一种智能动态电阻接地与消弧线圈接地并联故障处理方法与流程

1.本发明主要是配电网单相接地故障处理领域，特指一种智能动态电阻接地与消弧线圈接地并联故障处理方法，适用于变电站采用消弧线圈接地的直配式新能源电站的单相接地故障处理。


背景技术：

2.随着风电、光伏电站的迅速发展，一些风力发电和光伏发电站经汇流站汇流后不经升压变压器升压而直接通过汇流站汇流后通过联络线接入电网的变电站，风电、光伏电站出于对内过电压防护的要求一般用中性点小电阻接地方式，而电网变电站大多采用消弧线圈接地。消弧线圈接地的目的是消除瞬时性接地故障、提高供电可靠性，但消弧线圈只能消除电容电流，消除不了阻性电流，在接地故障发生时通过直配式联络线接入的风力发电和光伏发电站经汇流站中性点的小电阻会提供阻性电流，这样无论是电网变电站的馈线还是新能源电站汇流站的馈线接地都会导致消弧线圈消弧失败，使故障馈线和直配式联络线跳闸，影响新能源电站发电，影响电网稳定和供电可靠性。


技术实现要素：

3.针对以上问题，发明了一种智能动态电阻接地与消弧线圈接地并联故障处理方法，智能电阻接地装置由接地变压器jdb、中性点电压互感器tvn、电阻支路投退开关qf1、电阻短接开关qf2、低电阻r1、中电阻r2和计算机控制器m构成，当接有智能动态电阻接地装置的直配式新能源汇流站通过联络线l接入装有消弧线圈接地的变电站并联运行时，在变电站安装受动态智能电阻接地装置控制的故障信息采集处理器，在配电网正常运行时新能源汇流站的智能动态接地装置时检测配电网中性点电压un和联络线l及新能源汇流站各馈线的零序电流i0；当配电网正常运行时，智能动态电阻接地装置的qf1合闸、qf2断开，智能动态电阻接地装置工作于中电阻接地方式，当中性点位移电压un的增量δun≥β时，断开qf1，延时t1后检查中性点位移电压是否符合un《u0 β，若符合侧消弧线圈消弧成功，故障为瞬时性单相接地故障；若un≥u0 β，则故障为永久性单相接地故障。
4.在判断故障为永久性故障时，合上电阻支路投退开关qf1和电阻短接开关qf2，智能动态电阻接地装置转为低电阻接地，测量流过电阻支路的电流ir，然后检查新能源汇流站各馈线零序电流i0与中性点位移电压un之间的相位角φ，计算各馈线零序电流i0的阻性电流分量，找出满足i0cosφ≥ir的线路。
5.通过安装在变电站的故障信息采集处理器，采集中性点位移电压及变电站各馈线的零序电流，检查各馈线零序电流i0与中性点位移电压un之间的相位角φ，计算变电站各馈线零序电流i0的阻性电流分量，找出满足i0cosφ≥ir的线路。
6.若满足i0cosφ≥ir的线路为新能源汇流站的馈线k，则单相接地故障线路即为新能源汇流站的馈线k。
7.若联络线l在汇流站侧与变电站侧的零序电流和变电站的馈线i同时满足i0cosφ
≥ir，则变电站的馈线i为单相接地故障线路。
8.若联络线l在新能源汇流站侧的零序电流满足i0cosφ≥ir，在变电站侧联络线l的零序电流i0cosφ《ir，则为联络线l发生单相接地故障。
9.β为判断发生单相接地故障的配电网中性点位移电压的增量判据值；u0为故障前中性点位移电压值；t1为瞬时性电弧的最大熄弧时间。。
10.t1为在消弧线圈最大允许残流和线路最低绝缘配置对应的瞬时性故障的最大熄弧时间，通过实验的方法获得。
11.β为判断发生单相接地故障的配电网中性点位移电压的增量判据值，根据高阻接地识别、电压互感器采样灵敏度和中性点位移电压的扰动进行设定，在大于电压互感器采样灵敏度和中性点位移电压的扰动时，β越小高阻接地识别能力越大。
12.在变电站安装的故障信息采集处理器与安装在新能源汇流站的动态智能电阻装置进行通信，并受动态智能电阻装置控制，采集变电站零序电压和各馈线的零序电流，进行故障判断和接地选线。
13.用于10kv电网动态智能电阻装置的低电阻的阻值范围为30~100ω，中电阻的阻值范围为1000~1500ω；用于35kv电网动态智能电阻装置的低电阻的阻值范围为100~300ω，中电阻的阻值范围为3000~4500ω。
14.直配式新能源汇流站特指光伏电站或风电汇流后不经升压变压器升高电压或用隔离变压器隔离，直接通过联络线接入电网的汇流站。
15.本发明具有下述优点：1、在判断配电网发生接地故障时断开新能源汇流站的电阻支路qf1，在t1时间段转换为纯消弧线圈接地，在t1时间段瞬时性电弧熄弧时间解决了瞬时性电弧的熄弧问题，解决了小电阻接地与消弧线圈接地存在的冲突。
16.2、在判断故障为永久接地故障时，通过合上电阻支路投退开关qf1和电阻短接开关qf2，转为低电阻接地，加大了故障回路的阻性电流分量，根据阻性电流法解决了采用消弧线圈接地存在的接地选线难题。
附图说明
17.图1为智能动态电阻接地装置的结构图。
18.图2为变电站与直配式新能源汇流站的拓扑图。
具体实施方式
19.在新能源电站把小电阻接地改为智能电阻接地装置，智能电阻接地装置由接地变压器jdb、中性点电压互感器tvn、电阻支路投退开关qf1、电阻短接开关qf2、低电阻r1、中电阻r2和计算机控制器m构成，当接有智能动态电阻接地装置的直配式新能源汇流站通过联络线l接入装有消弧线圈接地的变电站并联运行时，在变电站安装受动态智能电阻接地装置控制的故障信息采集处理器，在配电网正常运行时新能源汇流站的智能动态接地装置时检测配电网中性点电压un和联络线l及新能源汇流站各馈线的零序电流i0；当配电网正常运行时，智能动态电阻接地装置的qf1合闸、qf2断开，智能动态电阻接地装置工作于中电阻接地方式，当中性点位移电压un的增量δun≥β时，断开qf1，延时t1后检查中性点位移电压是
否符合un《u0 β，若符合侧消弧线圈消弧成功，故障为瞬时性单相接地故障；若un≥u0 β，则故障为永久性单相接地故障。
20.在判断故障为永久性故障时，合上电阻支路投退开关qf1和电阻短接开关qf2，智能动态电阻接地装置转为低电阻接地，测量流过电阻支路的电流ir，然后检查新能源汇流站各馈线零序电流i0与中性点位移电压un之间的相位角φ，计算各馈线零序电流i0的阻性电流分量，找出满足i0cosφ≥ir的线路。
21.通过安装在变电站的故障信息采集处理器，采集中性点位移电压及变电站各馈线的零序电流，检查各馈线零序电流i0与中性点位移电压un之间的相位角φ，计算变电站各馈线零序电流i0的阻性电流分量，找出满足i0cosφ≥ir的线路。
22.若满足i0cosφ≥ir的线路为新能源汇流站的馈线k，则单相接地故障线路即为新能源汇流站的馈线k。
23.若联络线l在汇流站侧与变电站侧的零序电流和变电站的馈线i同时满足i0cosφ≥ir，则变电站的馈线i为单相接地故障线路。
24.若联络线l在新能源汇流站侧的零序电流满足i0cosφ≥ir，在变电站侧联络线l的零序电流i0cosφ《ir，则为联络线l发生单相接地故障。
25.β为判断发生单相接地故障的配电网中性点位移电压的增量判据值；u0为故障前中性点位移电压值；t1为瞬时性电弧的最大熄弧时间。。
26.t1为在消弧线圈最大允许残流和线路最低绝缘配置对应的瞬时性故障的最大熄弧时间，通过实验的方法获得。
27.β为判断发生单相接地故障的配电网中性点位移电压的增量判据值，根据高阻接地识别、电压互感器采样灵敏度和中性点位移电压的扰动进行设定，在大于电压互感器采样灵敏度和中性点位移电压的扰动时，β越小高阻接地识别能力越大。
28.在变电站安装的故障信息采集处理器与安装在新能源汇流站的动态智能电阻装置进行通信，并受动态智能电阻装置控制，采集变电站零序电压和各馈线的零序电流，进行故障判断和接地选线。
29.用于10kv电网动态智能电阻装置的低电阻的阻值范围为30~100ω，中电阻的阻值范围为1000~1500ω；用于35kv电网动态智能电阻装置的低电阻的阻值范围为100~300ω，中电阻的阻值范围为3000~4500ω。
30.直配式新能源汇流站特指光伏电站或风电汇流后不经升压变压器升高电压或用隔离变压器隔离，直接通过联络线接入电网的汇流站。
31.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。