220kV变电站消弧线圈并联小电阻接地系统的制作方法

本实用新型涉及一种中性点接地方式，具体涉及一种220kV变电站消弧线圈并联小电阻接地系统，系统正常运行时，小电阻不投入运行，只有在系统发生消除不掉的接地故障时，短时间内投入小电阻，用于切除故障线路。

故障线路切除后，小电阻控制器可以根据整定时间自动切除小电阻，系统恢复正常运行状态。

背景技术：

世界各个国家的电网中性点接地方式并不完全相同，不同国家和地区的中性点接地方式主要是根据各自的电网整体结构和实际运行情况来确定的[1]。针对不同电压等级的电力网，不同地区所采用的接地方式与自身的电网布局特点、自身发展情况、线路运行方式、制造水平以及自然环境(比如雷雨天气)等因素息息相关。

美国电网一直采用直接接地或经低电阻、低电抗的中性点有效接地方式；俄罗斯大多采用的仍是中性点经消弧线圈接地的运行方式；日本66kV的配电网中，会根据电网自身情况的不同分别采用经电阻、电抗和消弧线圈的接地方式，而220kV的电网系统采用经电阻的接地方式。

综上所述，经消弧线圈接地和经电阻接地是国外中压电网中性点接地采用的两种主要方式，具体方案的确定会根据以往运行经验和地区实际电网情况的不同而存在差异，目前尚没有消弧线圈并联小电阻接地系统的应用先例。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种安全性高且成本低，反应灵敏的220kV变电站消弧线圈并联小电阻接地系统，与220kV主变压器连接，常用在220kV变电站，此类变电站常规配备有继电保护装置，该接地系统包括小电阻单元与消弧线圈单元，用于配电系统中性点接地。所述的小电阻单元包括投切开关与小电阻，二者串联后接地，投切开关控制小电阻的接入与切除；

所述的消弧线圈单元包括断路器、消弧线圈、阻尼电阻，断路器与消弧线圈、阻尼电阻三者串联后接地；

小电阻单元与消弧线圈单元并联后接入主变压器；消弧线圈与小电阻并联运行，系统正常运行时，消弧线圈投入运行，小电阻不投入运行，只有在系统发生消除不掉的接地故障时，短时间内投入小电阻，用于切除故障线路。。

进一步地，在本系统中设置电压互感器，与小电阻单元及消弧线圈单元并联，来测定中性点的电压值。

进一步地，在消弧线圈单元接地部位设置一电流互感器，来测定零序故障电流。

本实用新型的有益效果：

本实用新型具有以下优点：

(1)供电的安全可靠性和连续性

中性点经消弧线圈并小电阻接地系统当发生瞬时接地故障时消弧线圈就会发挥作用消灭电弧，从根本上解除线路故障；同时该种接地方式能够自动识别永久性故障，故障一旦被检测出，立即投入小电阻，与继电保护装置，配合瞬时解除故障，尽可能的缩短故障时间，降低相间短路事故发生的概率，确保整个系统的安全、稳定运行。这里所述的继电保护装置为变电站常规配的保护装置。

(2)电气设备和线路的绝缘水平

中性点经消弧线圈并小电阻的接地系统，感性电流会补偿一定的容性电流，补偿的越彻底，电网运行就会越接近谐振频率运行，产生的弧光过电压的数值就会越低，相应的对设备绝缘水平要求也随之降低，节约电网设备成本。

(3)继电保护的选择性和灵敏性

中性点经消弧线圈并小电阻接地的方式通过瞬时接入小电阻，能够很好地吸取经小电阻接地系统中继保装置选择性较好的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本技术方案提出了一种220kV变电站消弧线圈并联小电阻接地系统，与220kV主变压器1连接，主变压器1与本装置中间设有一刀闸2.

如图1所示，包括小电阻单元与消弧线圈单元，小电阻单元包括投切开关3与小电阻4，二者串联在一起接地，投切开关3控制小电阻4的接入与切除；消弧线圈单元包括断路器5、消弧线圈6及阻尼电阻7，断路器5与消弧线圈6、阻尼电阻7串联后接地。小电阻单元与消弧线圈单元并联后接入主变压器1，这里的变电站常规配备继电保护装置，主要用于保护消弧线圈6。

进一步地，在本系统中设置电压互感器8，与小电阻单元及消弧线圈单元并联，来测定中性点的电压值。

进一步地，在消弧线圈单元接地部位设置一电流互感器9，来测定零序故障电流。

消弧线圈并小电阻接地方式就是指消弧线圈6与小电阻4并联运行，系统正常运行时，消弧线圈6投入运行，小电阻4不投入运行，只有在系统发生消除不掉的接地故障时，短时间内投入小电阻4，用于切除故障线路。

在本系统中，小电阻单元的开关3与一控制器连接，控制器用于控制开关3的通或断，当故障线路切除后，控制器可以根据整定时间自动切除小电阻4，系统恢复正常运行状态。

系统正常运行时，消弧线圈6投入运行，小电阻4则不投入，小电阻4回路的投切开关3断开。当系统发生单相短路接地故障时，消弧线圈6会自动补偿系统中的电容电流。如果接地故障为瞬时性接地故障，很快接地消失，系统恢复为正常运行状态，整个过程小电阻4不动作；若接地故障不消失，可判定为永久性接地故障，此时，延时t1时间后，延时时间0.5s-2s可设，投入小电阻4，投入时间为t2，0.5s-2s可设，配合继电保护装置切除故障线路。此时，系统会实时监控中性点的运行状态，通过电压互感器11来测定中性点电压，若电压恢复正常，说明动作正常，故障线路已经跳闸，则控制器自动切除小电阻4，系统恢复到正常运行状态；若中性点电压依然很高，经过t2整定时间后，认为系统跳闸装置异常，故障线路未跳闸，此时，为保护小电阻装置，控制器自动切除小电阻4，同时跳闸异常告警。

电力系统发生接地故障后，中性点电压升高。根据接地类型的不同，电压升高幅度不同，最高值为相电压。控制器以电压互感器二次电压20V为接地告警阈值，超过即判为接地发生。由于部分接地为瞬时接地，会自行消失，因此此时小电阻4并不投入。

接地故障发生后，如果是永久性接地故障，那么就闭合断路器5，投入相应的接地小电阻4。如果零序故障电流值足够大，那么继电保护装置就会及时动作，切除该故障线路，接地故障瞬间消失。但是在高阻抗接地的情况下，零序故障电流可能无法达到继电保护装置的整定值，导致继电保护不能发生动作，此时，该部分可作为本系统的后备保护，查找出发生短路接地故障的线路，并发出告警提示，以保证电力系统能够安全、稳定运行。

若接地故障消失，一切正常，电力部门就可对故障线路进行检修；若接地故障没有消失，接地持续一定时间，不超过10秒，接地小电阻4很有可能被烧掉。因此无论接地故障是否消失，投入小电阻4持续t2秒(可设定)后，切除接地小电阻4，可有效防止小电阻4烧毁。

该接地方式结合了经消弧线圈6接地与经小电阻4接地方式二者各自的优势：瞬时性接地由消弧线圈6自动补偿，只有当发生永久性接地时，才短时内投入小电阻4，自动切除故障线路。这样，发生瞬时性接地故障时不需要切除故障线路，也就不会频繁地停电，影响用户正常用电，保证了系统供电的可靠性；对于永久性接地故障，短时间内快速投入小电阻4，与继电保装置配合切除接地故障线路，从而保障设备、线路可以安全、稳定运行。根据前文的控制流程所设计的小电阻4自动接入控制装置由南瑞继保进行开发，以对消弧线圈6和小电阻4进行综合控制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。