主动干预保安消弧装置与消弧线圈并联运行方法与流程

本发明为配电网单相接地的故障性质的快速判断与处理领域，主要用于配电网消弧线圈与主动干预型消弧装置并联接地故障处理。

背景技术：

1、配电网经消弧线圈接地特别是自动跟踪补偿消弧线圈接地是我国配电网中性点主要的接地方式，由于消弧线圈在接地选线、故障性质判断和故障快速隔离方面存在问题，最近几年主动干预保安消弧装置得到应用。但是我国配电网中的消弧线圈已大量应用，且由于消弧线圈具有的优势而不可能全部被取代。有的变电站有多段母线，会出现在变电站的多段母线中的某段母线安装有主动干预保安消弧装置，在另外的母线安装的消弧线圈，这就要求主动干预保安消弧装置即要能单独运行，又要能与消弧线圈并联运行。

2、主动干预消弧装置是以电网中性点不接地或者以为中性点电阻接地为基础，实验证明：单相接地故障发生时中性点不接地方式或者以为中性点电阻接地方式与消弧线圈接地方式发生单相接地时故障相的分布规律是完全不同的，而主动干预消弧装置的消弧原理是在单相接地故障发生时首先选出接地故障相，然后把故障相对地开关对地合闸，转移接地故障点电流进行消弧处理的，所以，在单相接地故障发生时选相的准确性非常重要，万一选错相就会造成相间短路事故。主动干预消弧装置独立运行时采用的是以中性点不接地或者以为中性点电阻接地的故障相分布规律进行选相，而与消弧线圈并联运行时选相方法如仍采用独立运行时的选相方法会选错相产生相间短路事故。

3、主动干预消弧装置的接地选线方法主要是采用零序电流比幅法，这在电网中性点不接地或者以为中性点电阻接地时是最简单、也最准确的接地选线方法，因此，在主动干预消弧装置的相关标准中要求主动干预消弧装置的接地选线准确率不低于99%；但是消弧线圈接地方式，发生单相接地故障时，流过故障线路首端的零序电流与流经非故障线路首端的零序电流受消弧线圈调谐的差异和各线路电容电流的差异影响，故障线路和非故障线路首端的零序电流大小没有明显的规律性，不能采用零序电流比幅法确定故障线路，所以接地选线问题、特别是高阻接地故障的接地选线问题是消弧线圈接地方式存在的最大技术难题。

4、以上原因造成了主动干预消弧装置与消弧线圈并联运行的最大技术障碍。因而对于补偿阻尼型主动干预消弧装置与消弧线圈并联运行时的故障处理问题，特别是如何防止主动干预消弧装置与消弧线圈并联运行时选错相与接地选线准确率问题，是极待解决的问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，发明了一种主动干预保安消弧装置与消弧线圈并联运行方法，在主动干预保安消弧装置与消弧线圈并联运行时，需在消弧线圈与接地变压器之间串接消弧支路开关qfl，将消弧线圈所在母线馈线的零序电流信号、消弧线圈支路电流il和分段开关qfh的位置信号接入需并联的主动干预保安消弧装置的计算机控制器mz，消弧线圈支路开关qfl接受需并联的主动干预保安消弧装置的计算机控制器mz的控制；主动干预保安消弧装置具有独立运行模式及故障处理程序和与消弧线圈并联运行模式及故障处理程序。

2、若变电站母联开关qfh在断开位置时，消弧线圈所在母线工作于消弧线圈消弧处理模式与接地选线程序；各主动干预保安消弧装置启动独立的运行乃故障处理控制程序，各主动干预保安消弧装置实时采集电网三相电压ua、ub、uc，中性点位移电压un、电阻支路电流ir以及各馈线的零序电流ij0；以中性点电阻接地时故障相的分布规律作为选择接地故障相的依据，把中性点位移电压un、电阻支路电流ir及各馈线的零序电流ij0作为故障特征量，判定单相接地故障发生时进行故障的判断与处理。

3、若多段母线的主动干预保安消弧装置之间的母联开关qfh在合闸位置时，选定一套主动干预保安消弧装置作为主要的接地故障处理消弧装置，其他的主动干预保安消弧装置作为辅助的接地故障处理消弧装与主要的接地故障处理消弧装置通信，接受主要的接地故障处理消弧装置mz的控制，闭锁辅助的接地故障处理消弧装的接地选相及故障转移开关单元qfd的动作程序，保留接地选线功能；在电网正常运行时主要的接地故障处理消弧装置的电阻支路开关qfr合闸，其余的主动干预保安消弧装置电阻支路开关qfr断开，实时采集电网三相电压ua、ub、uc，中性点位移电压un、电阻支路电流ir；以中性点电阻接地时故障相的分布规律作为选择接地故障相的依据，把中性点位移电压un、电阻支路电流ir及各馈线的零序电流ij0作为故障特征量，判定单相接地故障发生时进行故障的判断与处理，在进行接地选线时接收并联运行的各段母线主动干预保安消弧装置上传的零序电流最大馈线及零序电流值，找出并联运行的各段母线所有馈线中零序电流最大的，即为发生单相接地故障的馈线。

4、若主动干预保安消弧装置与消弧线圈联接的分段开关qfh在合闸位置时，且消弧线圈的补偿容量满足补偿并联各母线电容电流需求时，则以选定的主动干预保安消弧装置为主要的接地故障处理消弧装置，启动与消弧线圈并联运行模式及故障处理程序；此时主动干预保安消弧装置的电阻支路开关qfr断开，消弧线圈支路开关qfl合闸，闭锁主动干预保安消弧装置的选相及故障相接地开关对地动作程序，系统工作于消弧线圈接地方式；电网正常运行时主动干预保安消弧装置的计算机控制器mz实时采集电网中性点位移电压un、消弧线圈支路电流il，把中性点位移电压un、消弧线圈支路电流il作为故障特征量，把故障特征量的稳定增量作为判定单相接地故障发生的条件，当t0时刻故障特征量的稳定增量符合单相接地故障的判定条件时，把t0作为发生单相接地故障的时间起点，延时t2后再根据故障特征量的动态变化进行故障性质判断，判断为瞬时性故障时装置复归；判断故障为永久性接地故障或消弧线圈消弧失败时，合上补偿阻尼型主动干预保安消弧装置的电阻支路开关qfr，断开消弧线圈支路开关qfl，延时δt后，采集并联运行母线上各馈线的零序电流，通过零序电流比幅法选出零序电流最大的馈线，即为接地故障馈线，待切除或隔离故障后系统复归； t2为消弧线圈消除瞬时性故障的时间，由实验的方法确定；δt为动态切换后电网过渡过程时间，一般取2s。

5、若主动干预保安消弧装置与消弧线圈联接的分段开关qfh在合闸位置时，且消弧线圈的补偿容量不能满足补偿并联各母线电容电流需求时，则以选定的主动干预保安消弧装置为主要的接地故障处理消弧装置，启动与消弧线圈并联运行模式及故障处理程序；此时主动干预保安消弧装置的电阻支路开关qfr合闸，消弧线圈支路开关qfl断开，系统工作于主动干预保安消弧装置方式；电网正常运行时主动干预保安消弧装置的计算机控制器mz实时采集电网中性点位移电压实时采集电网三相电压ua、ub、uc，中性点位移电压un、电阻支路电流ir以及各馈线的零序电流ij0；以中性点电阻接地时故障相的分布规律作为选择接地故障相的依据，把中性点位移电压un、电阻支路电流ir及各馈线的零序电流ij0作为故障特征量，判定单相接地故障发生时进行故障的判断与处理。

6、主动干预保安消弧装置，特指补偿阻尼型主动干预保安消弧装置，是一种由接地变压器引出电网中性点，在中性点通过电阻接地的保安消弧装置，在电网正常运行时通过电阻支路开关qfr对地合闸把电网中性点由不接地转为通过中电阻接地，对电网内过电压进行阻尼。

7、中性点电阻接地时故障相的分布规律为电网中性点经电阻接地时发生单相接地时三相电压的变化规律，可通过实验的方法获得。

8、故障转移开关单元qfd为具有独立操作的接在电网三相与地之间的独立的单相接地开关，三相接地开关之间相互闭锁，只能允许一相开关对地合闸。

9、本发明具有下述优点：

10、1、本发明在主动干预保安消弧装置和消弧线圈并联运行时利用消弧线圈消除瞬时性接地故障，在消弧线圈消弧失败或故障为永久性接地故障动态切换到电阻接地方式不需选选出接地故障也就避免了选错相产生相间短路事故的风险。

11、2、本发明解决了消弧线圈成套装置与主动干预型消弧装置并联运行时接地故障性质识别，与消弧是否成功的问题。

12、3、本发明利用消弧支路与电阻支路的动态切换，切换到电阻接地方式后仍然可以用零序电流比幅法进行接地选线解决了消弧线圈接地选线难题，提高了接地选线准确率。

13、4、切换到电阻接地方式由于改变了消弧线圈接地时流过故障线路首端的零序电流与流经非故障线路首端的零序电流分布规律，也改变了消弧线圈接地时故障点前后节点的零序电流分布规律为故障区域隔离创造了条件。

14、5、本发明解决了消弧线圈对于多段母线并联运行后补偿容量满足电容电流和不满足电容电流的工况，以及多段母线的主动干预保安消弧装置并联运行的复杂工况，适用面广。