一种配网单相接地故障综合管理电气结构的制作方法

1.本实用新型涉及电网单相接地故障，具体涉及一种配网单相接地故障综合管理电气结构。


背景技术：

2.35kv及以下电压等级的配网系统，大多采用中性点非有效接地方式，在我国非常普及，并且已经积累了大量的运行经验。但是，该系统的过电压倍数较高，因此对电器设备的绝缘要求也较高，同时系统经常受到非线性谐振和间歇性弧光接地的威胁，特别是随着电缆网络的普及，电容电流迅速增大，在系统发生单相间歇性弧光接地故障时，电弧很难自熄，系统中必须要安装有相应的消谐、消弧及过电压等保护装置。
3.如果系统发生的是永久性接地故障，这时消弧装置是无能为力的，依靠费时费力的人工拉闸方法查找单相接地故障已不再适用，单相接地选线装置成为中性点非有效接地系统的必备装置。该类系统在运行中，如果在发生非线性谐振、弧光接地、高阻接地等故障时没有良好的防范措施，随时都可能发生电缆放炮、电机绝缘击穿、电压互感器烧毁等事故，过电压对电气或电子装置中的元件将造成直接破坏。
4.过电压不仅会造成元器件的性能下降、寿命缩短，甚至会造成电路或元器件的永久损坏，严重时还会造成短路、起火、触电等安全事故。过电压在电力系统中是一个比较复杂的问题，系统中产生过电压的因素较为复杂，不同因素产生的过电压其特性也不相同，因此进行过电压保护的难度较大。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术所存在的上述缺点，本实用新型提供了一种配网单相接地故障综合管理电气结构，能够有效克服现有技术所存在的无法进行有效消谐、消弧及过电压保护的缺陷。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
9.一种配网单相接地故障综合管理电气结构，包括用于进行消谐保护的谐振抑制柜，用于进行消弧保护的快速消弧柜，以及用于进行过电压保护的非线性中性点接地电阻柜；
10.谐振抑制柜，通过一次消谐装置对零序电流进行阻尼抑制消除一次谐振，通过二次消谐装置对电压互感器的二次侧绕组进行多次瞬时短接消除二次谐振；
11.快速消弧柜，通过与确定的弧光接地故障的相别对应的分相接地真空开关动作，消除弧光接地故障；
12.非线性中性点接地电阻柜，通过在接地变压器的中性点设置非线性中心点接地电阻，将过电压限制在设定范围内。
13.优选地，所述谐振抑制柜内设有电压互感器pt，所述一次消谐装置包括与电压互感器pt相连的零序电流抑制器jxq，所述二次消谐装置包括安装于电压互感器pt的二次开口处的可控硅。
14.优选地，所述谐振抑制柜内还设有隔离开关gn1、高压熔断器fu1和大容量过电压保护器jse-g，所述隔离开关gn1与电压互感器pt之间连接有高压熔断器fu1，所述隔离开关gn1通过大容量过电压保护器jse-g接地。
15.优选地，还包括微机综合控制器，所述微机综合控制器根据电压互感器pt的二次侧输出信号ua、ub、uc确定弧光接地故障的相别，并向与确定的弧光接地故障的相别对应的分相接地真空开关zk发送动作指令。
16.优选地，所述微机综合控制器在零序电压超过设定的弧光接地电压值时，判断系统发生弧光接地故障。
17.优选地，所述快速消弧柜内设有隔离开关gn2、分相接地真空开关zk、高压限流熔断器fu2、高能限压器fr和组合式过电压保护器jpb，所述隔离开关gn2与分相接地真空开关zk之间连接有高压限流熔断器fu2，所述分相接地真空开关zk通过高能限压器fr接地，所述隔离开关gn2通过组合式过电压保护器jpb接地。
18.优选地，所述非线性中性点接地电阻柜内设有接地变压器dksc和非线性中性点接地电阻jse-zfr，所述接地变压器dksc的中性点连接非线性中性点接地电阻jse-zfr。
19.优选地，所述非线性中性点接地电阻jse-zfr采用氧化锌压敏电阻。
20.优选地，所述非线性中性点接地电阻柜内还设有隔离开关gn3和偏磁式消弧线圈jse-pxh，所述隔离开关gn3连接接地变压器dksc，所述接地变压器dksc通过偏磁式消弧线圈jse-pxh接地。
21.(三)有益效果
22.与现有技术相比，本实用新型所提供的一种配网单相接地故障综合管理电气结构，具有以下有益效果：
23.1)通过一次消谐装置、二次消谐装置的配合使用，对各种消谐故障均能起到快速良好的抑制和保护作用，从根本上防止电压互感器铁磁谐振；
24.2)系统发生弧光接地故障时，该装置能够在毫秒级以内将故障消除，同时能够将弧光接地过电压限制在较低的水平，有效控制故障的进一步发展；
25.3)装置中的大能容能量吸收器可以将发生在相对地、相与相之间的过电压限制在较低的水平，发生单相弧光接地时可以将过电压限制在线电压的安全水平，消灭过电压保护的死区；
26.4)本装置既保证了系统供电的可靠性，又解决了弧光过电压带来的电气设备安全性问题，同时对单相接地故障选线的准确率不会产生影响，因此本装置兼具中性点非有效接地和有效接地系统的优点。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。
28.图1为本实用新型的电气结构图。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.一种配网单相接地故障综合管理电气结构，如图1所示，包括用于进行消谐保护的谐振抑制柜，用于进行消弧保护的快速消弧柜，以及用于进行过电压保护的非线性中性点接地电阻柜。
31.①
谐振抑制柜，通过一次消谐装置对零序电流进行阻尼抑制消除一次谐振，通过二次消谐装置对电压互感器的二次侧绕组进行多次瞬时短接消除二次谐振。
32.谐振抑制柜内设有电压互感器pt，一次消谐装置包括与电压互感器pt相连的零序电流抑制器jxq，二次消谐装置包括安装于电压互感器pt的二次开口处的可控硅。
33.谐振抑制柜内还设有隔离开关gn1、高压熔断器fu1和大容量过电压保护器jse-g，隔离开关gn1与电压互感器pt之间连接有高压熔断器fu1，隔离开关gn1通过大容量过电压保护器jse-g接地。
34.如果系统发生谐振故障，零序电流抑制器jxq会对零序电流进行阻尼抑制，消耗谐振能量，有效抑制谐振发展。同时，由于零序电流抑制器jxq对零序电流的限制，保护电压互感器pt不会因谐振电流过大而烧毁损坏，该装置可抑制各种谐波的谐振现象。
35.本装置还配合设置有二次消谐装置，二次消谐装置的消谐原理是通过在电压互感器pt的二次开口处加装可控硅。当电压互感器pt发生各种谐振时，通过多次瞬时短接电压互感器pt二次开口三角形绕组进行消谐。
36.零序电流抑制器jxq对谐振电流较大的分频谐振和工频谐振效果明显，特别是能够很好地保护电压互感器pt不受损坏，对整个系统的安全运行起到关键作用。二次消谐装置对谐振电流的效果不明显，但是对于谐振电压较高的高频(倍频)谐振能够起到快速消除效果。装置通过一次消谐装置、二次消谐装置的配合使用，对各种消谐故障均能起到快速良好的抑制和保护作用。
37.②
快速消弧柜，通过与确定的弧光接地故障的相别对应的分相接地真空开关动作，消除弧光接地故障。
38.快速消弧柜内设有隔离开关gn2、分相接地真空开关zk、高压限流熔断器fu2、高能限压器fr和组合式过电压保护器jpb，隔离开关gn2与分相接地真空开关zk之间连接有高压限流熔断器fu2，分相接地真空开关zk通过高能限压器fr接地，隔离开关gn2通过组合式过电压保护器jpb接地。
39.本技术技术方案中，还包括微机综合控制器，微机综合控制器在零序电压超过设定的弧光接地电压值时，判断系统发生弧光接地故障。微机综合控制器根据电压互感器pt的二次侧输出信号ua、ub、uc确定弧光接地故障的相别，并向与确定的弧光接地故障的相别
对应的分相接地真空开关zk发送动作指令，使得弧光接地故障立即消除，从而保护系统、电气设备及人体的安全。装置在消弧的同时，能够将弧光接地过电压限制在较低的水平，有效控制故障的进一步发展。
40.③
非线性中性点接地电阻柜，通过在接地变压器的中性点设置非线性中心点接地电阻，将过电压限制在设定范围内。
41.1)非线性中性点接地电阻柜内设有接地变压器dksc和非线性中性点接地电阻jse-zfr，接地变压器dksc的中性点连接非线性中性点接地电阻jse-zfr。
42.非线性中性点接地电阻jse-zfr采用氧化锌压敏电阻。
43.当系统发生过电压时，无论采用上述哪种装置或技术，都很难在故障发生的瞬间将过电压限制在系统绝缘允许的范围内。为此，本装置在接地变压器dksc的中性点安装了非线性中性点接地电阻jse-zfr，该电阻是由高能氧化锌压敏电阻制成，具有体积小、结构简单、性能稳定等特点。
44.由于氧化锌压敏电阻具有非常优异的非线性，在系统正常运行时呈高阻状态，通过其中的电流非常小，相当于开路，这时系统为非有效接地方式，具有很高的供电可靠性。不论何种原因，当系统因谐振、接地或其他原因产生过电压时，中性点将产生较高的电压，氧化锌压敏电阻立即响应，将过电压限制在设定范围内，这时压敏电阻呈小电阻状态，相当于低阻接地，并且电流在很大的范围内变化，而压敏电阻两端的电压基本保持不变，具有优异的过电压保护性能，因此又具备了低阻接地系统的优点。
45.2)非线性中性点接地电阻柜内还设有隔离开关gn3和偏磁式消弧线圈jse-pxh，隔离开关gn3连接接地变压器dksc，接地变压器dksc通过偏磁式消弧线圈jse-pxh接地。
46.如果系统发生永久性接地故障，则偏磁式消弧线圈jse-pxh会根据系统接地电流的大小进行自动跟踪调谐，将可调电抗器的电抗值调节至最佳值，从而使得接地电流补偿至最小(整个装置的失谐度小于5％)，维持系统较长时间的安全运行，由于接地电流很小，也避免了人体触电事故的发生。
47.本技术技术方案中所涉及电器元件的引脚功能均可在技术资料上查看，而这些电器元件的电路连接关系可根据技术资料进行连接，本领域技术人员有能力完成此项工作。
48.值得注意的是，本技术技术方案的目的仅是为了提供一种不同于现有技术的硬件配置，使技术人员能够在这样的硬件配置下实现进一步的开发，至于软件程序可在后期由本领域的编程人员根据实际效果需要进行编程。
49.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。