专利名称：一种短时可控电抗器补偿方法
技术领域：
本发明属变电站紧急保护装置领域，尤其涉及一种用于变电站接地故障的处理方法。
背景技术：
目前，电力系统35kV及以下电压等级的配电网中性点接地点方式主要有以下几种:一、中性点不接地；二、中性点经电阻接地(以小电阻接地方式为主)；三、谐振接地方式(中性点经消弧线圈接地)。在中性点不接地系统中，当发生一相故障时，接在相间电压上的受电器的供电并未遭遇破坏，它们可以继续运行，但是这时非故障相电压升高，绝缘薄弱点很可能被击穿，从而引起相接地短路，严重损坏电气设备。而且，在中性点不接地系统中，当接地的电容电流较大时，在接地处引起的电弧很难自行熄灭，还可能出现间隙电弧(即周期性地熄灭与重燃的电弧)。由于电网是一个具有电感和电容的振荡回路，间歇电弧会引起相对地的过电压，这种过电压会传输到与接地点有直接电连接的整个电网上，更容易引起另一相对地击穿，而形成两相接地短路。在现有技术中，为了解决中性点不接地带来的问题，一般采用“消弧线圈接地”或者“小电阻接地”两种方式。在上述接地方式中，前者以中性点经消弧线圈(谐振)接地为代表，后者以低电阻接地为代表。长期以来，两者互有优缺点，因此在不同的国家和地区均有了相当的发展。传统的“消弧线圈接地”方式能自动消除瞬时性单相接地故障，具有减少跳闸次数、降低接地故障电流的优点，`但由于不能切除非瞬时性单相接地故障，整个配电系统须承受较长时间(2小时)的工频过电压(线电压)，因此对设备的绝缘水平要求高，这对配电系统设备(尤其对于某些进口设备，如电缆)是不利的；同时单相接地故障的长时间存在也不利于设备及人身安全。而且传统的“消弧线圈接地”系统里面的故障选线，一直是一个技术难题，实际选线准确率很低。“低阻接地”方式可避免配电系统出现长时间工频过电压的问题，对设备绝缘要求相对较低，不足之处在于系统中任何单相接地故障都跳闸，导致跳闸率过高，降低了供电可靠性。因此，这两种接地方式都各有利弊，只能适用于一定的条件，迫切需要寻求一种更完善的新型接地方式。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种短时可控电抗器补偿方法，其融合了小电阻接地技术和消弧线圈接地技术的优点，既能有效补偿瞬时性接地故障、大大降低线路跳闸率，又能迅速隔离永久性接地故障，从而达到提高供电安全性和可靠性的目的。本发明的技术方案是:提供一种短时可控电抗器补偿方法，包括在变电站接地回路上设置可控电抗器或小电阻，通过可控电抗器输出补偿电流或小电阻限制接地电流；其所述的可控电抗器带有自动控制装置，用以控制可控电抗器输出补偿电流；其所述的小电阻通过高压开关与变电站接地回路串接，用以控制小电阻的投入或切除；其特征是:当配电网发生接地故障时，根据已测量的电网电容电流值计算出需要补偿的电感电流，然后控制可控电抗器输出补偿电流；对于一般瞬时性接地故障，由电感电流补偿后，电弧熄灭接地故障自动消除恢复正常状态；对于可控电抗器补偿后经过预定时间后接地故障仍然存在的情况，则认为系统发生了永久性接地故障，则当接地持续时间超过预定时间后自动闭合高压开关投入小电阻，使馈线保护动作，靠开关跳闸切除故障线路。其所述的预定时间为8 12秒。优选的，其所述的预定时间为10秒。进一步的，所述的补偿方法在投入小电阻后，可控电抗器自动退出补偿；当故障线路隔离后，系统恢复正常运行，高压开关自动断开小电阻。进一步的，所述的补偿方法通过小电阻的投入实现准确快速隔离故障线路，避免故障扩大化。进一步的，所述的补偿方法通过可控电抗器与小电阻的联合使用，对接地持续时长进行判断，区分瞬间接地和永久性接地，采取不同的应对措施，从而达到提高供电安全性和可靠性的目的。进一步的，所述的补偿方法将可控电抗器和小电阻两种接地设备综合起来考虑，对单相接地中的瞬时接地和永久性接地进行区分对待，分别采取不同的措施，既保证了对永久性接地故障的迅速准确隔离，避免系统工频过压长期存在导致事故进一步扩大，又能对瞬时性接地故障进行精确补偿使其自行消失，无需跳闸，提高了系统的安全性与可靠性。
与现有技术比较，本发明的优点是:采用中性点联合接地的模式，实现可控电抗器与小电阻的联合使用，并且可实现自动切换，通过对接地持续时长进行判断，区分瞬间接地和永久性接地，采取不同的应对措施，从而达到提高供电安全性和可靠性的目的。
图1是本发明短时可控电抗器补偿方法的示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。图1中，本发明的技术方案是:提供一种短时可控电抗器补偿方法，包括在变电站接地回路上可控电抗器或设置小电阻，其所述的可控电抗器带有自动控制装置，用以控制可控电抗器输出补偿电流；其所述的小电阻通过高压开关与变电站接地回路串接，用以控制小电阻的投入或切除。其发明点在于，当配电网发生接地故障时，根据已测量的电网电容电流值计算出需要补偿的电感电流，然后控制可控电抗器输出补偿电流；对于一般瞬时性接地故障，由电感电流补偿后，电弧熄灭接地故障自动消除恢复正常状态；对于可控电抗器补偿后经过预定时间后接地故障仍然存在的情况，则认为系统发生了永久性接地故障，则当接地持续时间超过预定时间后自动闭合高压开关投入小电阻，使馈线保护动作，靠开关跳闸切除故障线路。其所述的预定时间为8 12秒。优选的，其所述的预定时间为10秒。进一步的，所述的补偿方法在投入小电阻后，可控电抗器自动退出补偿；当故障线路隔离后，系统恢复正常运行，高压开关自动断开小电阻。进一步的，所述的补偿方法通过小电阻的投入实现准确快速隔离故障线路，避免故障扩大化。进一步的，所述的补偿方法通过可控电抗器与小电阻的联合使用，对接地持续时长进行判断，区分瞬间接地和永久性接地，采取不同的应对措施，从而达到提高供电安全性和可靠性的目的。其所述的不同的应对措施，包括第一、第二处理措施。具体的，其所述的第一处理措施包括下列步骤:根据已测量的电网电容电流值计算出需要补偿的电感电流，然后控制可控电抗器输出补偿电流；瞬时性接地故障由电感电流补偿后，电弧熄灭，接地故障自动消除，恢复正常状态，以避免出现小电阻接地方式中一有故障立刻跳闸使得线路跳闸率高的情况。其所述的第二处理措施包括下列步骤:当接地持续时间·超过IOs后，自动闭合高压开关投入小电阻，使馈线保护动作，靠开关跳闸切除故障线路；投入小电阻后，可控电抗器自动退出补偿，当故障线路隔离后，系统恢复正常运行，控制装置自动断开退出小电阻。进一步的，所述的补偿方法将可控电抗器和小电阻两种接地设备综合起来考虑，对单相接地中的瞬时接地和永久性接地进行区分对待，分别采取不同的措施，既保证了对永久性接地故障的迅速准确隔离，避免系统工频过压长期存在导致事故进一步扩大，又能对瞬时性接地故障进行精确补偿使其自行消失，无需跳闸，提高了系统的安全性与可靠性。由于可调电感补偿接地方式(俗称消弧线圈接地方式，下同)和小电阻接地方式均为现有技术，故其具体工作原理和实现线路在此不再叙述。本技术方案与现有技术的比较见下表所示:
_类别 I 小电阻接地消弧线圈接地本技术方案 跳I瞬时接地— 跳闹__不跳闸__不跳闸
S非瞬时接地跳闸不跳闸跳闸 I____
供电可靠性较低高高
工频电压馳压馳压
权利要求
1.一种短时可控电抗器补偿方法，包括在变电站接地回路上设置可控电抗器或小电阻，通过可控电抗器输出补偿电流或小电阻限制接地电流；其所述的可控电抗器带有自动控制装置，用以控制可控电抗器输出补偿电流；其所述的小电阻通过高压开关与变电站接地回路串接，用以控制小电阻的投入或切除；其特征是: 当配电网发生接地故障时，根据已测量的电网电容电流值计算出需要补偿的电感电流，然后控制可控电抗器输出补偿电流； 对于一般瞬时性接地故障，由电感电流补偿后，电弧熄灭接地故障自动消除恢复正常状态； 对于可控电抗器补偿后经过预定时间后接地故障仍然存在的情况，则认为系统发生了永久性接地故障，则当接地持续时间超过预定时间后自动闭合高压开关投入小电阻，使馈线保护动作，靠开关跳闸切除故障线路。
2.按照权利要求1所述的短时可控电抗器补偿方法，其特征是所述的预定时间为8 12秒。
3.按照权利要求1或2所述的短时可控电抗器补偿方法，其特征是所述的预定时间为10秒。
4.按照权利要求1所述的短时可控电抗器补偿方法，其特征是所述的补偿方法在投入小电阻后，可控电抗器自动退出补偿；当故障线路隔离后，系统恢复正常运行，高压开关自动断开小电阻。
5.按照权利要求1所述的短时可控电抗器补偿方法，其特征是所述的补偿方法通过小电阻的投入实现准确快速隔离故障线路，避免故障扩大化。
6.按照权利要求1所述的短时可控电抗器补偿方法，其特征是所述的补偿方法通过可控电抗器与小电阻的联合使用 ，对接地持续时长进行判断，区分瞬间接地和永久性接地，采取不同的应对措施，从而达到提高供电安全性和可靠性的目的。
7.按照权利要求1所述的短时可控电抗器补偿方法，其特征是所述的补偿方法将可控电抗器和小电阻两种接地设备综合起来考虑，对单相接地中的瞬时接地和永久性接地进行区分对待，分别采取不同的措施，既保证了对永久性接地故障的迅速准确隔离，避免系统工频过压长期存在导致事故进一步扩大，又能对瞬时性接地故障进行精确补偿使其自行消失，无需跳闸，提高了系统的安全性与可靠性。
全文摘要
一种短时可控电抗器补偿方法，属紧急保护装置领域。其补偿方法包括当配电网发生接地故障时，根据已测量的电网电容电流值计算出需要补偿的电感电流，然后控制可控电抗器输出补偿电流；对于一般瞬时性接地故障，由电感电流补偿后接地故障自动消除恢复正常状态；对于可控电抗器补偿后经过预定时间后接地故障仍然存在的情况，则认为系统发生了永久性接地故障，则当接地持续时间超过预定时间后自动闭合高压开关投入小电阻，使馈线保护动作，靠开关跳闸切除故障线路。其采用中性点联合接地的模式，实现可控电抗器与小电阻的联合使用，对接地持续时长进行判断，区分瞬间接地和永久性接地，采取不同的应对措施，从而达到提高供电安全性和可靠性的目的。
文档编号H02H9/08GK103236687SQ20131013870
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月19日 优先权日2013年4月19日
发明者姚明, 王媚, 许刚, 施灵, 李昕, 刘悦 申请人:国家电网公司, 上海市电力公司