一种配电网的消弧线圈增容系统及方法与流程

1.本发明涉及配电网安全领域，尤其是一种配电网的消弧线圈增容系统及方 法。


背景技术：

2.我国配电网数量庞大，分布范围广，其中性点接地方式的选择对电网供电 可靠性及安全运行的影响至关重要。我国“交流电气装置过电压保护和绝缘配 合”dl/t620-1997行业标准规定：架空线路构成的网络或架空线与电缆混合构 成的网络，电容电流超过10a时，采用经消弧线圈接地；纯电缆网络，电容电 流超过30a时，采用经消弧线圈接地。
3.随着国民经济的快速发展，配电网的规模迅速增加，配电网对地电容电流 急剧增加，原有安装运行的消弧线圈，其扩容问题不容回避；由于受到原建变 电站场地空间及改造费用的制约，消弧线圈扩容的难度进一步加大，给运行单 位带来较大的困惑。本发明从经济性角度出发，结合理论分析，提出本发明的 增容改造的技术方案；与传统的消弧线圈增容方法相比，能够节省占地面积 1/2～2/3，设备投资节省1/2以上，大幅降低了消弧线圈接地系统增容时遇到的场 地扩大的瓶颈问题，同时大大降低了经济成本。
4.基于上述一系列的问题，遂有以下技术方案的产生。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对上述不足，提供一种配电网的消弧线圈增容系统及方 法，以克服消弧线圈接地系统增容时遇到的场地扩大的瓶颈问题，并降低消弧 线圈增容改造成本。
6.本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
7.一种配电网的消弧线圈增容系统，所述系统包括：
8.接地变压器：采用三相接地变，所述接地变压器包括a相、b相与c相三 条母线，所述接地变压器一端连接消弧线圈，另一端与外接线路相连；
9.电感设备：所述电感设备中包含高压接触器和消弧线圈，所述高压接触器 的高压端外连接接地变压器，另一端进行接地；
10.主变压器：所述主变压器一端与a相、b相以及c相三条母线连接。
11.进一步的，所述高压接触器与消弧线圈组成一条电感线路，通过并联若干 条电感线路组成电感增容线路。
12.进一步的，所述接地变压器外连外接线路组成配电网，所述配电网包含中 性点，所述中性点由接地变压器引出，接地变压器一端接上三相abc，另外一 端引出中性点，中性点接上消弧线圈与增容用的电感设备。
13.进一步的，含有消弧线圈的一组电感设备的总容量大于接地变压器的容量。
14.进一步的，设定原有消弧线圈容量为s
l1
，新增加的消弧线圈容量为s
l2
和 s
l3
，s
l1
、s
l2
、s
l3
三者之间的关系存在{s
l1
s
l2
s
l3
}
max
＝2.6*s
l1
，式中 {s
l1
s
l2
s
l3
}
max
为s
l1
s
l2
s
l3
的最大值。
15.进一步的，所述a相、b相以及c相的母线电压为10kv或6kv。
16.一种配电网的消弧线圈增容方法，所述方法包括如下步骤：
17.s1、用电容电流测量仪器检测变电站10kv或者6kv配电网的总电容电流i
zc
, 计算所需的补偿容量q
bc
，q
bc
与i
zc
存在如下关系：
18.q
bc
＝u
ab
*i
zc
其中u
ab
为配电网额定线电压，大小为10kv或6kv；
19.s2、计算需要增加的补偿容量qz20.qz＝1.35*(q
bc-q
l
)；
21.s3、根据qz选择电感设备l2的容量大小，并确定是否需要电感设备l3；
22.s4、根据权利要求1-6所述的配电网的消弧线圈增容系统进行设备连接，实 施消弧线圈增容。
23.进一步的，当根据qz选择的电感设备l2的容量大小小于qz，确定增加电 感设备l3。
24.进一步的，当由电感增容系统连成的电路出现配电网接地故障存在时间小 于10分钟时，系统电路按照自动跟踪补偿的消弧线圈控制的档位，对电网电容 电流进行全额补偿。
25.进一步的，当由电感增容系统连成的电路出现配电网接地故障存在时间大 于10分钟时，在自动跟踪补偿的消弧线圈控制的档位基础上，将原有消弧线圈 从一组电感设备中分离，并保持运行状态，将一组电感设备lxh中剩余投入的 容量按照控制曲线图进行切除，在接地故障消除后，将该切除部分恢复投运状 态。
26.本发明与现有技术对比有益效果是：
27.本发明提及的配电网消弧线圈扩容方案不同于常规消弧线圈容量与接地变 容量配合的规则，即消弧线圈容量小于或等于接地变容量，允许消弧线圈在一 定范围内大于接地变容量，扩大电容电流的补偿能力，在消弧线圈容量不够时， 对现有配电网的消弧线圈容量进行扩容。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本发明增容系统的电路组成示意图；
30.图2是本发明局部的电感增容示意图；
31.图3是本发明增容系统操作过程中的控制曲线图。
具体实施方式
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方 案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不 是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创 造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
33.本发明提供了一种配电网的消弧线圈增容系统及方法。下面将结合图1～图 3对
本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
34.如图1所示，本发明提及的配电网的消弧线圈增容系统，具体包括
35.接地变压器：采用三相接地变，所述接地变压器包括a相、b相与c相三 条母线，所述接地变压器一端连接消弧线圈，另一端与外接线路相连；
36.电感设备：所述电感设备中包含高压接触器和消弧线圈，所述高压接触器 的高压端外连接接地变压器，另一端进行接地；
37.主变压器：所述主变压器一端与a相、b相以及c相三条母线连接。
38.其中，为了实现本发明提及的技术效果，配电网包括并联连接的多条出线， 且该配电网的中性点通过依次串联连接的接地变压器，一组电感设备进行接地。
39.具体的，每一组电感设备包括的原有消弧线圈的电感设备的总容量大于原 有接地变压器的总容量，最高限值为原有消弧线圈容量的2.6倍，通过按照一定 的控制逻辑，对现有配电网的消弧线圈容量进行扩容。
40.本系统通过设置的电感增容电路进行扩容，具体的，增容电路包括电感设 备和高压接触器，当然了，这里电感设备和高压接触器的数量需要根据实际情 况选择台数，本发明优选采用一台电感设备和一台高压接触器，每个电感设备 的高压端连接在一起与原有的接地变压器相连，串联的高压接触器的另外一端 互相连接在一起，然后与大地相连。
41.当本系统所组成的电感增容电路在正常运行、短时性单相接地故障出现后 人工处理时间较短(配电网接地故障存在时间小于10分钟)，按照自动跟踪补 偿的消弧线圈控制的档位，对电网电容电流进行全额补偿。
42.当永久性单相接地故障或故障出现后人工处理时间较长(配电网接地故障 存在时间大于10分钟)，在自动跟踪补偿的消弧线圈控制的档位基础上，将原 有消弧线圈从一组电感设备中分离，并保持运行状态，将一组电感设备剩余的 投入的容量，按照附图3的曲线进行切除，在接地故障消除后，将该切除部分 恢复投运状态。
43.如图3所示，纵轴为自动跟踪补偿的消弧线圈控制的档位对于的一组电感 设备总容量与原有消弧线圈容量之比，横轴为以接地故障开始为零点的动作切 除时间，时间单位为分钟，切除对象为新增电感设备lxh。
44.在本发明中，如图2所示的电感增容电路，一组电感设备由2-3个电感设备 组成，其中l1为原有消弧线圈设备，l2、l3为新增加的电感设备，以s表示 为消弧线圈的容量符号，则s
l1
s
l2
s
l3
大于s
l1
，s
l1
为原有消弧线圈设备的容 量，s
l2
、s
l3
为新增电感的容量，s
l1
s
l2
s
l3
的最大值为s
l1
的2.6倍，即：
45.{s
l1
s
l2
s
l3
}
max
＝2.6*s
l1
46.式中{s
l1
s
l2
s
l3
}
max
为s
l1
s
l2
s
l3
的最大值
47.本发明l3的是否需要，取决于原有消弧线圈容量缺少的多少。
48.本发明在上述增容系统的基础上延伸提出一种配电网的消弧线圈增容方 法，实现该方法的组成部件包括上述系统的组成部件，其增容过程包括：
49.s1、用电容电流测量仪器检测变电站10kv或者6kv配电网的总电容电流i
zc
, 计算所需的补偿容量q
bc
，q
bc
与i
zc
存在如下关系：
50.q
bc
＝u
ab
*i
zc
其中u
ab
为配电网额定线电压，大小为10kv或6kv；
51.s2、计算需要增加的补偿容量qz52.qz＝1.35*(q
bc-q
l
)；
53.s3、根据qz选择电感设备l2的容量大小，并确定是否需要电感设备l3， 当根据qz选择的电感设备l2的容量大小小于qz，确定增加电感设备l3；
54.s4、根据权利要求1-6所述的配电网的消弧线圈增容系统进行设备连接，实 施消弧线圈增容。
55.本发明提及的配电网消弧线圈扩容方案不同于常规消弧线圈容量与接地变 容量配合的规则，即消弧线圈容量小于或等于接地变容量，允许消弧线圈在一 定范围内大于接地变容量，扩大电容电流的补偿能力，在消弧线圈容量不够时， 对现有配电网的消弧线圈容量进行扩容，克服消弧线圈接地系统增容时遇到的 场地扩大的瓶颈问题，并降低消弧线圈增容改造成本。
56.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本 发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应当涵盖在本发明的保 护范围之内。