中性点非有效接地电网消除单相接地故障的判别和保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术针对中性点非有效接地系统单相接地故障判断存在的误区，公开了一种中性点非有效接地电网消除单相接地故障的判别和保护装置，其方法是根据零序电压与相电压的关系进行故障相的判别，为准确地投放接地保护提供了依据，接地保护是直接将故障相母线通过电抗器接地，该方法既保留了中性点不接地方式的优点，又弥补了不接地方式的单相接地电弧易重燃，内部过电压倍数高等缺点；尤其在对高阻接地故障的保护上具有独到之处。装置具有方法及结构简单可靠，占地面积小，综合成本低的优点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电网消除接地故障的判别和保护方法及装置，尤其 是一种中性点非有效接地电网消除单相高阻接地故障的判别和保护装置。技术背景在电力系统中，单相接地是电网运行的主要故障形式，约占全电网总故障的60%以上，而且相当一部分相间短路故障是由单相接地故障发展而来。 电力系统的安全可靠程度，在其他条件相同的情况下，只取决于电力系统中 性点的工作方式。研究电力系统中性点的接地方式，主要是正确认识和处理 这个最多见的单相接地故障问题。单相接地故障的类型可以分为弧光接地、高阻接地和金属接地。据电 力系统的统计，绝大部分的单相接地故障是弧光接地和高阻接地。单相弧光接地的危害最大，在6 66kV中压电网主要采用中性点不接地的运行方式， 随着越来越多配电线路的电缆化，接地电容电流也随之加大，弧光接地一旦 产生，无法自动熄灭，会产生很高的间歇性弧光过电压，危害电器设备的绝 缘安全，在电缆线路中往往会发展为相间短路，甚至造成火烧连营的恶 劣后果。除了机械性损伤，线路在发生弧光接地故障前，大都有绝缘老化或 绝缘受损的过程，在这过程中则呈现出高阻接地状态。高阻接地是单相接地中最常见的故障之一，如架空线路中的树枝的挂碰、 断线、电缆线路中的电缆绝缘受潮、老化等等，都呈现出高阻接地的特征， 其接地电阻变化范围大、不稳定，故障状态最为复杂，当接地电阻大到一定 程度后(如〉1.5kQ)，故障特征不同于常见的特征，并且故障信息很微弱， 以至成为保护和选线中的一个难题。所以，高阻接地故障发生时由于保护误动或拒动而引起的事故时有报道如输电线路断线掉在水泥地面保护拒动引起人身伤亡，断线掉在山林地区保护拒动而引起火灾、电缆放炮等等。大多数的保护产品对高阻接地保护都存在误判、误动或拒动，其原因除了故障信 息微弱外，更主要的是存在认识上的误区。由于通常对不接地系统发生单相 接地时的电压分析都是按典型的金属接地来分析，此时接地相电压为零，非 接相电压升为线电压，中性点偏移到接地点，零序电压等于方向相反的故障 前的相电压。以至产生一种普遍认同的结论接地相是三相电压中幅值最低 的一相，绝大多数以电压为判据的接地故障保护产品也都是按此结论判别接 地相。实际上这只在接地电阻小于某临界值的范围内是正确的，当接地电阻 大于这个临界值时，此结论就是错误的。换言之，在高阻接地的范围中，当 接地电阻大到一定程度，接地相不是电压幅值最低相。固守前述结论，必然 造成高阻接地故障中保护的误判、误动。此外，以电流为判据的接地故障保 护产品，由于高阻接地时零序电流很小，而拒动；选线产品也因此而无法选 线。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有的单t目接地故障判别方法不全面，存在误 区，易造成高阻接地故障的误判或漏判而无法提供消除故障的保护问题，设 计一种针对单相接地故障的全面判别和保护装置。本技术的技术方案是-一种中性点非有效接地电网消除单相接地故障的保护装置，其特征是它 主要由四只单相高压开关ZA、 ZB、 ZC、 ZD、电抗器L、电流互感器CT、采集 三相电压和零序电压的电压互感器TV和微机控制器组成，系统母线的三相电 源线分别与三个单相高压开关的常开主触点ZA1、 ZB1、 ZC1的上触头对应相 连，三个单相高压开关的常开主触点ZA1、 ZB1、 ZC1的下触头相互连接在一 起后与电抗器L的一端相连，电抗器L的另一端穿过电流互感器CT的一次绕 组后接地，电流互感器CT的二次绕组接微机控制器的模拟量输入端;另一只 单相4^压开关ZD1的常开主触点并接在电抗器L的中间抽头与三个单相高压 开关的常开主触点ZA1、 ZB1、 ZC1的下触头的并接点之间，四个单相高压开 关的线包ZA、 ZB、 ZC、 ZD分别接微机控制的对应输出端，采集三相电压和零 序电压的电压互感器TV连接在系统母线三相电源线和微机控制器的对应采样输入端之间；所述的微机控制器由包括单片机1、采样滤波电路2、光电隔 离电路3、继电器输出电路4和开关量输入电路5，采样滤波电路2的输入与 电压采样电路6和电流采样电路7，其输出与单片机1的对应输入端相连， 开关量输入电路5的输出端通过光电隔离电路3与单片机1对应的输入端相 连，单片机1的输入端通过光电隔离电路3与继电器输出电路4的输入端相 连，继电器输出电路4分别与对应的四只单相高压开关ZA、 ZB、 ZC、 ZD相连。 所述的电压互感器TV为一采用三相五柱接法的电压互感器，其三相一次绕组 的一端采用Y型接法连接在三相电源线和地之间，电压互感器TV的六个二次 绕组中的三个绕组采用Y型接法连接在微机控制器的相电压采样输入端和地 之间，另外三个二次绕组采用开口三角形接法连接在微机控制器的零序电压 输入端和地之间，在微机控制器的控制输出端和电源之间接有消谐继电器线 包JX，消谐继电器的常开触点JX1串接消谐电阻RX后跨接在电压互感器TV 中采用开口三角形接法的绕组开口处。所述的单片机1还连接有键盘8和显示器9。本技术的有益效果.-本技术揭示了中性点不接地系统单相接地故障的规律，找出了高阻 接地故障的各种特征和判别及保护保护方法，无论接地电阻和故障特征如何 变化，都能准确判别故障和故障相，实施有效的保护。本技术实现了对中性点不接地系统单相接地故障实施全范围的有效 的保护，尤其是能够分辨难以察觉高阻接地故障的微弱信号，将故障消灭在 萌芽状态中。本技术由微机控制的综合保护装置，既保留了中性点不接地方式的优点接地电流小，供电可靠性高，又弥补了不接地方式的单相接地电弧易 重燃，内部过电压倍数高等缺点；尤其在对高阻接地故障的保护上具有独到 之处。它比直接接地，小电阻接地的大电流接地方式利用变电站的接地网更 为安全，其消弧性能、以及对弧光过电压和谐振过电压的限制比消弧线圈更 为有效，并且结构简单可靠，占地面积小，综合成本低，是一种值得推广应 用的接地保护装置。附图说明图1是本技术的方法流程图。图2是本技术的判别装置的电原理图。 图3是本技术的微机控制器的原理框图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。 如图l、 2、 3所示。一种中性点非有效接地电网消除单相高阻接地故障的判别和保护装置， 主要由四只单相高压开关ZA、 ZB、 ZC、 ZD、电抗器L、电流互感器CT、采集 三相电压和零序电压的电压互感器TV和微机控制器组成，系统母线的三相电 源线分别与三个单相高压开关的常开主触点ZA1、 ZB1、 ZC1的上触头对应相 连，三个单相高压开关的常开主触点ZA1、 ZB1、 ZC1的下触头相互连接在一 起后与电抗器L的一端相连，电抗器L的另一端穿过电流互感器CT的一次绕 组后接地，电流互感器CT的二次绕组接寧机控制器的模拟量输入端；另一只 单相高压开关ZD1的常开主触点并接在电抗器L的中间抽头与三个单相高压 开关的常开主触点ZA1、 ZB1、 ZC1的下触头的并接点之间，四个单相高压开 关的线包ZA、 ZB、 ZC、 ZD分别接微机控制的对应输出端，采集三相电压和零 序电压的电压互感器TV连接在系统母线三相电源线和微机控制器的对应采 样输入端之间；所述的微机控制器(如图3所示)由包括单片机l (型号可 为TMS32本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中性点非有效接地电网消除单相接地故障的保护装置，其特征是它主要由四只单相高压开关ＺＡ、ＺＢ、ＺＣ、ＺＤ、电抗器Ｌ、电流互感器ＣＴ、采集三相电压和零序电压的电压互感器ＴＶ和微机控制器组成，系统三相电源的母线分别与三个单相高压开关的常开主触点ＺＡ１、ＺＢ１、ＺＣ１的上触头对应相连，三个单相高压开关的常开主触点ＺＡ１、ＺＢ１、ＺＣ１的下触头相互连接在一起后与电抗器Ｌ的一端相连，电抗器Ｌ的另一端穿过电流互感器ＣＴ的一次绕组后接地，电流互感器ＣＴ的二次绕组接微机控制器的模拟量输入端；另一只单相高压开关ＺＤ１的常开主触点并接在电抗器Ｌ的中间抽头与三个单相高压开关的常开主触点ＺＡ１、ＺＢ１、ＺＣ１的下触头的并接点之间，四个单相高压开关的线包ＺＡ、ＺＢ、ＺＣ、ＺＤ分别接微机控制的对应输出端，采集三相电压和零序电压的电压互感器ＴＶ连接在系统母线三相电源线和微机控制器的对应采样输入端之间；所述的微机控制器由包括单片机（１）、采样滤波电路（２）、光电隔离电路（３）、继电器输出电路（４）和开关量输入电路（５），采样滤波电路（２）的输入与电压采样电路（６）和电流采样电路（７），其输出与单片机（１）的对应输入端相连，开关量输入电路（５）的输出端通过光电隔离电路（３）与单片机（１）对应的输入端相连，单片机（１）的输入端通过光电隔离电路（３）与继电器输出电路（４）的输入端相连，继电器输出电路（４）分别与对应的四只单相高压开关ＺＡ、ＺＢ、ＺＣ、ＺＤ相连。...

【技术特征摘要】
CN 2008-1-21 20082003127281、一种中性点非有效接地电网消除单相接地故障的保护装置，其特征是它主要由四只单相高压开关ZA、ZB、ZC、ZD、电抗器L、电流互感器CT、采集三相电压和零序电压的电压互感器TV和微机控制器组成，系统三相电源的母线分别与三个单相高压开关的常开主触点ZA1、ZB1、ZC1的上触头对应相连，三个单相高压开关的常开主触点ZA1、ZB1、ZC1的下触头相互连接在一起后与电抗器L的一端相连，电抗器L的另一端穿过电流互感器CT的一次绕组后接地，电流互感器CT的二次绕组接微机控制器的模拟量输入端；另一只单相高压开关ZD1的常开主触点并接在电抗器L的中间抽头与三个单相高压开关的常开主触点ZA1、ZB1、ZC1的下触头的并接点之间，四个单相高压开关的线包ZA、ZB、ZC、ZD分别接微机控制的对应输出端，采集三相电压和零序电压的电压互感器TV连接在系统母线三相电源线和微机控制器的对应采样输入端之间；所述的微机控制器由包括单片机(1)、采样滤波电路(2)、光电隔离电路(3)、继电器输出电路(4)和开关量输入电路(5)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙嘉宁，
申请(专利权)人：孙嘉宁，罗志昭，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]