一種配電網(wǎng)單相過度電阻接地故障的動態(tài)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明為配電網(wǎng)單相過度電阻接地故障處理領(lǐng)域，主要用于配電網(wǎng)發(fā)生單相接地 故障的判斷與動態(tài)處理。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)的單相接地故障由于故障點對地存在電阻，可以分為兩種情況：一種是低 阻接地故障或金屬性接地故障，另一種是高阻接地故障。對配電網(wǎng)單相接地故障的處理， 應(yīng)用配電網(wǎng)單相接地故障智能處理裝置在配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，首先選出故障相， 應(yīng)用快速單相接地開關(guān)把故障相對地合閘，把故障點的故障電流轉(zhuǎn)移，鉗制故障點的電位 為零，此時不但可以保證故障點的安全，還有利于故障點的絕緣恢復(fù)，是一種很好的處理方 式。但是這種方法只適用于金屬性接地或低阻接地故障，因為只有在金屬性接地或低阻接 地故障時，故障相的相電壓才是三相中最低的，可以采用相電壓比幅法選相方式確定接地 故障相。在配電網(wǎng)單相經(jīng)高阻接地時，當(dāng)接地點的對地電阻達到一定值時，故障相的電壓 可能不再是三相當(dāng)中最低的，此時若仍采用相電壓比幅法選相方式確定電壓最低的相為接 地故障相，用快速單相接地開關(guān)把故障相對地合閘，可能會造成相間短路，且短路點在變電 站，對變壓器會造成嚴重的短路電流沖擊。因而對配電網(wǎng)經(jīng)過度電阻接地故障在什么情況 下，才能采用相電壓比幅法確定接地故障相，用快速單相接地開關(guān)把故障相對地合閘的方 式處理故障是非常重要的。另外，高阻單相接地故障，隨故障的持續(xù)，故障點由于接地電弧 的作用，故障點的過度電阻會發(fā)生變化，一般會由高阻接地變?yōu)榈妥杞拥?，因而對高阻接?如何處理，特別是如何跟蹤故障點過度電阻的動態(tài)變化，采取相應(yīng)的處理措施是非常重要 的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述問題，我們首先研究了中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時中性點位 移電壓與故障點過度電阻的關(guān)系，一般認為發(fā)生單相接地時，接地相的相電壓降低，但這只 適用金屬性接地或低阻接地，在高阻接地時會出現(xiàn)非故障相電壓低于故障相的情況，設(shè)C 相經(jīng)過度電阻R接地，CA=CB=Ce=C，過渡電阻為R 有
中性點電壓值為
(1) 其中 三相電壓分別為 UiN 丄丄丄3乙Λ J 厶/吁X
(2) 由式（1)和式（2)可得：發(fā)生單相接地故障時，中性點電壓及三相電壓均與故障時的對 地過度電阻相關(guān)，還與電網(wǎng)的對地電容有關(guān)，為了得到高阻接地時出現(xiàn)的非故障相電壓低 于故障相的的臨界值可以通過模擬試驗的方法獲得，其方法為： 把配電網(wǎng)單相接地故障智能處理裝置接入配電真值實驗網(wǎng)，如圖2所示，該配電真值 模擬試驗網(wǎng)可以模擬配電網(wǎng)的故障運行狀態(tài)，在配電真值實驗網(wǎng)三相對地接入對地電容， 模擬電網(wǎng)對地電容。在配電真值實驗網(wǎng)升壓到額定電壓后，通過開關(guān)對地投入單相接地可 調(diào)電阻R來模擬配電網(wǎng)單相過度電阻接地。通過改變接地R阻值大小來模擬配電網(wǎng)單相 過度電阻不同的阻值，模擬試驗故障點接地電阻值對三相電壓的影響和對中性點位移電壓 的影響。逐步把配電網(wǎng)單相過度電阻從低阻值增大到高阻值，檢測三相電壓和中性點位移 電壓值的變化規(guī)律，直到出現(xiàn)接地相的相電壓與不接地相的相電壓相等或相近時，此時對 應(yīng)的中性點的位移電壓^即為高阻接地時中性點位移電壓的臨界值^^。然后改變電網(wǎng) 的對地電容重復(fù)上述試驗，即可得出電網(wǎng)不同電容電流時(如：Ie=30A、40A、50A、60A、70A、 80A、90A…時)，不同的過度電阻對應(yīng)的中性點位移電壓的臨界值&。
[0004] 當(dāng)配電網(wǎng)單相接地故障智能處理裝置在配電網(wǎng)運行時，首先通過主控制處理單元 (1)對電網(wǎng)電容電流進行實時跟蹤測量，確定其對應(yīng)的中性點位移電壓的臨界值_@。當(dāng)主 控制處理單元（1)檢測到電網(wǎng)中性點位移電壓異常時，首先比較電網(wǎng)中性點位移電壓％ 的大小，當(dāng)則判斷為低阻接地故障，此時接地故障相的相電壓較其他兩相電壓 低，可以采用相電壓比幅法確定接地故障相，應(yīng)用故障電流轉(zhuǎn)移單元中的快速單相接地開 關(guān)對地合閘轉(zhuǎn)移故障點電流，鉗制故障點電位的方法處理單相接地故障。即由前述實 驗室試驗的方法獲得的。如?% 時，則為高阻接地故障，此時，接地相的相電壓不 一定為最低，不能采用相電壓比幅法選相方式確定接地故障相，不能采用故障電流轉(zhuǎn)移單 元中的快速單相接地開關(guān)對地合閘的方法處理單相接地故障，而是直接進入選線處理，并 實時檢測配電網(wǎng)中性點位移電壓跟蹤故障的發(fā)展，進行故障動態(tài)處理，因為隨著故障 點電弧的持續(xù)，故障點對地電阻會動態(tài)變化，一般會由高阻接地向低阻接地變化，，一旦故 障發(fā)展，出現(xiàn)時，則立即采用相電壓比幅法選相方式確定接地故障相，啟動故障電 流轉(zhuǎn)移單元把接地相的接地開關(guān)對地合閘轉(zhuǎn)移故障點電流，處理配電網(wǎng)單相接地故障。
[0005] ^%為高阻接地時電網(wǎng)中性點位移電壓的故障啟動電壓，根據(jù)電網(wǎng)的不對稱結(jié)構(gòu) 一般取0. 25-0. 35 ΧΤΦ (t為相電壓)，即當(dāng)配電網(wǎng)中性點位移電壓為%時不 能進行選相處理，只能進行選線處理，并實時跟蹤檢測配電網(wǎng)中性點位移電壓，跟蹤故 障的發(fā)展，進行故障動態(tài)處理，一旦故障發(fā)展，由高阻接地轉(zhuǎn)化為低阻接地，出現(xiàn)% 則立即采用相電壓比幅法確定接地故障相，啟動故障電流轉(zhuǎn)移單元把接地相的接地開關(guān)對 地合閘轉(zhuǎn)移故障點電流，處理配電網(wǎng)單相接地故障。
[0006] 本發(fā)明具有下述優(yōu)點： 1、該方法可以準確確定配電網(wǎng)單相過度電阻接地故障的故障相，從而可以決定在什么 情況下可以采用故障電流轉(zhuǎn)移裝置的快速單相接地開關(guān)對地合閘的方式轉(zhuǎn)移接地故障電 流，避免因為選錯接地故障相而造成的相間短路。
[0007] 2、該方法對配電網(wǎng)單相接地故障進行動態(tài)處理，對高阻接地故障通過跟蹤電網(wǎng)中 性點位移電壓的變化來跟蹤接地故障點的發(fā)展，可及時對故障性質(zhì)進行診斷確定，在最短 的時間處理故障線路，防止故障擴大危及人身安全。
[0008] 3、通過配電真值試驗網(wǎng)得出的不同的電容電流時對應(yīng)的高阻接地中性點位移電 壓的臨界值及其變化規(guī)律數(shù)據(jù)真實可信，與高阻接地時相電壓和中位移電壓變化的理 論的相互印證，為故障處理提供了很好的依據(jù)。
【附圖說明】
[0009] 圖1為配電網(wǎng)單相接地故障智能處理裝置的原理結(jié)構(gòu)圖，（1)為裝置的主控制處 理單元；（2)為由三臺獨立操作對對地快速開關(guān)構(gòu)成的故障電流轉(zhuǎn)移單元，在電網(wǎng)出現(xiàn)單 相接地時合上對應(yīng)的接地開關(guān)，用于轉(zhuǎn)移故障點電流。
[0010] 圖2為由集中參數(shù)構(gòu)成的配電網(wǎng)真值實驗網(wǎng)，圖中T為三相調(diào)壓器；B為升壓變壓 器；YH為電壓互感器；QF1、QF2、QF4為三相開關(guān)；QF3為單相開關(guān)，主要用于投切對地電阻 R ;R為