電力網(wǎng)中性點有源電阻接地方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種電網(wǎng)中性點接地有源電阻方法。
【背景技術(shù)】
[0002] H相交流電力系統(tǒng)中性點，即星形連接的變壓器和電機的中性點，與大地之間的 電氣連接方式，稱為電網(wǎng)中性點接地方式。中性點接地方式涉及電網(wǎng)的安全可靠性、經(jīng)濟 性，直接影響設(shè)備絕緣水平的選擇、系統(tǒng)過電壓水平及繼電保護方式、通訊干擾等。
[000引 llOkV及W上電網(wǎng)一般采用大電流接地方式，即中性點有效接地方式，該樣中性點 電位固定為地電位，發(fā)生單相接地故障時，非故障相電壓升高不會超過1. 4倍運行相電壓； 暫態(tài)過電壓水平也較低；故障電流很大，繼電保護能迅速動作于跳間，切除故障，系統(tǒng)設(shè)備 承受過電壓時間較短。在實際運行中，為降低單相接地電流，部分變壓器采用不接地方式。
[0004] 3~66 kV配電網(wǎng)一般采用小電流接地方式，中性點不接地或經(jīng)過消 弧線圈和高阻抗接地的H相系統(tǒng)，當某一相發(fā)生接地故障時，由于不能構(gòu)成短 路回路，接地故障電流往往比負荷電流小得多，即中性點非有效接地方式。該 種方式電網(wǎng)允許帶單相接地故障短時運行，供電質(zhì)量較好。在我國一般認為 ^>4…5系統(tǒng)屬于小電流接地系統(tǒng)電力網(wǎng)，美國和西歐一般把^>3的系統(tǒng)歸屬于小電 流接地系統(tǒng)。
[0005] 中性點小電流接地方式主要可分為W下H種；不接地、經(jīng)消弧線圈接地及經(jīng)電阻 接地。我國電氣設(shè)備設(shè)計規(guī)范中規(guī)定35kV電網(wǎng)如果單相接地電容電流大于10A，3kV~lOkV 電網(wǎng)如果接地電容電流大于30A，都需要采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式。隨著供電網(wǎng)絡(luò)的 發(fā)展，特別是采用電纜線路的用戶日益增加，使得系統(tǒng)單相接地電容電流不斷增加，導(dǎo)致電 網(wǎng)內(nèi)單相接地故障發(fā)展為事故的可能性增加。為了避免單相接地故障擴大，配電網(wǎng)采用中 性點經(jīng)電阻接地方式，配合繼電保護快速切除故障線路日漸增多，我國《城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計 導(dǎo)則》（施行）第59條中規(guī)定"35kV、10kV城網(wǎng)，當電纜線路較長、系統(tǒng)電容電流較大時，也 可W采用電阻方式"。
[0006] 中性點經(jīng)電阻接地是在電網(wǎng)中性點與大地之間串聯(lián)接入電阻器，當發(fā)生單相接地 故障時，線路接地點產(chǎn)生較大的零序電流，零序保護作用于跳間，切除故障線路及故障點， 快速恢復(fù)系統(tǒng)正常運行狀態(tài)。適當選擇接地電阻器的阻值，可W泄放單相接地電弧后半波 的能量，減少電弧重燃的可能性，抑制電網(wǎng)過電壓，提高繼電保護裝置的靈敏度，從而有效 保護系統(tǒng)正常運行。該種接地方式使線路的跳間次數(shù)增加，影響用戶的正常供電，用戶供電 的可靠性下降，但在具有備用電源特別是W電纜供電的電網(wǎng)中，可保證整個電網(wǎng)的可靠運 行，應(yīng)用日益廣泛，特別是歐洲和中國的工業(yè)園區(qū)。
[0007] 中性點電阻接地系統(tǒng)一般采用星形或曲折星形接法的接地變壓器接入電網(wǎng)，電阻 器接入接地變壓器中性點，電阻器需要短時承受接地故障的電壓電流，應(yīng)具有相應(yīng)的容量 和散熱元件，電阻箱需要?？谠O(shè)計制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供一種適用于3~66kV電力網(wǎng)、易于實現(xiàn)的電力電子技術(shù)，可實現(xiàn)電力 網(wǎng)單相接地故障快速提供接地點恒定阻性電流的先進方法，替代現(xiàn)有中性點電阻接地技 術(shù)。在電力網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后可W快速提供接地點阻性電流，并保持電流恒定，從而快 速啟動繼電保護跳間，切除故障線路，W減少電弧燃燒時間限制系統(tǒng)過電壓。
[0009] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是；在中性點不接地的電力網(wǎng)的H相母線 和接地網(wǎng)之間設(shè)置H相四橋臂電力電子換流組件W及相應(yīng)的檢測組件、控制組件來實現(xiàn)接 地點阻性電流的產(chǎn)生。
[0010] 本發(fā)明的一種電力網(wǎng)中性點有源電阻接地方法具體包括W下內(nèi)容；檢測組件監(jiān)測 電力網(wǎng)電壓電流變化，當判斷電力網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，控制電力電子換流組件對故障 相和地之間輸出恒定阻性電流，提供接地點阻性電流，從而使繼電保護裝置啟動跳間，切 除故障線路和接地點，替代中性點接地變壓器和接地電阻。相當于在接地相與地之間增加 交流恒流源，恒流源能量來源于電力網(wǎng)。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明方法的有益效果是： 1、發(fā)揮電力電子組件調(diào)整快速的特點，快速提供接地阻性電流。
[0012] 2、通過接地點電流反饋，使通過接地點的電流接近恒定，恒定的接地電流會使該 線路繼電保護靈敏度提高，保證繼電保護正確動作。
[0013] 3、靜止電力電子設(shè)備可靠性較高，安裝簡單，易模塊化。
[0014] 4、降低損耗，提高設(shè)備利用率。
【附圖說明】
[0015] 圖1為電力網(wǎng)有源電阻接地方法的原理圖。
[0016] 圖2為電力網(wǎng)有源電阻接地方法的電路圖。
[0017] 圖3為電力網(wǎng)有源電阻接地方法的等效圖。
[001引圖4為電力網(wǎng)有源電阻接地方法的控制圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0020] 本發(fā)明的電力網(wǎng)中性點有源電阻接地方法，可W應(yīng)用在3~66kV電力網(wǎng)，用來提 供單相接地故障后接地點的恒定阻性電流，實現(xiàn)快速切除故障線路的功能。
[0021] 其具體實現(xiàn)過程為： 1.確定有源電阻電路結(jié)構(gòu) 由于提供3~66kV電力網(wǎng)中對地阻性電流需要產(chǎn)生對接地網(wǎng)的零序電流，且電流的幅 值、相位、頻率要求一定范圍內(nèi)可調(diào)。本發(fā)明方法中，H相四橋臂結(jié)構(gòu)電力電子換流組件共 用直流母線，四個橋臂輸出端分別接H相母線和接地網(wǎng)，電力電子換流器件選用高頻全控 型器件。
[0022] (1)電力電子換流組件 在本發(fā)明中，所述的H相四橋臂電力電子換流組件應(yīng)當選擇高頻全控型器件。可選擇 的高頻全控型器件包括IGBT、IGCT、GTO、MOS陽T等器件。
[0023] 如圖2所示，W電壓型全控器件IGBT組成換流組件為例，該組件可W產(chǎn)生任意波 形的電流，可實現(xiàn)需要工頻恒定電流，W補償電弧電阻和系統(tǒng)電壓的不穩(wěn)定性。
[0024] H相四橋臂電力電子換流組件的容量應(yīng)滿足接地阻性電流大小的要求，一般在 10~1000A之間選擇，具體容量取決于繼電保護系統(tǒng)的配置和靈敏度要求。
[00巧](2)單相接地時有源電阻接地原理 如圖3所示，W A相線路金屬性接地為例，檢測組件檢測到A相電壓為零，控制組件發(fā) 出指令，控制A相及接地橋臂逆變，B、C兩相橋臂整流運行，產(chǎn)生A相對地阻性工頻電流，逆 變能量取自電網(wǎng)，通過B、C兩相橋臂提供給直流母線。