[发明专利]一种中性点不接地变电站用零序扰动选线保护系统及其应用

说明书

本发明公开了一种中性点不接地变电站用零序扰动选线保护系统及其应用，一次设备单元用于变电站在单相接地故障发生后将变电站出线拓扑变更为经接地变压器和选线电阻接地，通过调整选线电阻阻值和投入时间，增强故障回路的零序电流信号，降低故障线路的过电压水平，利用零序信号判断故障线路；一次设备单元连接有二次设备单元，二次设备单元用于判断故障发生、控制一次设备投切、计算并上报选线结果。本发明利用瞬态投入的接地变压器和选线电阻增强故障回路的零序电流信号快速、准确的判断出故障线路；通过调整选线电阻阻值和投入时间，提高选线准确率、降低故障线路的过电压水平；故障切除后自动退出运行，不影响配电网现有的电路拓扑。

技术领域

本发明属于配电设备技术领域，具体涉及一种中性点不接地变电站用零序扰动选线保护系统及其应用。

背景技术

电力系统配电网中的变电站，一般以其出线形式和发生单相接地故障时电容电流的大小，作为选择中性点接地方式的判断标准。若某变电站出线以架空线为主，电容电流不超过10A，通常选择中性点不接地。选择中性点不接地的好处是，在发生单相接地故障时，因接地电容电流不大，所引起的热效应为电网各元件的绝缘所能承受，在故障状态仍然可以运行1～4个小时。

但是，随着配电网的发展，这种带故障运行的模式，可能因为电弧多次重燃等原因，增加了弧光接地过电压或铁磁谐振过电压等继发风险出现的概率，对人员与设备安全构成挑战。要想进一步提高配电网运行的安全性，必须快速、准确判断出发生故障的线路，将故障线路隔离开，以保证正常线路安全稳定的带电运行。但是，现有中性点不接地系统一般配置的暂态选线装置，其选线准确率低，且暂态信号只有在故障发生瞬间信号特征最明显，一旦选线失败，之后很难再选出故障线路，因而变电站实际工作中还在广泛使用人工拉路选线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种中性点不接地变电站用零序扰动选线保护系统及其应用，利用单相接地故障发生后、瞬态投入的接地变压器和选线电阻，增强故障回路的零序电流信号，利用零序信号快速、准确的判断出故障线路。还可以通过调整选线电阻阻值和投入时间，进一步提高选线准确率、降低故障线路的过电压水平。在故障选线流程结束后，选线保护系统自动退出运行，不影响配电网现有的电路拓扑。

本发明采用以下技术方案：

一种中性点不接地变电站用零序扰动选线保护系统，包括一次设备单元，一次设备单元用于变电站在单相接地故障发生后将变电站出线拓扑变更为经接地变压器和选线电阻接地，通过调整选线电阻阻值和投入时间，增强故障回路的零序电流信号，降低故障线路的过电压水平，利用零序信号判断故障线路；一次设备单元连接有二次设备单元，二次设备单元用于判断故障发生、控制一次设备投切、计算并上报选线结果。

具体的，一次设备单元包括隔离刀闸K1，隔离刀闸K1的公共端与变电站主变压器输出母线相连，常开端依次串联连接接地变压器T、断路器K2和选线电阻R2后与接地体G连接。

进一步的，断路器K2和选线电阻R2串联结构的两端并联设置有避雷器R1。

更进一步的，避雷器R1的绝缘水平与母线电压级别相同，热容量为50～500kJ，直流1mA 动作电压选择范围为母线相电压瞬时极大值的30％～50％。

进一步的，断路器K2工作在常开模式，由二次设备单元通过线缆LO2控制闭合与断开，断路器K2的绝缘水平与母线电压级别相同，关和与分断电流能力大于2000A。

具体的，二次设备单元包括选线计算机PB，选线计算机PB通过零序电压信号线LU0与变电站母线电压传感器连接；通过零序电流信号线LIi分别与母线第i路出线的零序电流传感器连接，i＝1，2…n；通过隔离刀闸控制线缆LO1与隔离刀闸K1控制端连接；通过断路器控制线缆LO2与断路器K2控制端连接；通过通讯线Lm与变电站内的上级通讯服务器连接。