本发明专利技术公开了一种配电网接地故障消弧方法及其装置，所述方法包括：S1：将调压器一侧的两个端子分别连接Z型接地变压器二次侧引出的2个端子得到与故障相对中性点电压反向的电压，并利用升压变压器升压后将故障相电压抑制到熄弧电压以下；其中，所述Z型接地变压器接入配电网，所述Z型接地变压器的移相绕组末端星型连接形成中性点O且二次侧A、B、C三相引出接线的端子，所述二次侧引出的端子供调压器一侧的端子选择性连接，所述调压器另一侧的端子与升压变压器电连接，所述升压变压器另一侧与中性点O电连接。本发明专利技术通过所述装置及方法可以有效地将故障相电压抑制到熄弧电压以下从而将熄灭故障点电弧，同时中性点所加电压取自于配电网，不需要额外电源，节省成本。节省成本。节省成本。
【技术实现步骤摘要】
一种配电网接地故障消弧方法及其装置
[0001]本专利技术属于配电网故障处理
，具体涉及一种配电网接地故障消弧方法及其装置。
技术介绍
[0002]我国6
‑
66kV配电网拓扑结构复杂且与用户紧密相连，由于线路周围环境与地形等原因影响，配电网单相接地故障频发，占配电网总故障比例的85％以上。当发生单相接地故障时，故障点存在较大的故障电流引起故障电弧，电弧的间歇重燃极易引起过电压，如不及时处理会造成设备烧毁甚至人员伤亡。因此，我国配电网一般采用消弧线圈接地方式，通过对故障电流中的容性电流进行补偿从而减小故障电流防止起弧。在配电网建设初期，由于电网对地电容电流与对地电导电流较小，单相接地故障电流能够被消弧线圈有效减小到熄弧电流以下，多数接地电弧可自行熄灭。但随着配电网的不断扩大以及电缆线路的增加，故障电流中的有功电流与谐波电流含量增加并且无法被消弧线圈有效补偿，以致故障点电弧无法自行熄灭，严重影响配电网的安全供电。配电网接地故障可靠消弧，有助于进一步提升配电网的安全性和可靠性，推进我国智能配电网的建设水平。
[0003]现有的消弧方法包括：一种是传统的使用消弧线圈消弧的方法。在配电网中性点加装消弧线圈，通过消弧线圈产生感性电流对故障点的点容性电流进行补偿，这种方法的应用最为广泛。但这类方法由于无法连续调节消弧线圈电感值以匹配配电网的电容电流，因此故障点的消弧效果并不受控制，并且无法补偿故障电流中的有功和谐波分量，往往需要辅助其他方法对故障电流中的有功和谐波分量进行补偿；另一种方法是利用电力电子技术的有源消弧方法。故障发生后，利用电力电子电源向中性点注入零序电流柔性调控故障相电压从而实现故障消弧。但这一方法需要外加电力电子设备及独立电源设备，注入电流调控过程复杂，稳定性和可靠性难以保证，且电力电子设备成本高昂，仅有少部分配电网采用。
[0004]针对上述问题，亟需提供一种不需要外加独立电源设备，成本更低以及能够有效将故障相对地电压抑制到熄弧电压以下从而实现故障点的可靠熄弧。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种配电网接地故障消弧方法及其装置，能够将故障相对地电压抑制到熄弧电压以下从而熄灭故障点电弧，期间无需外加独立电源，成本较低，同时不需要考虑配电网对地电容对电源容量的影响，应用不受配电网容量的影响。
[0006]一方面，本专利技术提供一种配电网接地故障消弧方法，包括：S1：将调压器一侧的两个端子分别连接Z型接地变压器二次侧引出的2个端子得到与故障相对中性点电压反向的电压，并利用升压变压器升压后将故障相电压抑制到熄弧电压以下；
[0007]其中，所述Z型接地变压器接入配电网，所述Z型接地变压器的移相绕组末端星型连接形成中性点O且二次侧A、B、C三相引出接线的端子，所述二次侧引出的端子供调压器一
侧的端子选择性连接，所述调压器另一侧的端子与升压变压器电连接，所述升压变压器另一侧一端与中性点O电连接，另一端与地端连接。
[0008]【本专利技术提供的所述消弧方法可以有效地抑制故障相电压抑制到熄弧电压以下，可靠熄灭故障点电弧，且中性点所加电压取自于配电网，不需要额外利用或者增设独立电源，成本较低。】
[0009]进一步优选，步骤S1具体过程为：根据故障相以及所述Z型接地变压器的接线方式确定调压器一侧的两个端子与所述二次侧引出的端子的连接关系，如下：
[0010]若Z型接地变压器的接线方式为ZNY11，所述调压器一侧的一个端子连接所述二次侧引出的端子中故障相对应的端子，另一个端子连接所述二次侧引出的端子中超前故障相120
°
的相对应的端子；
[0011]若Z型接地变压器的接线方式为ZNY1，所述调压器一侧的一个端子连接所述二次侧引出的端子中故障相对应的端子，另一个端子连接所述二次侧引出的端子中滞后故障相120
°
的相对应的端子。
[0012]进一步优选，所述Z型接地变压器一次侧和二次侧的变比为N1:N2，所述调压器初始状态的变比为所述升压变压器的变比为
[0013]进一步优选，执行步骤S1之后，还包括如下步骤：
[0014]S2：延时预设时长t；
[0015]S3：连续改变所述调压器的变比，并监测配电网的零序导纳相角是否发生变化，若所述零序导纳相角随所述调压器的变比改变而变化，故障未消失；若所述零序导纳相角随所述调压器的变比改变而不变化，故障消失。
[0016]进一步优选，若故障未消失，将所述调压器的变比恢复为初始状态，等待接地故障处理；
[0017]若所述零序导纳相角随所述调压器的变比改变而不变化，断开调压器与Z型接地变压器之间的连接，将所述调压器的变比恢复为初始状态，故障消失，配电网正常运行。
[0018]【本专利技术通过研究发现，当故障未消失时，配电网零序导纳相角随调压器的变比而改变；当故障消失后，配电网零序导纳相角与变比无关，因此不随调压器变比改变。因此基于该研究发现，本专利技术设置了故障是否消失的自主识别机制，能够主动识别故障是否消失。尤其是针对现有一种消弧方式：使用开关设备强制抑制故障相电压为0。这种方法的典型应用是“消弧柜”，故障发生后采用断路器直接将接地故障相在母线处短路，抑制故障相电压为0，从而实现接地故障消弧效果，母线短路一定时间后断开开关，若故障消失则恢复正常，否则再次闭合开关等待故障处理。对于永久性故障，这种方法需要连续将母线接地两次，对原故障点造成冲击，二次接地期间的延误甚至造成故障进一步扩大，不利于系统安全。而本专利技术是通过改变调压器的变比来进行处理的，因此，在识别故障消失过程中可以平滑的降低中性点电压，不会出现故障相电压突增导致故障电流突然增加的情况，不会造成故障进一步扩大。】
[0019]进一步优选，所述调压器上设有碳刷，所述碳刷可沿调压器线圈的表面滑动改变所述调压器的变比。
[0020]进一步优选，所述调压器的变比改变后表示为：k为比例系数，0≤k
≤1。
[0021]进一步优选，所述Z型接地变压器二次侧A、B、C三相中每一相引出两个接线的端子构成两组端子，每一组端子包括三个端子，分别对应A、B、C三相；
[0022]所述调压器一侧的两个端子各自分别对应一组端子，并各自在对应一组端子中选择性连接。
[0023]进一步优选，所述升压变压器一侧与所述调压器电连接，另一侧上一个端子接地，一个端子连接中性点O。
[0024]第二方面，本专利技术提供一种配电网接地故障消弧装置，包括：Z型接地变压器、调压器和升压变压器，其中，所述Z型接地变压器接入配电网，所述Z型接地变压器的移相绕组末端星型连接形成中性点O且二次侧A、B、C三相引出接线的端子，所述二次侧引出的端子供调压器一侧的端子选择性连接，所述调压器另一侧的端子与升压变压器电连接，所述升压变压器另一侧一端与中性点O电连接，另一端与地端连接；
[0025]其中，故障消弧时将调压器一侧的两个端子分别连接Z型接地变压器二次侧引出的2个端子得到与本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种配电网接地故障消弧方法，其特征在于：包括：S1：将调压器一侧的两个端子分别连接Z型接地变压器二次侧引出的2个端子得到与故障相对中性点电压反向的电压，并利用升压变压器升压后将故障相电压抑制到熄弧电压以下；其中，所述Z型接地变压器接入配电网，所述Z型接地变压器的移相绕组末端星型连接形成中性点O且二次侧A、B、C三相引出接线的端子，所述二次侧引出的端子供调压器一侧的端子选择性连接，所述调压器另一侧的端子与升压变压器电连接，所述升压变压器另一侧一端与中性点O电连接，另一端与地端连接。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S1具体过程为：根据故障相以及所述Z型接地变压器的接线方式确定调压器一侧的两个端子与所述二次侧引出的端子的连接关系，如下：若Z型接地变压器的接线方式为ZNY11，所述调压器一侧的一个端子连接所述二次侧引出的端子中故障相对应的端子，另一个端子连接所述二次侧引出的端子中超前故障相120
°
的相对应的端子；若Z型接地变压器的接线方式为ZNY1，所述调压器一侧的一个端子连接所述二次侧引出的端子中故障相对应的端子，另一个端子连接所述二次侧引出的端子中滞后故障相120
°
的相对应的端子。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：执行步骤S1之后，还包括如下步骤：S2：延时预设时长t；S3：连续改变所述调压器的变比，并监测配电网的零序导纳相角是否发生变化；若所述零序导纳相角随所述调压器的变比改变而变化，故障未消失；若所述零序导纳相角随所述调压器的变比改变而不变化，故障消失。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：若故障未消失，将所述调压器的变比恢复为初始状态，等待接地故障处理；若所述零序导纳相角随所述调压器的变比改变而不变化，断开调压器与Z型接地变压器之间的连接，故障消失，配电网正常运行。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述调压器上设有碳刷，所述碳刷可沿调压器线圈的表...
【专利技术属性】
技术研发人员：喻锟，曾祥君，李理，刘战磊，王沾，倪砚茹，唐斌，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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