[发明专利]配电网铁磁谐振与单相接地故障的快速诊断与处理方法

说明书

技术领域

本发明为配电网铁磁谐振与单相接地故障的快速诊断与处理领域，主要涉及配电网铁磁谐振故障与单相接地故障的快速判断与消除铁磁谐振谐方法。

背景技术

配电网的谐振过电压主要是由电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压最为突出。铁磁谐振过电压发生在含有铁芯电感的电路中，当电压互感器会出现饱和时，电感不再是常数，而是随着电流或磁通的变化而变化，在满足一定条件时，就会产生铁磁谐振。由电磁式电压互感器饱和引起的铁磁谐振过电压有：基波谐振、高次谐波谐振和分频谐振。虽然铁磁谐振过电压的幅值一般不超过3.U_Ф，但对电网的安全影响极大，特别是分频谐振过电压，由于能引起电压互感器激励电流急剧增加会使高压熔断器熔断甚至造成电压互感器爆炸烧毁，影响电能计量及保护正确动作。

在中性点不接地系统中，为了监视三相对地电压进行电度计量或保护，在发电机或变电站母线上常接有Y₀接线的电磁式电压互感器，且其绕组中性点直接接地。于是，网络对地参数除了电力设备和导线的对地电容C₀外，还有电压互感器的励磁电感L。正常运行时，电压互感器的感抗很大，网络对地仍呈容性，三相基本平衡，电网中性点的位移电压很小。当系统中出现某些电压扰动（如雷电过电压、操作过电压等）时，在某一相或两相绕组中出现巨大的涌流，使电压互感器各相电感的饱和程度不同，会出现互感器的一相或两相电压升高，就可能出现较高的中性点位移电压，可能激发铁磁谐振过电压。这种结果与系统出现单相接地（如A相接地）的情况是相仿的，但实际上并不存在单相接地，所以此时出现的这种现象称为虚幻接地现象。因为传统的对铁磁谐振过电压和电网单相接地故障的处理方法不同，由于不能对铁磁谐振过电压和电网单相接地故障准确判断，并及时处理，延误了处理时间，往往会导至事故发生。因而，必须找到一种对电网的铁磁谐振过电压和电网单相接地故障准确判断处理的方法解决配电网的铁磁谐振和电网单相接地故障处理问题。

发明内容

针对上述问题，发明了配电网铁磁谐振与单相接地故障的快速诊断与处理，由曲折型联接的接地变压器引出中性点，在变压器中性点对地之间并联有电网参数测量支路、零序电流补偿支路、和铁磁谐振消除支路，整套装置由计算机测控器进行测控。

1、铁磁谐振条件动态诊断预警、首先根据变电所母线分段及各段电磁式电压互感器的台数，在计算机测控系统输入并计算电网在分母、合母运行方式时对应的系统励磁电感值L。启动电网参数测量模块测量计算电网的对地容抗，并在运行中根据电网运行方式动态测量计计算系统的对地电容C。比较电网对地容抗X_C与感抗X_L的关系，分析是否符合铁磁谐振的条件：                                                ，如、、等分次谐波谐振，是基波谐振，、、等是高次谐波谐振。根据配电网对地容抗X_C与感抗X_L的关系，判定电网是否符合铁磁谐振的条件，如果符合则电网就有可能发生铁磁谐振，这时装置就进行预警，提醒在该运行式下电网会发生铁磁谐振。

2、铁磁谐振故障与单相接地故障快速诊断、因为配电网铁磁谐振时和发生单相接地时的现象基本相同，都会产生一相或两相电压升高，中性点位移电压达到相电压。如不及时处理会危及电网安全，应进行快速诊断故障类型并采取针对性的措施。在电网出现中性点位移电压异常，特别是检测到中性点出现不正常的位移电压时，接通接地电流补偿与检测支路，测量回路接地电流，并对回路接地电流的大小进行比较分析。如果为铁磁谐振，因是虚幻接地，并没有形成真正的接地回路，其回路接地电流较小，小于I_Bd（I_Bd为单相接地与谐振分界值）；如果配电网发生单相接地时，由于有接地的零序回路，其回路接地电流较大，大于I_Bd，所以可以通过比较接地回路电流的大小来判断铁磁谐振故障和发生单相接地故障。

3、消谐处理、当电网发生铁磁谐振故障时，立即投入消谐阻尼支路进行消谐，同时切断零序电流补偿支路。因为消谐阻尼支路与电压互感器的励磁电抗Xp在零序回路中是并联的，而消谐阻尼支路的阻抗比电压互感器的励磁电抗Xp小得多不在一个数量级，电磁式电压互感器的励磁感抗被消谐阻尼支路所制约，能可靠的消除基频、分频和高次谐波谐振，其消谐效果优于任何其它形式的消谐器。当电网发生单相接地故障时，通过零序电流选线法选出单相接地线路。

本发明具有下述优点：