CN212323701U - 一种新型差动选线综合接地保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力保护技术领域，且公开了一种新型差动选线综合接地保护装置，包括高压隔离开关QS、三相组合式大容量过电压保护器TBP、PT高压熔断器RD、抗饱和电压互感器TV、单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc、单相真空接触器ZJd、特制电阻R、单相涡流驱动快速断路器ARS、零序电流互感器LH、综合接地保护装置微机控制器ZK，所述高压隔离开关QS的上端与母线电连接。该新型差动选线综合接地保护装置，通过单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc和特制电阻R元件能短时增大故障点电流，准确选出故障线路，且可以把弧光接地转变成金属接地，能有效消除弧光接地过电压，避免单相接弧光引起两相接地短路事故，提高供电可靠性。

Description

一种新型差动选线综合接地保护装置

技术领域

本实用新型涉及电力保护技术领域，具体为一种新型差动选线综合接地保护装置。

背景技术

我国6-35kV中压系统主要采用中性点不接地或经消弧线圈接地的非有效接地方式，小电流接地系统在发生单相接地故障时接地电流很小，三相之间的线电压仍然对称，保护装置不会动作跳闸，这个运行方式在单相接地时允许带故障运行2小时，因而大大提高了供电可靠性。但随着城乡电网的发展及电缆出线的增多，系统对地电容电流急聚增加，单相接地后流经故障点的电流较大，电弧不易熄灭，容易产生间歇性弧光接地过电压，使电网设备绝缘薄弱处放电击穿和设备瞬间损坏。因此在小电流接地系统发生单相接地故障时进行消弧、消谐、准确及时的把故障线路检测出来并直接自动切除故障线路或通过报警由人工远程解除故障线路，这对提高供电可靠性、实现变电站自动化、提高供电电能质量及电网自动化水平具有十分重要的实际意义。

目前市场上广泛使用的小电流选线方式往往受到接地点阻抗变化范围大、工况复杂、零序电流信号弱、电磁干扰强等各种因素的影响，难以快速、准确地选出发生单相接地故障支路，选线准确率较低。常见的单相接地故障处理方法有消弧线圈补偿法、小电阻跳故障线路法和消弧柜把弧光接地转换成金属性接地法。这三种故障处理方法各有所长：消弧线圈适用于架空线路，用感性电流补偿接地点的容性电流使故障点电流小于5A，系统可带电运行2 小时，对于电缆线路接地点的高频电流无法补偿，容易补偿失败；小电阻与继电保护配合跳故障线路法能准确地切除故障线路，对瞬时性接地故障也切除线路，供电可靠性低，不适合企业用；消弧柜把弧光接地转换成金属性接地法能很好的控制弧光，但是故障点转移后常规选线没办法选出故障线路。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种新型差动选线综合接地保护装置，具备实用性好的优点，解决了上述背景技术中提到的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型差动选线综合接地保护装置，包括高压隔离开关QS、三相组合式大容量过电压保护器TBP、 PT高压熔断器RD、抗饱和电压互感器TV、单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc、单相真空接触器ZJd、特制电阻R、单相涡流驱动快速断路器ARS、零序电流互感器LH、综合接地保护装置微机控制器ZK，所述高压隔离开关QS的上端与母线电连接，所述高压隔离开关QS的下端与三相组合式大容量过电压保护器TBP的上端电连接，所述高压隔离开关QS的下端与PT高压熔断器RD的上端电连接，所述PT高压熔断器RD的下端与抗饱和电压互感器TV的上端电连接，所述高压隔离开关QS的下端与单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc的上端电连接，所述单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc的下端与特制电阻R的上端电连接，所述单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc的下端与单相真空接触器ZJd的上端电连接，所述单相真空接触器ZJd的下端与综合接地保护装置微机控制器 ZK的一端电连接，所述特制电阻R的下端与单相涡流驱动快速断路器ARS的上端电连接，所述单相涡流驱动快速断路器ARS的下端与零序电流互感器LH的上端电连接，所述单相涡流驱动快速断路器ARS的下端与综合接地保护装置微机控制器ZK的一端电连接。

优选的，所述高压隔离开关QS的下端通过三相组合式大容量过电压保护器TBP接地，所述特制电阻R是与电容元件、电感元件同等功效的电气元件。

优选的，所述单相涡流驱动快速断路器ARS的分闸时间≤5ms，且单相涡流驱动快速断路器ARS的合闸时间≤20ms。

优选的，所述单相涡流驱动快速断路器ARS是与熔断器、可控硅等同等功效的电气元件。

优选的，所述单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc和单相真空接触器ZJd是与断路器、开关等同等功效的电气元件，所述单相真空接触器ZJd的下端与单相涡流驱动快速断路器ARS的上端电连接，且单相涡流驱动快速断路器ARS 的下端通过零序电流互感器LH接地。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种新型差动选线综合接地保护装置，具备以下有益效果：

1、该新型差动选线综合接地保护装置，通过单相真空接触器ZJa、ZJb、 ZJc和特制电阻R元件能短时增大故障点电流，准确选出故障线路，且可以把弧光接地转变成金属接地，能有效消除弧光接地过电压，避免单相接弧光引起两相接地短路事故，避免弧光接地过电压引起的电气设备损坏事故，提高供电可靠性，采用单相涡流驱动快速断路器ARS作为后备保护保证的整个设备的运行安全，保护了系统安全。

2、该新型差动选线综合接地保护装置，通过综合接地保护装置微机控制器ZK控制单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc的合分闸，利用单相真空接触器ZJa、 ZJb、ZJc快速准确的投入退出特制电阻R，利用瞬时增大故障点电流准确的选出故障线路，使选线的准确率达到100％，采用综合接地保护装置微机控制器ZK准确选出接地线路后，通过单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc把弧光接地转变为稳定的金属性接地，把故障点转移到本装置内，消除弧光过电压，保护电气设备的安全。

3、该新型差动选线综合接地保护装置，单相涡流驱动快速断路器ARS的分闸时间≤5ms，合闸时间≤20ms，利用其快速特点，断路器串联在接地电阻与大地之间，作为后备保护，保护电气设备的安全，采用抗饱和电压互感器 TV取代常规的PT柜内的电压互感器，能有效抑制铁磁谐振的发生，减少谐振对设备的损坏，采用特制电阻R，该电阻元件与快速断路器配合限制单相接地电流，使接地电流在安全范围内且满足选线准确率的要求。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，一种新型差动选线综合接地保护装置，包括高压隔离开关 QS、三相组合式大容量过电压保护器TBP、PT高压熔断器RD、抗饱和电压互感器TV、单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc、单相真空接触器ZJd、特制电阻R、单相涡流驱动快速断路器ARS、零序电流互感器LH、综合接地保护装置微机控制器ZK，所述高压隔离开关QS的上端与母线电连接，所述高压隔离开关 QS的下端与三相组合式大容量过电压保护器TBP的上端电连接，所述高压隔离开关QS的下端通过三相组合式大容量过电压保护器TBP接地，所述高压隔离开关QS的下端与PT高压熔断器RD的上端电连接，所述PT高压熔断器RD 的下端与抗饱和电压互感器TV的上端电连接，采用抗饱和电压互感器TV取代常规的PT柜内的电压互感器，能有效抑制铁磁谐振的发生，减少谐振对设备的损坏，所述高压隔离开关QS的下端与单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc的上端电连接，所述单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc的下端与特制电阻R的上端电连接，所述特制电阻R是与电容元件、电感元件同等功效的电气元件，采用特制电阻R，该电阻元件与快速断路器配合限制单相接地电流，使接地电流在安全范围内且满足选线准确率的要求，所述单相真空接触器ZJa、ZJb、 ZJc的下端与单相真空接触器ZJd的上端电连接，所述单相真空接触器ZJd的下端与综合接地保护装置微机控制器ZK的一端电连接，所述单相真空接触器 ZJa、ZJb、ZJc和单相真空接触器ZJd是与断路器、开关等同等功效的电气元件，所述单相真空接触器ZJd的下端与单相涡流驱动快速断路器ARS的上端电连接，且单相涡流驱动快速断路器ARS的下端通过零序电流互感器LH接地，采用综合接地保护装置微机控制器ZK准确选出接地线路后，通过单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc把弧光接地转变为稳定的金属性接地，把故障点转移到本装置内，消除弧光过电压，保护电气设备的安全，所述特制电阻R的下端与单相涡流驱动快速断路器ARS的上端电连接，所述单相涡流驱动快速断路器 ARS是与熔断器、可控硅等同等功效的电气元件，所述单相涡流驱动快速断路器ARS的分闸时间≤5ms，且单相涡流驱动快速断路器ARS的合闸时间≤20ms，利用其快速特点，断路器串联在接地电阻与大地之间，作为后备保护，保护电气设备的安全，所述单相涡流驱动快速断路器ARS的下端与零序电流互感器 LH的上端电连接，所述单相涡流驱动快速断路器ARS的下端与综合接地保护装置微机控制器ZK的一端电连接。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

在使用时，应用于35kV及以下中性点不接地系统中，可取代PT柜，系统正常运行时，高压隔离开关QS合闸，抗饱和电压互感器TV通过PT高压熔断器RD和三相组合式大容量过电压保护器TBP与母线连接，抗饱和电压互感器TV把系统的电压变成100V输出到二次测量设备上，当系统有过电压出现时，三相组合式大容量过电压保护器TBP首先投入工作，将系统过电限制在电气设备绝缘允许的安全范围，保证系统内的电气设备不受过电压冲击损坏，当系统发生单相金属性接地时，综合接地保护装置微机控制器ZK的开关量采集模块在采集到系统电压变化时，计算分析出接地类型和接地相后，给非故障相的单相真空接触器ZJa、 ZJb、ZJc发出合闸命令，(A相弧光接地投入B相的真空接触器、B相弧光接地投入C相的真空接触器、C相弧光接地投入A相的真空接触器)投入时间为100ms， 100ms后综合接地保护装置微机控制器ZK给合闸的单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc 发出分闸命令，真空接触器分闸，真空接触器投入过程中非故障相通过真空接触器与特制电阻R串联接地，故障点注入阻性电流，综合接地保护装置微机控制器ZK的选线模块通过采样馈线柜零序电流互感器LH的电流变化，通过计算分析准确的选出故障线路；当系统发生瞬时性单相弧光接地时，综合接地保护装置微机控制器ZK的交流输入信号采集模块采集抗饱和电压互感器TV提供的三相电压Ua、Ub、Uc和开口三角电压Uo等信号并通过微机处理器进行计算并进行处理，综合接地保护装置微机控制器ZK的开关量采集模块在采集到系统电压变化时，计算分析出接地类型和接地相后给故障相的真空接触器发出合闸命令，令故障相真空接触器合闸，系统由不稳定的弧光接地快速转变成稳定的金属性接地，故障相电压降为零，故障点弧光熄灭，延时后综合接地保护装置微机控制器ZK 给接地的真空接触器发出分闸命令，接地的真空接触器分闸，真空接触器分闸后故障如果消失，则该次故障为瞬时性弧光接地，系统恢复正常运行；当系统发生间歇性单相弧光接地时，综合接地保护装置微机控制器ZK的开关量采集模块在采集到系统电压变化时，计算分析出接地类型和接地相后，给非故障相的单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc发出合闸命令，(A相弧光接地投入B相的真空接触器、B相弧光接地投入C相的真空接触器、C相弧光接地投入A相的真空接触器) 投入时间为100ms，100ms后综合接地保护装置微机控制器ZK给合闸的单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc发出分闸命令，真空接触器分闸，真空接触器投入过程中非故障相通过真空接触器与特制电阻R串联接地，故障点注入阻性电流，综合接地保护装置微机控制器ZK的选线模块通过采样馈线柜零序电流互感器的电流变化，通过计算分析准确的选出故障线路，非故障相真空接触器分闸后，综合接地保护装置微机控制器ZK给单相真空接触器ZJd和故障相的单相真空接触器 ZJa、ZJb、ZJc发出合闸命令，单相真空接触器ZJd和故障相的单相真空接触器 ZJa、ZJb、ZJc发出合闸，使系统由不稳定的弧光接地快速转变成稳定的金属性接地，故障相电压降为零，故障点弧光熄灭，综合接地保护装置微机控制器ZK 通过通讯把故障发送到后台，变电站值班人员在后台电脑上可看到接地信号，接地故障相别和接地的故障线路，同时就地的综合接地保护装置微机控制器ZK 上的液晶显示屏上也显示接地故障相别和接地的故障线路。

综上所述，该新型差动选线综合接地保护装置，通过单相真空接触器ZJa、 ZJb、ZJc和特制电阻R元件能短时增大故障点电流，准确选出故障线路，且可以把弧光接地转变成金属接地，能有效消除弧光接地过电压，避免单相接弧光引起两相接地短路事故，避免弧光接地过电压引起的电气设备损坏事故，提高供电可靠性，采用单相涡流驱动快速断路器ARS作为后备保护保证的整个设备的运行安全，保护了系统安全。

该新型差动选线综合接地保护装置，通过综合接地保护装置微机控制器 ZK控制单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc的合分闸，利用单相真空接触器ZJa、 ZJb、ZJc快速准确的投入退出特制电阻R，利用瞬时增大故障点电流准确的选出故障线路，使选线的准确率达到100％，采用综合接地保护装置微机控制器ZK准确选出接地线路后，通过单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc把弧光接地转变为稳定的金属性接地，把故障点转移到本装置内，消除弧光过电压，保护电气设备的安全。

该新型差动选线综合接地保护装置，单相涡流驱动快速断路器ARS的分闸时间≤5ms，合闸时间≤20ms，利用其快速特点，断路器串联在接地电阻与大地之间，作为后备保护，保护电气设备的安全，采用抗饱和电压互感器TV 取代常规的PT柜内的电压互感器，能有效抑制铁磁谐振的发生，减少谐振对设备的损坏，采用特制电阻R，该电阻元件与快速断路器配合限制单相接地电流，使接地电流在安全范围内且满足选线准确率的要求。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种新型差动选线综合接地保护装置，包括高压隔离开关QS、三相组合式大容量过电压保护器TBP、PT高压熔断器RD、抗饱和电压互感器TV、单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc、单相真空接触器ZJd、特制电阻R、单相涡流驱动快速断路器ARS、零序电流互感器LH、综合接地保护装置微机控制器ZK，其特征在于：所述高压隔离开关QS的上端与母线电连接，所述高压隔离开关QS的下端与三相组合式大容量过电压保护器TBP的上端电连接，所述高压隔离开关QS的下端与PT高压熔断器RD的上端电连接，所述PT高压熔断器RD的下端与抗饱和电压互感器TV的上端电连接，所述高压隔离开关QS的下端与单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc的上端电连接，所述单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc的下端与特制电阻R的上端电连接，所述单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc的下端与单相真空接触器ZJd的上端电连接，所述单相真空接触器ZJd的下端与综合接地保护装置微机控制器ZK的一端电连接，所述特制电阻R的下端与单相涡流驱动快速断路器ARS的上端电连接，所述单相涡流驱动快速断路器ARS的下端与零序电流互感器LH的上端电连接，所述单相涡流驱动快速断路器ARS的下端与综合接地保护装置微机控制器ZK的一端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型差动选线综合接地保护装置，其特征在于：所述高压隔离开关QS的下端通过三相组合式大容量过电压保护器TBP接地，所述特制电阻R是与电容元件、电感元件同等功效的电气元件。

3.根据权利要求1所述的一种新型差动选线综合接地保护装置，其特征在于：所述单相涡流驱动快速断路器ARS的分闸时间≤5ms，且单相涡流驱动快速断路器ARS的合闸时间≤20ms。

4.根据权利要求1所述的一种新型差动选线综合接地保护装置，其特征在于：所述单相涡流驱动快速断路器ARS是与熔断器、可控硅等同等功效的电气元件。

5.根据权利要求1所述的一种新型差动选线综合接地保护装置，其特征在于：所述单相真空接触器ZJa、ZJb、ZJc和单相真空接触器ZJd是与断路器、开关等同等功效的电气元件，所述单相真空接触器ZJd的下端与单相涡流驱动快速断路器ARS的上端电连接，且单相涡流驱动快速断路器ARS的下端通过零序电流互感器LH接地。

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