本發(fā)明涉及配電網(wǎng)帶電作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域；特別涉及一種配電網(wǎng)帶電作業(yè)零電位控制方法。

背景技術(shù)：

配電網(wǎng)是我國(guó)電網(wǎng)的重要組成部分，進(jìn)行配電網(wǎng)帶電作業(yè)是減少配電網(wǎng)停電時(shí)間、提高配電網(wǎng)供電可靠性和優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平的重要手段之一。目前，配電網(wǎng)帶電作業(yè)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)廣泛開(kāi)展，主要分為絕緣桿作業(yè)法(也稱間接作業(yè)法)和絕緣手套作業(yè)法(也稱為直接作業(yè)法)。前者是以絕緣工具為主絕緣、絕緣防護(hù)用具為輔助絕緣的間接作業(yè)法；后者是以絕緣斗臂車(chē)的絕緣臂或絕緣平臺(tái)為主絕緣，作業(yè)人員戴著絕緣手套直接接觸帶電體的直接作業(yè)法。

但配電網(wǎng)帶電作業(yè)不同于輸電網(wǎng)，其帶電作業(yè)空間狹窄，作業(yè)過(guò)程中難以滿足安全距離要求。采用絕緣斗臂車(chē)實(shí)施帶電作業(yè)時(shí)，其作業(yè)高度不得低于3.5米；而實(shí)際工作環(huán)境中，部分配電網(wǎng)檢修作業(yè)的高度只有3米甚至更低，并且由于作業(yè)空間狹窄，導(dǎo)致絕緣斗臂車(chē)無(wú)法實(shí)施作業(yè)。為此，專利“一種10kv配電線路及設(shè)備帶電作業(yè)方法”，申請(qǐng)?zhí)枮椋?01611005664.2，提出了一種適用于狹小空間內(nèi)的配電線路及設(shè)備帶電作業(yè)方法，通過(guò)制定施工作業(yè)方案，配合使用絕緣工具實(shí)現(xiàn)高效作業(yè)；專利“帶電作業(yè)方法”，申請(qǐng)?zhí)枮椋?01410359956.0，提出了一種帶電作業(yè)方法，通過(guò)在工作區(qū)域內(nèi)設(shè)置絕緣毯以覆蓋帶電工作區(qū)域內(nèi)的除待操作件以外的帶電體，降低帶電工作人員在工作過(guò)程中觸電的幾率。

以上現(xiàn)有技術(shù)基本是從絕緣防護(hù)的角度處理帶電作業(yè)人身安全問(wèn)題，沒(méi)有從降低作業(yè)點(diǎn)電壓的角度考慮帶電作業(yè)人身安全問(wèn)題，存在以下缺點(diǎn)：(1)無(wú)法將作業(yè)點(diǎn)電壓控制到人工安全作業(yè)范圍內(nèi)，不能實(shí)現(xiàn)零電位的安全帶電作業(yè)，高壓帶電作業(yè)存在人身安全風(fēng)險(xiǎn)；(2)現(xiàn)有設(shè)備帶電作業(yè)時(shí)對(duì)地安全防護(hù)等級(jí)高，作業(yè)成本高，操作復(fù)雜，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)安全高效帶電作業(yè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種配電網(wǎng)帶電作業(yè)零電位控制方法，通過(guò)將作業(yè)點(diǎn)電壓控制到安全作業(yè)范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)安全高效帶電作業(yè)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

帶電作業(yè)時(shí)，在帶電作業(yè)點(diǎn)附近的作業(yè)相外加接地裝置，或在變電站安裝對(duì)地電流源或?qū)Φ仉妷涸?，或在變壓器的作業(yè)電網(wǎng)側(cè)繞組的分接抽頭對(duì)地短路，從而將作業(yè)點(diǎn)電壓控制到安全作業(yè)范圍內(nèi)。

為了更好地實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明可進(jìn)一步采用如下技術(shù)手段：

所述電流源或電壓源接入作業(yè)電網(wǎng)母線與地之間，或線路與地之間，或中性點(diǎn)與地之間，或變壓器的作業(yè)電網(wǎng)側(cè)繞組的分接抽頭與地之間。

進(jìn)一步地，所述電壓源輸出的電壓為：使作業(yè)點(diǎn)電壓降低；其中是正常電網(wǎng)電壓源未接入條件下的接入點(diǎn)正常電壓，零序電壓變化量由公式計(jì)算，為正常運(yùn)行條件下的零序電壓，為外加電壓源后的零序電壓，為作業(yè)相的電源電壓，為作業(yè)相母線與作業(yè)點(diǎn)之間的電壓降，為作業(yè)點(diǎn)電壓，取值范圍為為作業(yè)點(diǎn)安全作業(yè)容許的最大電壓。

進(jìn)一步地，所述電流源輸出的電流為：其中σy0為配電網(wǎng)對(duì)地零序?qū)Ъ{。

進(jìn)一步地，所述對(duì)地短路的分接抽頭的選取方法為：定義變壓器每相分接抽頭編號(hào)從中性點(diǎn)到出口依次遞增，帶電作業(yè)時(shí)，選擇中性點(diǎn)到該抽頭的線圈匝數(shù)大于或等于的分接抽頭對(duì)地短路，選擇的分接抽頭編號(hào)越大，作業(yè)點(diǎn)電壓越低；其中為作業(yè)相母線的電壓，n為作業(yè)相繞組的總匝數(shù)。

進(jìn)一步地，在帶電作業(yè)點(diǎn)前后300米內(nèi)外加接地裝置。

進(jìn)一步地，所述電流源為采用電力電子器件或控制裝置產(chǎn)生可控電流的電源，電壓源為采用電力電子器件或控制裝置產(chǎn)生可控電壓的電源。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)能夠?qū)⑴潆娋W(wǎng)作業(yè)點(diǎn)電壓控制到人工安全作業(yè)范圍內(nèi)，降低帶電作業(yè)的人身安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)兼顧供電可靠性和作業(yè)人員人身安全性，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)作業(yè)點(diǎn)零電位的安全帶電作業(yè)；(2)能夠降低帶電作業(yè)時(shí)對(duì)地的安全防護(hù)等級(jí)，簡(jiǎn)化作業(yè)程序，降低作業(yè)成本，縮短作業(yè)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)安全高效帶電作業(yè)。

附圖說(shuō)明

圖1是在帶電作業(yè)點(diǎn)附近外加接地裝置的配電網(wǎng)帶電作業(yè)零電位控制原理圖。

圖2是在變電站安裝電流源的配電網(wǎng)帶電作業(yè)零電位控制原理圖。

圖3是在變電站安裝電壓源的配電網(wǎng)帶電作業(yè)零電位控制原理圖。

圖4是在變壓器非有效接地配電網(wǎng)側(cè)繞組設(shè)置多個(gè)分接抽頭，并選擇作業(yè)相繞組的分接抽頭對(duì)地短路的配電網(wǎng)帶電作業(yè)零電位控制原理圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的基本工作原理如下：帶電作業(yè)時(shí)，在帶電作業(yè)點(diǎn)附近的作業(yè)相外加接地裝置，或在變電站安裝電流源或電壓源，或在變壓器的作業(yè)電網(wǎng)側(cè)繞組的分接抽頭對(duì)地短路，從而將作業(yè)點(diǎn)電壓控制到安全作業(yè)范圍內(nèi)，其安全作業(yè)電壓范圍為：不超過(guò)500v。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步的說(shuō)明和解釋。

如圖1所示，在非有效接地配電網(wǎng)中，分別為系統(tǒng)三相電源電壓，c0為系統(tǒng)對(duì)地電容，r0為系統(tǒng)對(duì)地泄漏電阻，as、bs、cs為y/△接線變壓器非有效接地系統(tǒng)側(cè)繞組，sa，sb，sc為開(kāi)關(guān)，m為接地裝置，變壓器非有效接地系統(tǒng)側(cè)繞組的一端引出線直接與非有效接地系統(tǒng)a、b、c三相連接，變壓器非有效接地系統(tǒng)側(cè)繞組做星形接線后引出中性點(diǎn)n再經(jīng)阻抗z接地；as、bs、cs為變壓器低壓側(cè)繞組，低壓側(cè)繞組采用三角形接線，如需在配電網(wǎng)c相的d點(diǎn)進(jìn)行帶電作業(yè)，在距離d點(diǎn)前50米設(shè)置外加接地裝置m，并將開(kāi)關(guān)sc閉合，則與開(kāi)關(guān)sc連接的接地點(diǎn)電壓為零，從而將作業(yè)點(diǎn)d點(diǎn)的電壓控制到安全作業(yè)電壓范圍內(nèi)。

如圖2所示，在非有效接地配電網(wǎng)中，分別為系統(tǒng)三相電源電壓，c0為系統(tǒng)對(duì)地電容，r0為系統(tǒng)對(duì)地泄漏電阻，as、bs、cs為y/△接線變壓器非有效接地系統(tǒng)側(cè)繞組，s為開(kāi)關(guān)，變壓器非有效接地系統(tǒng)側(cè)繞組的一端引出線直接與非有效接地系統(tǒng)a、b、c三相連接，變壓器非有效接地系統(tǒng)側(cè)繞組做星形接線后引出中性點(diǎn)n再經(jīng)阻抗z接地；as、bs、cs為變壓器低壓側(cè)繞組，低壓側(cè)繞組采用三角形接線，為作業(yè)相母線與作業(yè)點(diǎn)d之間的電壓降；如需在配電網(wǎng)c相的d點(diǎn)進(jìn)行帶電作業(yè)，在非有效接地系統(tǒng)側(cè)的母線與地，或線路與地，或中性點(diǎn)與地，或變壓器t1繞組的分接抽頭與地之間外加電壓源(可為單相對(duì)地電壓源或零序電壓源)，將導(dǎo)致整個(gè)配電系統(tǒng)的對(duì)地電壓同時(shí)升高或降低，變化量為：則則其中是正常電網(wǎng)電壓源未接入條件下的接入點(diǎn)正常電壓，零序電壓變化量由公式

計(jì)算，為正常運(yùn)行條件下的零序電壓，為外加電壓源后的零序電壓，其中為作業(yè)點(diǎn)電壓，取值范圍為為作業(yè)點(diǎn)安全作業(yè)容許的最大電壓，由以上可知：

故從式(1)可知，調(diào)控外加電壓源可以實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)點(diǎn)電壓的控制，注入電流強(qiáng)迫作業(yè)點(diǎn)電壓下降，當(dāng)下降到不超過(guò)作業(yè)點(diǎn)安全作業(yè)容許的最大電壓時(shí)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)作業(yè)點(diǎn)帶電安全作業(yè)。

如圖3所示，在非有效接地配電網(wǎng)中，分別為系統(tǒng)三相電源電壓，c0為系統(tǒng)對(duì)地電容，r0為系統(tǒng)對(duì)地泄漏電阻，a1、b1、c1、a2、b2、c2為z型接地變壓器非有效接地系統(tǒng)側(cè)繞組，s為開(kāi)關(guān)，變壓器非有效接地系統(tǒng)側(cè)繞組的一端引出線直接與非有效接地系統(tǒng)a、b、c三相連接，變壓器非有效接地系統(tǒng)側(cè)繞組做z型連接后的另一端引出中性點(diǎn)n再經(jīng)阻抗z接地；a1、b1、c1為接地變壓器低壓側(cè)繞組，低壓側(cè)繞組采用星形接線，引出端用a，b，c，n表示，為零序電壓，為作業(yè)相母線與作業(yè)點(diǎn)d之間的電壓降，為作業(yè)點(diǎn)電壓，取值范圍為為作業(yè)點(diǎn)安全作業(yè)容許的最大電壓；如需在配電網(wǎng)c相的d點(diǎn)進(jìn)行帶電作業(yè)，在變壓器非有效接地電網(wǎng)中性點(diǎn)與地之間外加電流源(可為單相對(duì)地電流源或零序電流源)，調(diào)控電流源往系統(tǒng)注入電流由基爾霍夫定律可知：

式(2)中ω為系統(tǒng)角頻率。因設(shè)三相電源對(duì)稱，代上式得：

考慮非有效接地系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下的三相對(duì)地參數(shù)不對(duì)稱產(chǎn)生的零序電壓影響，式(3)中的零序電壓u0用零序電壓變化量代替，則式(3)可改為：

其中σy0為配電網(wǎng)對(duì)地零序?qū)Ъ{，為正常運(yùn)行條件下的零序電壓。

故從式(4)可知，調(diào)控注入電流可以實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)點(diǎn)電壓的控制，注入電流強(qiáng)迫作業(yè)點(diǎn)電壓下降，當(dāng)下降到不超過(guò)作業(yè)點(diǎn)安全作業(yè)容許的最大電壓時(shí)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)作業(yè)點(diǎn)帶電安全作業(yè)。

另需說(shuō)明的是，如需在配電網(wǎng)c相的d點(diǎn)進(jìn)行帶電作業(yè)，采取外加電流源注入電流實(shí)現(xiàn)作業(yè)點(diǎn)零電位控制，注入電流由作業(yè)點(diǎn)電壓的目標(biāo)值唯一確定，且從變壓器非有效接地電網(wǎng)側(cè)繞組c1的分接抽頭，或母線，或中性點(diǎn)，或線路注入，均可實(shí)現(xiàn)該目的。

如圖4所示，在非有效接地配電網(wǎng)中，分別為系統(tǒng)三相電源電壓，c0為系統(tǒng)對(duì)地電容，r0為系統(tǒng)對(duì)地泄漏電阻，as、bs、cs為y/△接線變壓器非有效接地系統(tǒng)側(cè)繞組，s為開(kāi)關(guān)，變壓器非有效接地系統(tǒng)側(cè)繞組的一端引出線直接與非有效接地系統(tǒng)a、b、c三相連接，變壓器非有效接地系統(tǒng)側(cè)繞組做星形接線后引出中性點(diǎn)n再經(jīng)阻抗z接地；as、bs、cs為變壓器低壓側(cè)繞組，低壓側(cè)繞組采用三角形接線，為作業(yè)相母線電壓，為零序電壓，為作業(yè)相母線與作業(yè)點(diǎn)d之間的電壓降，為作業(yè)點(diǎn)電壓，取值范圍為為作業(yè)點(diǎn)安全作業(yè)容許的最大電壓；在變壓器非有效接地配電網(wǎng)側(cè)繞組設(shè)置多個(gè)分接抽頭(所謂多個(gè)分接抽頭是指a、b、c三相繞組的分接抽頭總和為三個(gè)或三個(gè)以上)，且每相繞組的分接抽頭數(shù)量設(shè)置范圍為1-30個(gè)，定義每相分接抽頭編號(hào)從中性點(diǎn)到出口依次遞增，如需在配電網(wǎng)c相的d點(diǎn)進(jìn)行帶電作業(yè)，選擇中性點(diǎn)到該抽頭的線圈匝數(shù)大于或等于的分接抽頭x對(duì)地短路，選擇的分接抽頭編號(hào)越大，作業(yè)點(diǎn)電壓越低，其中為作業(yè)相母線的電壓，n為作業(yè)相繞組的總匝數(shù)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的作業(yè)相母線電壓也可表示為：nx為作業(yè)相繞組中該分接抽頭x到中性點(diǎn)的線圈匝數(shù)，則有：

故從式(5)可知，選擇分接抽頭對(duì)地短路可以實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)點(diǎn)電壓的控制，強(qiáng)迫作業(yè)點(diǎn)電壓下降，當(dāng)下降到不超過(guò)作業(yè)點(diǎn)安全作業(yè)容許的最大電壓時(shí)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)作業(yè)點(diǎn)帶電安全作業(yè)。