專(zhuān)利名稱(chēng)：中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相接地故障的判別和保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電網(wǎng)消除接地故障的判別和保護(hù)方法及裝置，尤其 是一種中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相高阻接地故障的判別和保護(hù)裝置。
技術(shù)背景在電力系統(tǒng)中，單相接地是電網(wǎng)運(yùn)行的主要故障形式，約占全電網(wǎng)總故障的60%以上，而且相當(dāng)一部分相間短路故障是由單相接地故障發(fā)展而來(lái)。 電力系統(tǒng)的安全可靠程度，在其他條件相同的情況下，只取決于電力系統(tǒng)中 性點(diǎn)的工作方式。研究電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式，主要是正確認(rèn)識(shí)和處理 這個(gè)最多見(jiàn)的單相接地故障問(wèn)題。單相接地故障的類(lèi)型可以分為弧光接地、高阻接地和金屬接地。據(jù)電 力系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)，絕大部分的單相接地故障是弧光接地和高阻接地。單相弧光接地的危害最大，在6 66kV中壓電網(wǎng)主要采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式， 隨著越來(lái)越多配電線(xiàn)路的電纜化，接地電容電流也隨之加大，弧光接地一旦 產(chǎn)生，無(wú)法自動(dòng)熄滅，會(huì)產(chǎn)生很高的間歇性弧光過(guò)電壓，危害電器設(shè)備的絕 緣安全，在電纜線(xiàn)路中往往會(huì)發(fā)展為相間短路，甚至造成"火燒連營(yíng)"的惡 劣后果。除了機(jī)械性損傷，線(xiàn)路在發(fā)生弧光接地故障前，大都有絕緣老化或 絕緣受損的過(guò)程，在這過(guò)程中則呈現(xiàn)出高阻接地狀態(tài)。高阻接地是單相接地中最常見(jiàn)的故障之一，如架空線(xiàn)路中的樹(shù)枝的掛碰、 斷線(xiàn)、電纜線(xiàn)路中的電纜絕緣受潮、老化等等，都呈現(xiàn)出高阻接地的特征， 其接地電阻變化范圍大、不穩(wěn)定，故障狀態(tài)最為復(fù)雜，當(dāng)接地電阻大到一定 程度后(如〉1.5kQ)，故障特征不同于常見(jiàn)的特征，并且故障信息很微弱， 以至成為保護(hù)和選線(xiàn)中的一個(gè)難題。所以，高阻接地故障發(fā)生時(shí)由于保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)而引起的事故時(shí)有報(bào)道如輸電線(xiàn)路斷線(xiàn)掉在水泥地面保護(hù)拒動(dòng)引起人身傷亡，斷線(xiàn)掉在山林地區(qū)保護(hù)拒動(dòng)而引起火災(zāi)、電纜放炮等等。大多數(shù)的保護(hù)產(chǎn)品對(duì)高阻接地保護(hù)都存在誤判、誤動(dòng)或拒動(dòng)，其原因除了故障信 息微弱外，更主要的是存在認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。由于通常對(duì)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相 接地時(shí)的電壓分析都是按典型的金屬接地來(lái)分析，此時(shí)接地相電壓為零，非 接相電壓升為線(xiàn)電壓，中性點(diǎn)偏移到接地點(diǎn)，零序電壓等于方向相反的故障 前的相電壓。以至產(chǎn)生一種普遍認(rèn)同的結(jié)論接地相是三相電壓中幅值最低 的一相，絕大多數(shù)以電壓為判據(jù)的接地故障保護(hù)產(chǎn)品也都是按此結(jié)論判別接 地相。實(shí)際上這只在接地電阻小于某臨界值的范圍內(nèi)是正確的，當(dāng)接地電阻 大于這個(gè)臨界值時(shí)，此結(jié)論就是錯(cuò)誤的。換言之，在高阻接地的范圍中，當(dāng) 接地電阻大到一定程度，接地相不是電壓幅值最低相。固守前述結(jié)論，必然 造成高阻接地故障中保護(hù)的誤判、誤動(dòng)。此外，以電流為判據(jù)的接地故障保 護(hù)產(chǎn)品，由于高阻接地時(shí)零序電流很小，而拒動(dòng)；選線(xiàn)產(chǎn)品也因此而無(wú)法選 線(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的單t目接地故障判別方法不全面，存在誤 區(qū)，易造成高阻接地故障的誤判或漏判而無(wú)法提供消除故障的保護(hù)問(wèn)題，設(shè) 計(jì)一種針對(duì)單相接地故障的全面判別和保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是-
一種中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相接地故障的保護(hù)裝置，其特征是它 主要由四只單相高壓開(kāi)關(guān)ZA、 ZB、 ZC、 ZD、電抗器L、電流互感器CT、采集 三相電壓和零序電壓的電壓互感器TV和微機(jī)控制器組成，系統(tǒng)母線(xiàn)的三相電 源線(xiàn)分別與三個(gè)單相高壓開(kāi)關(guān)的常開(kāi)主觸點(diǎn)ZA1、 ZB1、 ZC1的上觸頭對(duì)應(yīng)相 連，三個(gè)單相高壓開(kāi)關(guān)的常開(kāi)主觸點(diǎn)ZA1、 ZB1、 ZC1的下觸頭相互連接在一 起后與電抗器L的一端相連，電抗器L的另一端穿過(guò)電流互感器CT的一次繞 組后接地，電流互感器CT的二次繞組接微機(jī)控制器的模擬量輸入端;另一只 單相4^壓開(kāi)關(guān)ZD1的常開(kāi)主觸點(diǎn)并接在電抗器L的中間抽頭與三個(gè)單相高壓 開(kāi)關(guān)的常開(kāi)主觸點(diǎn)ZA1、 ZB1、 ZC1的下觸頭的并接點(diǎn)之間，四個(gè)單相高壓開(kāi) 關(guān)的線(xiàn)包ZA、 ZB、 ZC、 ZD分別接微機(jī)控制的對(duì)應(yīng)輸出端，采集三相電壓和零 序電壓的電壓互感器TV連接在系統(tǒng)母線(xiàn)三相電源線(xiàn)和微機(jī)控制器的對(duì)應(yīng)采樣輸入端之間；所述的微機(jī)控制器由包括單片機(jī)1、采樣濾波電路2、光電隔 離電路3、繼電器輸出電路4和開(kāi)關(guān)量輸入電路5，采樣濾波電路2的輸入與 電壓采樣電路6和電流采樣電路7，其輸出與單片機(jī)1的對(duì)應(yīng)輸入端相連， 開(kāi)關(guān)量輸入電路5的輸出端通過(guò)光電隔離電路3與單片機(jī)1對(duì)應(yīng)的輸入端相 連，單片機(jī)1的輸入端通過(guò)光電隔離電路3與繼電器輸出電路4的輸入端相 連，繼電器輸出電路4分別與對(duì)應(yīng)的四只單相高壓開(kāi)關(guān)ZA、 ZB、 ZC、 ZD相連。 所述的電壓互感器TV為一采用三相五柱接法的電壓互感器，其三相一次繞組 的一端采用Y型接法連接在三相電源線(xiàn)和地之間，電壓互感器TV的六個(gè)二次 繞組中的三個(gè)繞組采用Y型接法連接在微機(jī)控制器的相電壓采樣輸入端和地 之間，另外三個(gè)二次繞組采用開(kāi)口三角形接法連接在微機(jī)控制器的零序電壓 輸入端和地之間，在微機(jī)控制器的控制輸出端和電源之間接有消諧繼電器線(xiàn) 包JX，消諧繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)JX1串接消諧電阻RX后跨接在電壓互感器TV 中采用開(kāi)口三角形接法的繞組開(kāi)口處。
所述的單片機(jī)1還連接有鍵盤(pán)8和顯示器9。
本實(shí)用新型的有益效果.-
本實(shí)用新型揭示了中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的規(guī)律，找出了高阻 接地故障的各種特征和判別及保護(hù)保護(hù)方法，無(wú)論接地電阻和故障特征如何 變化，都能準(zhǔn)確判別故障和故障相，實(shí)施有效的保護(hù)。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障實(shí)施全范圍的有效 的保護(hù)，尤其是能夠分辨難以察覺(jué)高阻接地故障的微弱信號(hào)，將故障消滅在 萌芽狀態(tài)中。
本實(shí)用新型由微機(jī)控制的綜合保護(hù)裝置，既保留了中性點(diǎn)不接地方式的
優(yōu)點(diǎn)接地電流小，供電可靠性高，又彌補(bǔ)了不接地方式的單相接地電弧易 重燃，內(nèi)部過(guò)電壓倍數(shù)高等缺點(diǎn)；尤其在對(duì)高阻接地故障的保護(hù)上具有獨(dú)到 之處。它比直接接地，小電阻接地的大電流接地方式利用變電站的接地網(wǎng)更 為安全，其消弧性能、以及對(duì)弧光過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓的限制比消弧線(xiàn)圈更 為有效，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，占地面積小，綜合成本低，是一種值得推廣應(yīng) 用的接地保護(hù)裝置。


圖1是本實(shí)用新型的方法流程圖。圖2是本實(shí)用新型的判別裝置的電原理圖。 圖3是本實(shí)用新型的微機(jī)控制器的原理框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。 如圖l、 2、 3所示。一種中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相高阻接地故障的判別和保護(hù)裝置， 主要由四只單相高壓開(kāi)關(guān)ZA、 ZB、 ZC、 ZD、電抗器L、電流互感器CT、采集 三相電壓和零序電壓的電壓互感器TV和微機(jī)控制器組成，系統(tǒng)母線(xiàn)的三相電 源線(xiàn)分別與三個(gè)單相高壓開(kāi)關(guān)的常開(kāi)主觸點(diǎn)ZA1、 ZB1、 ZC1的上觸頭對(duì)應(yīng)相 連，三個(gè)單相高壓開(kāi)關(guān)的常開(kāi)主觸點(diǎn)ZA1、 ZB1、 ZC1的下觸頭相互連接在一 起后與電抗器L的一端相連，電抗器L的另一端穿過(guò)電流互感器CT的一次繞 組后接地，電流互感器CT的二次繞組接寧機(jī)控制器的模擬量輸入端；另一只 單相高壓開(kāi)關(guān)ZD1的常開(kāi)主觸點(diǎn)并接在電抗器L的中間抽頭與三個(gè)單相高壓 開(kāi)關(guān)的常開(kāi)主觸點(diǎn)ZA1、 ZB1、 ZC1的下觸頭的并接點(diǎn)之間，四個(gè)單相高壓開(kāi) 關(guān)的線(xiàn)包ZA、 ZB、 ZC、 ZD分別接微機(jī)控制的對(duì)應(yīng)輸出端，采集三相電壓和零 序電壓的電壓互感器TV連接在系統(tǒng)母線(xiàn)三相電源線(xiàn)和微機(jī)控制器的對(duì)應(yīng)采 樣輸入端之間；所述的微機(jī)控制器(如圖3所示)由包括單片機(jī)l (型號(hào)可 為T(mén)MS320C600、或DSP563XX等)、采樣濾波電路2 (可采用集成塊或均教 科書(shū)常見(jiàn)的電路加以實(shí)現(xiàn))、光電隔離電路3 (可由光電耦合器及外圍電路組 成)、繼電器輸出電路4和開(kāi)關(guān)量輸入電路5 (可采用集成塊或均教科書(shū)常見(jiàn) 的電路加以實(shí)現(xiàn))，采樣濾波電路2的輸入與電壓采樣電路6 (可采用集成塊 或均教科書(shū)常見(jiàn)的電路加以實(shí)現(xiàn))和電流采樣電路7(可采用集成塊或均教 科書(shū)常見(jiàn)的電路加以實(shí)現(xiàn))，其輸出與單片機(jī)1的對(duì)應(yīng)輸入端相連，開(kāi)關(guān)量輸 入電路5的輸出端通過(guò)光電隔離電路3與單片機(jī)1對(duì)應(yīng)的輸入端相連，單片 機(jī)l的輸入端通過(guò)光電隔離電路3與繼電器輸出電路4的輸入端相連，繼電 器輸出電路4分別與對(duì)應(yīng)的四只單相高壓開(kāi)關(guān)ZA、 ZB、 ZC、 ZD相連，單片機(jī)1還連接有鍵盤(pán)8和顯示器9以便進(jìn)行參數(shù)調(diào)整、輸入并加以顯示。所述的 電壓互感器TV為一采用三相五柱接法的電壓互感器，其三相一次繞組的一端 采用Y型接法連接在三相電源線(xiàn)和地之間，電壓互感器TV的六個(gè)二次繞組中 的三個(gè)繞組采用Y型接法連接在微機(jī)控制器的相電壓采樣輸入端和地之間， 另外三個(gè)二次繞組采用開(kāi)口三角形接法連接在微機(jī)控制器的零序電壓輸入端 和地之間，在微機(jī)控制器的控制輸出端和電源之間接有消諧繼電器線(xiàn)包JX， 消諧繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)JX1串接消諧電阻RX后跨接在電壓互感器TV中采用 開(kāi)口三角形接法的繞組開(kāi)口處。
本實(shí)用新型的判別裝置采用在故障相的母線(xiàn)上投入電抗器接地的方式進(jìn) 行保護(hù)，并具有選線(xiàn)、故障跳閘、通信等功能。該裝置既保留了中性點(diǎn)不接 地方式的優(yōu)點(diǎn)接地電流小，供電可靠性高；又彌補(bǔ)了不接地方式的單相接 地電弧易重燃，內(nèi)部過(guò)電壓倍數(shù)高等缺點(diǎn)；尤其在對(duì)高阻接地故障的保護(hù)上 具有獨(dú)到之處。
本實(shí)用新型的微機(jī)型綜合保護(hù)裝置工作過(guò)程為-
微機(jī)控制器始終檢測(cè)系統(tǒng)的三相電壓和零序電壓及它們的頻率，并進(jìn)行 判別。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，四只高壓開(kāi)關(guān)均處于分?jǐn)酄顟B(tài)，裝置不對(duì)系統(tǒng)產(chǎn) 生任何影響； 一旦判斷系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，微機(jī)控制器立即驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn) 行保護(hù)(見(jiàn)圖2):
若故障參數(shù)在故障特征區(qū)1，微機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電壓最低相的高壓開(kāi)關(guān)閉 合；若故障參數(shù)在故障特征區(qū)2，微機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)故障電壓相的高壓開(kāi)關(guān)閉 合；若故障參數(shù)在故障特征區(qū)3，微機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電壓次低相的高壓開(kāi)關(guān)閉 合。三種保護(hù)動(dòng)作的結(jié)果都是將電抗器L并接于故障相的母線(xiàn)與地之間，產(chǎn) 生如下效果1)鉗制故障相電壓近似為零、限制非故障相電壓小于線(xiàn)電壓。 2)對(duì)于弧光接地，轉(zhuǎn)移100%的故障電流；對(duì)于高阻接地，轉(zhuǎn)移98%以上故障 電流；對(duì)于金屬接地，轉(zhuǎn)移90%以上故障電流。其效果是消除或抑制故障， 保護(hù)故障點(diǎn)人身和設(shè)備安全。
對(duì)于瞬時(shí)性故障，高壓開(kāi)關(guān)延時(shí)數(shù)秒后斷開(kāi)，消除故障，不影響供電連 續(xù)性；對(duì)于永久性故障，高壓開(kāi)關(guān)長(zhǎng)延時(shí)數(shù)十分鐘，根據(jù)事先的選擇，或由人工跳閘切斷故障線(xiàn)路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷故障線(xiàn)路。 若故障參數(shù)在報(bào)警范圍，裝置對(duì)故障類(lèi)型和線(xiàn)路準(zhǔn)確報(bào)警。具體舉例如下 例l.在6kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電壓為 2kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為3. 6kV，由權(quán)利要求1所述的判別方法可看出，該 單相接地故障滿(mǎn)足特征區(qū)1的條件，因此，可判此時(shí)三相電壓中最低的一相為 故障相，立即在該相母線(xiàn)上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可以是通過(guò)電抗器接地， 或其它方式接地)，對(duì)于瞬時(shí)性故障，接地保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后從該相母線(xiàn)上分 斷，即可消除故障；對(duì)于永久性故障，接地保護(hù)長(zhǎng)延時(shí)數(shù)十分鐘，根據(jù)事先 的選擇，或由人工跳閘切斷故障線(xiàn)路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷故障線(xiàn)路。例2.在6kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電壓為 1. 8kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為3. 6kV，由權(quán)利要求1所述的判別方法可看出， 該單相接地故障滿(mǎn)足特征區(qū)2的條件，因此，可判此時(shí)滯后零序電壓90°的那 相電壓為故障相，立即在該相母線(xiàn)上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可以是通過(guò)電抗 器接地，或其它方式接地)，對(duì)于瞬時(shí)性故障，接地保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后從該相母 線(xiàn)上分?jǐn)?，即可消除故障；?duì)于永久性故障，接地保護(hù)長(zhǎng)延時(shí)數(shù)十分鐘，根 據(jù)事先的選擇，或由人工跳閘切斷故障線(xiàn)路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷故障 線(xiàn)路。例3.在6kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電壓為 1. 2kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為3. 6kV,由權(quán)利要求1所述的判別方法可看出， 該單相接地故障滿(mǎn)足特征區(qū)3的條件，因此，可判此時(shí)三相電壓中次低的一相 為故障相，立即在該相母線(xiàn)上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可以是通過(guò)電抗器接 地，或其它方式接地)，對(duì)于瞬時(shí)性故障，接地保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后從該相母線(xiàn)上 分?jǐn)?，即可消除故障；?duì)于永久性故障，接地保護(hù)長(zhǎng)延時(shí)數(shù)十分鐘，根據(jù)事 先的選擇，或由人工跳閘切斷故障線(xiàn)路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷故障線(xiàn)路。例4.
在10kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電壓為 4kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為6kV,由權(quán)利要求1所述的判別方法可看出，該單 相接地故障滿(mǎn)足特征區(qū)1的條件，因此，可判此時(shí)三相電壓中最低的一相為故 障相，立即在該相母線(xiàn)上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可以是通過(guò)電抗器接地，或 其它方式接地)，對(duì)于瞬時(shí)性故障，接地保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后從該相母線(xiàn)上分?jǐn)啵?即可消除故障；對(duì)于永久性故障，接地保護(hù)長(zhǎng)延時(shí)數(shù)十分鐘，根據(jù)事先的選 擇，或由人工跳閘切斷故障線(xiàn)路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷故障線(xiàn)路。例5.
在10kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電壓為 3kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為6kV，由權(quán)利要求1所述的判別方法可看出，該單 相接地故障滿(mǎn)足特征區(qū)2的條件，因此，可判此時(shí)滯后零序電壓90°的那相電 壓為故障相，立即在該相母線(xiàn)上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可以是通過(guò)電抗器接 地，或其它方式接地)，對(duì)于瞬時(shí)性故障，接地保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后從該相母線(xiàn) 上分?jǐn)?，即可消除故障；?duì)于永久性故障，接地保護(hù)長(zhǎng)延時(shí)數(shù)十分鐘，根據(jù) 事先的選擇，或由人工跳閘切斷故障線(xiàn)路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷故障線(xiàn) 路。例6.
在10kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電壓為 2kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為6kV，由權(quán)利要求1所述的判別方法可看出，該單 相接地故障滿(mǎn)足特征區(qū)3的條件，因此，可判此時(shí)三相電壓中次低的一相為故 障相，立即在該相母線(xiàn)上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可以是通過(guò)電抗器接地，或 其它方式接地)，對(duì)于瞬時(shí)性故障，接地保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后從該相母線(xiàn)上分?jǐn)啵?即可消除故障；對(duì)于永久性故障，接地保護(hù)長(zhǎng)延時(shí)數(shù)十分鐘，根據(jù)事先的選 擇，或由人工跳閘切斷故障線(xiàn)路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷故障線(xiàn)路。
在35kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電壓為 12kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為21kV，由權(quán)利要求1所述的判別方法可看出，該單相接地故障滿(mǎn)足特征區(qū)1的條件,因此，可判此時(shí)三相電壓中最低的一相為 故障相，立即在該相母線(xiàn)上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可以是通過(guò)電抗器接地， 或其它方式接地)，對(duì)于瞬時(shí)性故障，接地保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后從該相母線(xiàn)上分?jǐn)?，即可消除故障；?duì)于永久性故障，接地保護(hù)長(zhǎng)延時(shí)數(shù)十分鐘，根據(jù)事先的選擇，或由人工跳閘切斷故障線(xiàn)路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷故障線(xiàn)路。例8.在35kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電壓為 10. 5kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為21kV，由權(quán)利要求1所述的判別方法可看出， 該單相接地故障滿(mǎn)足特征區(qū)2的條件，因此，可判此時(shí)滯后零序電壓90°的那 相電壓為故障相，立即在該相母線(xiàn)上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可以是通過(guò)電抗 器接地，或其它方式接地)，對(duì)于瞬時(shí)性故障，接地保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后從該相母 線(xiàn)上分?jǐn)啵纯上收?；?duì)于永久性故障，接地保護(hù)長(zhǎng)延時(shí)數(shù)十分鐘，根 據(jù)事先的選擇，或由人工跳閘切斷故障線(xiàn)路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷故障 線(xiàn)路。例9.在35kV中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，測(cè)得零序電壓為 9kV，而該系統(tǒng)正常相電壓為21kV，由權(quán)利要求1所述的判別方法可看出，該 單相接地故障滿(mǎn)足特征區(qū)3的條件，因此，可判此時(shí)三相電壓中次低的一相為 故障相,立即在該相母線(xiàn)上投入接地保護(hù)(接地保護(hù)可以是通過(guò)電抗器接地， 或其它方式接地)，對(duì)于瞬時(shí)性故障，接地保護(hù)延時(shí)數(shù)秒后從該相母線(xiàn)上分 斷，即可消除故障；對(duì)于永久性故障，接地保護(hù)長(zhǎng)延時(shí)數(shù)十分鐘，根據(jù)事先 的選擇，或由人工跳閘切斷故障線(xiàn)路，或由裝置跳閘箱動(dòng)作切斷故障線(xiàn)路。本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相接地故障的保護(hù)裝置，其特征是它主要由四只單相高壓開(kāi)關(guān)ZA、ZB、ZC、ZD、電抗器L、電流互感器CT、采集三相電壓和零序電壓的電壓互感器TV和微機(jī)控制器組成，系統(tǒng)三相電源的母線(xiàn)分別與三個(gè)單相高壓開(kāi)關(guān)的常開(kāi)主觸點(diǎn)ZA1、ZB1、ZC1的上觸頭對(duì)應(yīng)相連，三個(gè)單相高壓開(kāi)關(guān)的常開(kāi)主觸點(diǎn)ZA1、ZB1、ZC1的下觸頭相互連接在一起后與電抗器L的一端相連，電抗器L的另一端穿過(guò)電流互感器CT的一次繞組后接地，電流互感器CT的二次繞組接微機(jī)控制器的模擬量輸入端；另一只單相高壓開(kāi)關(guān)ZD1的常開(kāi)主觸點(diǎn)并接在電抗器L的中間抽頭與三個(gè)單相高壓開(kāi)關(guān)的常開(kāi)主觸點(diǎn)ZA1、ZB1、ZC1的下觸頭的并接點(diǎn)之間，四個(gè)單相高壓開(kāi)關(guān)的線(xiàn)包ZA、ZB、ZC、ZD分別接微機(jī)控制的對(duì)應(yīng)輸出端，采集三相電壓和零序電壓的電壓互感器TV連接在系統(tǒng)母線(xiàn)三相電源線(xiàn)和微機(jī)控制器的對(duì)應(yīng)采樣輸入端之間；所述的微機(jī)控制器由包括單片機(jī)(1)、采樣濾波電路(2)、光電隔離電路(3)、繼電器輸出電路(4)和開(kāi)關(guān)量輸入電路(5)，采樣濾波電路(2)的輸入與電壓采樣電路(6)和電流采樣電路(7)，其輸出與單片機(jī)(1)的對(duì)應(yīng)輸入端相連，開(kāi)關(guān)量輸入電路(5)的輸出端通過(guò)光電隔離電路(3)與單片機(jī)(1)對(duì)應(yīng)的輸入端相連，單片機(jī)(1)的輸入端通過(guò)光電隔離電路(3)與繼電器輸出電路(4)的輸入端相連，繼電器輸出電路(4)分別與對(duì)應(yīng)的四只單相高壓開(kāi)關(guān)ZA、ZB、ZC、ZD相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相接地故障的保護(hù)裝 置，其特征是所述的電壓互感器TV為一采用三相五柱接法的電壓互感器，其 三相一次繞組的一端采用Y型接法連接在三相電源線(xiàn)和地之間，電壓互感器 TV的六個(gè)二次繞組中的三個(gè)繞組采用Y型接法連接在微機(jī)控制器的相電壓采 樣輸入端和地之間，另外三個(gè)二次繞組采用開(kāi)口三角形接法連接在微機(jī)控制 器的零序電壓輸入端和地之間，在微機(jī)控制器的控制輸出端和電源之間接有 消諧繼電器線(xiàn)包JX，消諧繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)JX1串接消諧電阻RX后跨接在 電壓互感器TV中采用開(kāi)口三角形接法的繞組開(kāi)口處。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相接地故障的保護(hù)裝 置，其特征是所述的單片機(jī)(1)還連接有鍵盤(pán)(8)和顯示器(9)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型針對(duì)中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)單相接地故障判斷存在的誤區(qū)，公開(kāi)了一種中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)消除單相接地故障的判別和保護(hù)裝置，其方法是根據(jù)零序電壓與相電壓的關(guān)系進(jìn)行故障相的判別，為準(zhǔn)確地投放接地保護(hù)提供了依據(jù)，接地保護(hù)是直接將故障相母線(xiàn)通過(guò)電抗器接地，該方法既保留了中性點(diǎn)不接地方式的優(yōu)點(diǎn)，又彌補(bǔ)了不接地方式的單相接地電弧易重燃，內(nèi)部過(guò)電壓倍數(shù)高等缺點(diǎn)；尤其在對(duì)高阻接地故障的保護(hù)上具有獨(dú)到之處。裝置具有方法及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，占地面積小，綜合成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H9/00GK201146385SQ200820003308
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月21日
發(fā)明者孫嘉寧 申請(qǐng)人:孫嘉寧;羅志昭