：所述消弧线圈自动跟踪补偿模块、故障定位模块、内部过电压处理模块并联后连接至接地变压器的中性点；所述接地变压器与系统电压控制模块并联后连接至供电网络的母线系统；所述系统电压控制模块配置成用于控制供电网络的过电压在供用电设备绝缘允许的范围以内；所述消弧线圈自动跟踪补偿模块配置成用于对被保护的供电网络对地杂散电容电流进行补偿，降低供电网络对地的杂散电容电流，减少供电网络发生间歇性弧光接地的可能性；所述故障定位模块配置成用于在供电网络发生接地故障时，在不改变供电网络运行方式下定位故障线路；所述内部过电压处理模块配置成用于限制连接于接地变压器中性点的消弧线圈自动跟踪补偿模块、故障定位模块所产生的内部过电压的峰值、缓和过电压波头的陡度、抑制过电压的能量，实现对供用电设备绝缘的保护；所述接地变压器用于为供电网络提供一个中性点，以通过该中性点连接消弧线圈自动跟踪补偿模块、故障定位模块和内部过电压处理模块；所述监控中心模块用于接收系统其他功能模块传输的信号以及供电网络相关电参数，进行数据处理和结果判断生成，并生成控制信号传输至系统其他功能模块以执行关联动作。
[0007]优选地，所述系统电压控制模块包括第一限压单元、第一能量抑制单元、分相接地单元和第一信号采集单元；所述第一限压单元配置成对供电网络系统的过电压峰值进行限制，并对过电压波头的陡度进行缓和，所述第一限压单元为包括金属氧化锌非线性电阻、碳化硅和阻容吸收器中的一种；所述第一能量抑制单元配置成对供电网络系统的短时间过电压和长时间过电压产生的过电压能量进行吸收或抑制，其设计能量配置成在预定时间段能够承受供电网络系统过电压，所述能量抑制单元为高能非线性电阻；所述分相接地单元配置成将供电网络系统间歇性弧光接地的故障相直接金属接地，强制性消除单相间歇性弧光接地，所述分相接地单元由分相控制的高压断路器或高压可控硅组成；所述第一信号采集单元配置成采集系统电压控制模块对地电流参数并实时传送至监控中心模块，所述第一信号采集单元由电流互感器组成。
[0008]优选地，所述消弧线圈自动跟踪补偿模块包括消弧线圈、阻尼电阻和第二信号采集单元；所述消弧线圈配置成在间歇性弧光接地故障时快速进行系统电容电流的补偿；所述阻尼电阻配置成将谐振过电压限制在预定允许范围内；所述第二信号采集单元配置成采集消弧线圈自动跟踪补偿模块对地电流参数并实时传送至监控中心模块，所述第二信号采集单元由电流互感器组成。
[0009]优选地，所述故障定位模块包括受控快速开关、接地电阻和第三信号采集单元；所述受控快速开关配置成在发生单相接地故障时接收监控中心模块的控制指令执行接地电阻短时投入，所述受控快速开关为包括高速真空断路器、高压可控硅中的一种；所述接地电阻配置成阻值可调节以控制故障定位过程中中性点对地的电流值；所述第三信号采集单元配置成采集故障定位模块对地电流参数并实时传送至监控中心模块，所述第三信号采集单元由电流互感器组成。
[0010]优选地，所述内部过电压处理模块包括第二限压单元、第二能量抑制单元和第四信号采集单元；所述第二限压单元配置成对内部过电压峰值进行限制，并对内部过电压波头的陡度进行缓和，所述第二限压单元为包括金属氧化锌非线性电阻、碳化硅和阻容吸收器中的一种；所述第二能量抑制单元配置成对内部短时间过电压和长时间过电压产生的过电压能量进行吸收或抑制，其设计能量配置成在预定时间段能够承受内部过电压，所述能量抑制单元为高能非线性电阻；所述第四信号采集单元配置成采集内部过电压处理模块对地电流参数并实时传送至监控中心模块，所述第四信号采集单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过电压综合控制及消弧线圈接地故障管理系统，其特征在于，包括系统电压控制模块、消弧线圈自动跟踪补偿模块、故障定位模块、内部过电压处理模块、接地变压器和监控中心模块，其中：所述消弧线圈自动跟踪补偿模块、故障定位模块、内部过电压处理模块并联后连接至接地变压器的中性点；所述接地变压器与系统电压控制模块并联后连接至供电网络的母线系统；所述系统电压控制模块配置成用于控制供电网络的过电压在供用电设备绝缘允许的范围以内；所述消弧线圈自动跟踪补偿模块配置成用于对被保护的供电网络对地杂散电容电流进行补偿，降低供电网络对地的杂散电容电流，减少供电网络发生间歇性弧光接地的可能性；所述故障定位模块配置成用于在供电网络发生接地故障时，在不改变供电网络运行方式下定位故障线路；所述内部过电压处理模块配置成用于限制连接于接地变压器中性点的消弧线圈自动跟踪补偿模块、故障定位模块所产生的内部过电压的峰值、缓和过电压波头的陡度、抑制过电压的能量，实现对供用电设备绝缘的保护；所述接地变压器用于为供电网络提供一个中性点，以通过该中性点连接消弧线圈自动跟踪补偿模块、故障定位模块和内部过电压处理模块；所述监控中心模块用于接收系统其他功能模块传输的信号以及供电网络相关电参数，进行数据处理和结果判断生成，并生成控制信号传输至系统其他功能模块以执行关联动作。2.根据权利要求1所述的一种过电压综合控制及消弧线圈接地故障管理系统，其特征在于，所述系统电压控制模块包括第一限压单元、第一能量抑制单元、分相接地单元和第一信号采集单元；所述第一限压单元配置成对供电网络系统的过电压峰值进行限制，并对过电压波头的陡度进行缓和，所述第一限压单元为包括金属氧化锌非线性电阻、碳化硅和阻容吸收器中的一种；所述第一能量抑制单元配置成对供电网络系统的短时间过电压和长时间过电压产生的过电压能量进行吸收或抑制，其设计能量配置成在预定时间段能够承受供电网络系统过电压，所述能量抑制单元为高能非线性电阻；所述分相接地单元配置成将供电网络系统间歇性弧光接地的故障相直接金属接地，强制性消除单相间歇性弧光接地，所述分相接地单元由分相控制的高压断路器或高压可控硅组成；所述第一信号采集单元配置成采集系统电压控制模块对地电流参数并实时传送至监控中心模块，所述第一信号采集单元由电流互感器组成。3.根据权利要求1所述的一种过电压综合控制及消弧线圈接地故障管理系统，其特征在于，所述消弧线圈自动跟踪补偿模块包括消弧线圈、阻尼电阻和第二信号采集单元；所述消弧线圈配置成在间歇性弧光接地故障时快速进行系统电容电流的补偿；所述阻尼电阻配置成将谐振过电压限制在预定允许范围内；
所述第二信号采集单元配置成采集消弧线圈自动跟踪补偿模块对地电流参数并实时传送至监控中心模块，所述第二信号采集单元由电流互感器组成。4.根据权利要求1所述的一种过电压综合控制及消弧线圈接地故障管理系统，其特征在于，所述故障定位模块包括受控快速开关、接地电阻和第三信号采集单元；所述受控快速开关配置成在发生单相接地故障时接收监控中心模块的控制指令执行接地电阻短时投入，所述受控快速开关为包括高速真空断路器、高压可控硅中的一种；所述接地电阻配置成阻值可调节以控制故障定位过程中中性点对地的电流值；所述第三信号采集单元配置成采集故障定位模块对地电流参数并实时传送至监控中心模块，所述第三信号采集单元由电流互感器组成。5.根据权利要求1所述的一种过电压综合控制及消弧线圈接地故障管理系统，其特征在于，所述内部过电压处理模块包括第二限压单元、第二能量抑制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭思君，张作琴，刘海，孟飞，
申请(专利权)人：芜湖科越电气有限公司，
类型：发明
国别省市：