一种基于单相隔离变压器的配电网单相接地故障消弧系统

本发明专利属于配电网接地故障抑制领域，特别涉及一种基于单相隔离变压器的配电网单相接地故障消弧系统。

背景技术：

1、配电网作为电力网络的终端部分，其安全性和可靠性对电能质量有着很大影响。然而，由于配电网设备类型多、网络结构复杂等特点，容易发生故障，其中85％以上的故障为单相接地故障。随着配电网规模的扩大和电缆线路的大量使用，配电网线路对地电容值日益增大，这会使得单相接地故障后的故障电流更加强大，如果不及时抑制，可能引发山火和触电等事故，并威胁设备绝缘。因此，安全、有效地处理单相接地故障对社会和经济发展意义重大。

2、传统的无源消弧法分为消弧线圈消弧和消弧柜消弧，但消弧线圈不能完全消除故障电流并可能产生谐振过电压；消弧柜虽然能钳位故障点电压为零，但无法从根本上抑制故障电流，并存在装置动作延时长等问题。有源消弧法通过注入电流实现故障电流的完全消除，但存在装置容量大、成本高等问题。因此，研究一种能实现故障电流有效抑制，又能控制装置成本的配电网单相接地故障消弧系统具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种基于单相隔离变压器的配电网单相接地故障消弧系统，实现在不同接地电阻情况下均能实现有效消弧。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、(1)通过单相隔离变压器的一次侧取得故障相的超前相及故障相之间的线电压，在二次侧接入该非故障相与地之间，实现故障相电压接近于0。

4、(2)考虑到单相隔离变压器二次侧电压与一次侧电压存在相位偏差，进而造成二次侧输出电压和一次侧输入电压存在偏差。设计所述单相隔离变压器一二次侧之间的变比，以降低电压偏差，从而实现接地故障电流高精度补偿。

5、本发明的有益效果是：1)与传统的无源消弧法相比，本方法能够实现故障电流高精度补偿；2)与传统的有源消弧法相比，本发明结构简单，易于控制，且相同容量的消弧装置成本更低；3)本方法可充分配合使用目前常见的消弧线圈，改造成本低，经济性好。

技术特征：

1.一种基于单相隔离变压器的配电网单相接地故障消弧系统，其特征在于所述的配电网单相接地故障消弧系统由单相隔离变压器、选相开关两部分组成；

2.根据权利要求1所述的单相隔离变压器，其变比计算方法如下：

技术总结
本发明公开了一种基于单相隔离变压器的配电网单相接地故障消弧系统。该系统包括：单相隔离变压器、选相开关、接地变压器、消弧线圈；单相隔离变压器一次侧的一个端口经第一组选相开关接入故障相；单相隔离变压器一次侧的另一个端口与二次侧的同名端端口相连，且经第二组选相开关接入故障相的超前相；单相隔离变压器二次侧的另一个端口接地；接地变压器的一次侧相线端子分别与配电网的A相、B相、C相连接；接地变压器的一次侧中性点经消弧线圈接地。本发明利用一个特定变比的单相隔离变压器，从一次侧取得故障相的超前相及故障相之间的线电压，在二次侧接入该非故障相与地之间，从而实现接地故障电流高精度补偿；该方法的消弧效果受接地电阻的影响小，并能够和消弧线圈搭配使用，改造成本低，经济性好。

技术研发人员：荣飞,黄春辉,徐爽,孙克强,刘成,黄守道,陈志忠
受保护的技术使用者：湖南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13