[发明专利]20kV配电网中性点接地方式切换控制方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于自动控制方法与装置领域，更准确地说是涉及一种20kV配电网中性点接地方式切换控制方法与装置。

背景技术

近几年来，在我国部分地区进行20kV电压等级网络建设的技术可行性和经济优越性已经得到论证。在20kV配电网实际运行中中性点采用消弧线圈接地方式，存在故障时无法实现准确快速的故障选线与定位，若长时间带故障运行，由于部分原10kV升压改造设备无法满足绝缘要求，则有可能引起绝缘的薄弱环节击穿，发展成为相间短路，使事故扩大。而采用小电阻接地方式，一旦在配电网中发生接地类型的故障，则无论瞬时故障还是永久故障，故障线路所在的断路器必须先实施一次跳闸操作，对供电可靠性造成影响。

针对单一接地方式存在的问题，国内外专家学者提出的中性点经消弧线圈并联电阻的灵活接地方式，可通过控制装置监测电网运行状态根据不同故障特征实现接地方式的短时切换。但在实际应用中存在单一零序电压判据易造成控制装置误动作；未对接地方式切换电阻投切时刻进行选择易对电网造成过电压冲击；未对电阻投切回路故障、高阻接地、短时间内多次发生瞬时性故障等特殊情况进行判断与处理，影响装置的可靠运行。因此设计一种采样频率高、故障判断准确、低功耗、低成本，能够应对电网可能出现的特殊情况的控制装置，将提升配电系统的供电可靠性，同时满足设备安全性的要求。

发明内容

针对现有技术中20kV配电网中性点接地方式切换装置成本高，且存在单一零序电压判据易造成控制装置误动作；未对接地方式切换电阻投切时刻进行选择易对电网造成过电压冲击；未对电阻投切回路故障、高阻接地、短时间内多次发生瞬时性故障等特殊情况进行判断与处理会影响装置的可靠运行等问题，本发明提供一种20kV配电网中性点接地方式切换控制方法及装置。

具体来说，本发明采用如下所述的技术方案：

首先，本发明公开了一种20kV配电网中性点接地方式切换控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a）模拟量采集，装置对中性点电流、电网零序电压实时采集与计算处理；

b）电容电流监测，装置通过通讯模块实时接收电容电流检测设备的采样数据；

c）接地模式选择，对是否进入灵活切换接地模式进行控制；

d）发出电阻投切命令，当以上判断控制触发电阻投切，进入电阻投切时刻控制；

e）开关量检测，完成电阻投切回路检测，对电阻是否成功投切进行确认，

其中在步骤c）中，根据控制装置实时通讯得到的电容电流检测值，若电容电流小于100A满足补偿要求则控制装置进入灵活切换接地模式；若大于100A不满足补偿要求则控制装置将强制投切电阻切换至电阻接地模式，发出电阻投切信号，并闭锁灵活接地方式的相关判断逻辑。

在以上方法中，灵活切换接地模式包括装置中断采样，同时完成故障特征和类型判断的步骤，其中若监测故障特征电压大于阀值且故障特征电流大于阀值，则判断电网此时发生故障，并通过故障特征持续时间的检测进行故障类型判断，若检测到故障特征持续时间大于阀值，判断为电网发生永久性故障，发出电阻投切命令，切换中性点接地方式为电阻接地；若故障特征持续时间小于阀值，判断为电网发生瞬时性故障，电网仍维持原消弧线圈接地方式，并进行高阻接地故障判断。

进一步，若高阻接地故障判断步骤判断故障持续时间超过100s且该段时间内电阻投切次数超过3次，则判断发生高阻接地故障并触发电阻投切闭锁程序，反之则进行间歇性接地故障判断。

更进一步，所述高阻接地故障判断包括以下步骤：

c11）启动系统时钟计时，对发生高阻故障的持续时间进行记录；

c12）检测电阻回路可靠动作，若电网中未发生高阻接地故障，则通过投切电阻，增大故障电流保护装置可靠动作切除故障线路，故障特征量消失；

c13）通过系统时钟记录开始时刻和电阻成功投切次数；

c14）故障特征判断，判断电阻投切后是否已切除故障线路，故障特征消失电网恢复正常运行；

c15）电阻投切次数判断，电阻投切经延时返回，若此时故障特征依旧存在，控制装置将再次启动电阻投切；

c16）若电阻投切次数超过3次，通过系统时钟记录终止时刻，计算故障特征持续时间超过阀值则闭锁电阻投切，同时通过屏幕报警告知运行人员。

优选地，间歇性接地故障判断包括对单位时间内发生瞬时性故障进行计数，在次数超过阀值后判断发生间歇性接地故障并强制投切电阻，进行故障选线切除接地故障，若没有超过阈值则再次进入灵活切换接地模式。