2024配电系统中性点柔性接地与降压消弧理论技术报告.docx

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1、汇报内容-、背景与意义二、主动降压消弧原理三、接地故障处理成套技术四、实验测试结果及运行业绩未及时处理将导致人身触电：配电网是向用户分配电能，结构复杂，易产生各类故障据统计，我国每年因触电死亡的人数占各类事故总死亡人数的10%因配电网故障导致的年均停电损失达上千亿元国内外普遍存在配电网接地故障处理难题：不同于输电网，故障电阻可能高达数十kQ,故障处理复杂、困难；可能历经数小时、甚至数月的燃弧，直到故障电阻下降到IkQ以下，才能被检测和蛆里。存在接地故障检测、选线选相、消弧及定位难题。I中性点展地阻抗过渡电阻故障电流故障电弧检测保护故障后非有效接地电网数十kQ低至0.IA极不稳定困难带故障运行*

2、加“川川,研究现状现有配电系统接地故障处理普遍采用：“堵”和“切”中性点非有效接地（包括：消弧线圈接地、不接地）堵：通过改造或调控一次系统中性点接地方式，增大零序阻抗，“堵”（减少）故障电流，弓虽迫瞬时性故障熄弧；但对于绝缘性故障，电弧熄灭后，故障点回归正常电压，又重新燃弧；该被动的电流消弧方式，难以抑制间歇性弧光故障，易产生过电压，危及人身设备安全，甚至引发“火烧连营”事故。增大I零序阻抗牙零序等效电路故障相恢复电压熄弧后，回归正常电压，电弧重燃；间歇性弧光过电压可高达3-8倍间歇性弧光故障研究现状（中性点小电阻接地，消弧线圈并电阻接地）确保在电缆沟起火等重大事故引发前，保护动作切除故障，起

3、到最后一道防线效果； 保护灵敏度仅数百欧姆，对高压线掉地（故障电阻达十几千欧）等高阻故障无能为力，人身设备安全防护能力有限； 会导致跳闸率上升，可高达3倍，降低供电可靠性； 低阻故障时，中性点和故障点电流大，跨步电压大（如台区配变接地故障），存在严重安全隐患。接地故障选线保护跳闸切除故障提出了主动消弧原理，获2010年湖南省技术发明一等奖统一了中性点接地方式，采用电力电子装置，灵活调控中性点接地阻抗，根据戴维南定律，即灵活调控注入中性点的电流或电压。不接地经消弧线圈接地经电阻接地传统中性点接地方式:固定阻抗接地可以灵活实现中性点不接地、消弧线圈接地、电阻接地、消弧线圈并电阻接地等多种接地方式;

4、J外加电源，抑制故障点恢复电压，首次从根本上消除间隙性弧光故障和过电压；J国内外首次发表有源电压消弧与保护系列论文，入选“电力工业学科高被引论文ToPlOO55中国电机工程学报3篇系列论文IEEETransactionsonIndustrialElectronics2篇研发了国内首台FACTS消弧装备，全补偿故障电流，获2016省科技进步一等奖目标：以故障电流为控制目标原理：中性点注入与故障点相反的电流，控制故障电流小于熄弧电流应用：能有效抑制各种接地故障缺点：故障点位置未知，故障电流多变，谐波丰富，故障电流精确测量困难；且等效电路中，电流源等效阻抗为无穷大，各次谐波分量需单独补偿控制，电力电

5、子电流源精确控制异常困难；设备造价高。基于电力电子的柔性接地电流消弧FACT装置原理图广东电科院与长沙理工大学研发的柔性接地FACT装置，采用电力电子装置，调控注入的零序电流大小和相位，全补偿接地故障残流（包括无功、有功和谐波电流），首次实现全补偿消弧；.采用电力电子设备，控制复杂，造价高。根据交流电弧熄灭机理，主动调控故障点电压，使故障恢复电压低于绝缘恢复强度（电弧重燃电压）；阻止电弧重燃，实现故障彻底熄弧；潘将舔第赛第题轼崔号般犀昂毒腾楂制翎会考省及常莪霰慎烹F1O闿嘴中毒腻重镀育F,控制范围宽，可采用开环控制，易于实现。熄弧峰压Up绝缘恢复强度（电弧重燃电压）Uds故障相恢复电压UrVU

6、/kVAUCV=U熄弧临界值OyT02故障相恢复电压UrV、1为此，长沙理工大学曾祥君长江学三三三wI；蹄:AZVW20kQ高阻接地故障检测装置;接地故障相主动降压消弧装置;接地故障选线跳闸装置；故障行波准确定位装置。背景与意义JKD1.-500接地故障消弧与选线保护装置汇报内容一、背景与意义二、主动降压消弧原理三、接地故障处理成套技术四、实验测试结果及运行业绩主动降压消弧原理介绍接地故障等效为一可变击穿电压放电间隙与一可变电阻串联；当外加零序电压源，调控零序电压；由于故障相电压等于零序电压与故障相电源电压之和，即调控故障相电压；当故障相电压小于弧光放电电压，则实现接地故障消弧。 非有效接地系

7、统具有天然优势，即电源、负荷均为三角形接线，中性点位移电压变化不影响电源和负荷正常运行，可以灵活调控； 外加零序电源，主动调控中性点位移电压，即零电位点与中性点分离，实现相电压控制； 由于零序回路阻抗大，调控所需电源容量小，实现方便。零电位点：U,一U;.IA,.飞消：接地故障后，外加零序电源，与故障相电源相位相反，主动调控故障相对地电压，只要将故障相点压控制到电弧重燃电压以下，就可以消除故障电流为零，实现主动电压消弧；电压控制的裕度大，可以开环控制，实现方便。（被动电流消弧（主动降压消弧）%/电弧重燃电压“fc调控零电位点：U;tU。主动降压消弧的研究思路零电位安全清除故障调控外加的零序电源

8、，再次降低故障相电压，将故障点电压控制到零，保障带电作业人身安全，实现不停电故障处理。费我故障相电压：U=O非故障相电压：U4=UUa=U位移电压U”=U。，故障零电位安全清除UB研究思路小结J针对现有接地故障处理中：被动地“堵”引发的人身设备安全问题、“切”引发的供电可靠性问题；创新性提出：外加零序电源，主动降低故障相电压，“消”除故障电流和故障电压，力争实现接地故障的不停电安全运行，消除人身设备安全隐患，确保供电可靠性。现有及在研技术抑制故障一次系统接地方式调控不接地有全题I安问谐振接地补偿故障无功残流障身备全保人设安消外加零序电源柔性（连续）控制故障相电压项目技术-、二次系统融合处理柔性

9、接地（二值控制）全补偿有功、无功残流切除故障二次系统配电自动化建设自愈控制进一步减少停电时长和停电次数切可靠性问题配电自动化减少停电时长重合闸+接地保护:.1.一：Intd2m06iX06,01.Baif3M(2C06.Oi,ClB37.09(2006.3.)(56)对比交件N101528158A.20.0.01.13.CN261038754Y.23080E.19.F特开2067101208A,2007.04.19.CN2773968Y,2006.(M.19张藤芬等.种中低压配电网车相接地政障选线新方法.(电网技术)2005,第29卷(第3期I.笫76-80页，世贵员以F8CN17910.3A

10、,2005.03.c9W2C0&000239AI.21XM.07.31.(M)发彝一种配电网安地故障消弧和保护方达(57)MS本发明公开了一种配电风按地城降的消孤和体护力法,似括以下先需；制阴闽中网一和#压相零序电比.悌接维故界Mlflfc管科.各揉椅叔源发生时，向配Ill网注入主流,强制故隔柱Il1.玉为零和接地放障电流为不，延时一段时间，减小注入电流.好果零序电R成正比例减心.则去用故延点已也孤，判断警恢凝配电网了举改变生入电流测开肠离散举情发明专利证书发要名和(一利配业叫发地故穿件重动保护方法发明人型样目：本您：那咨游等干嗝箫专科号：21011利专利中标扫，200年1月2日+利权人：长沙

11、理1大学不发码拄过本行格出中革人洗括和阿节利法进的苹查。独定双于专到成,做成本证在其在专利你地算上净从染证.者利权自没解心与之日起生故名市的的学种和很为：I年.在中进H热婪，婪利G1.A在车1R中4染及界实孔细Bl规定案增子费。季中利的平费应两在每年明月以工需地i礼未相也视大顶纳平红所，村织真应息取热在书向流之日起终普利证有记我卡形机登证的的法律状况.学制机的材相.结树.无流.林出一往龙汁乎和权人的性名关本能，国粮，地红变更等草康记我任长利要记将上dP(12)发明专利申请(10)申请公布号、：07276082A(43)申请公布日2017,10.2Q2。申#-01710M976.9(22)申请日

12、2017.07.05(71)申人K沙河1次学地址410004湖的省长涉市雨花区万宗剧南路二段960号侬发明人用召”4)，代理机构湖南湘和律怖事务所43219R三外也a何例5DintOl-MQ2J3/00(3006.01)权利妾求】立总生H6页那有效接地系统接地故障相主动降压安全站立方法(57)MX本发明公开了一种非有效接地系统接地故阳相主动降压安全运行方法,应用于中性点非有效接地发电UMK由电网的接地故障安全运行，发生单相接地故障时，在非有效接地系统供的理线与地，裁路与地,或斗性点与地,或戈尿器耳防效接地系统恻烧姐的分接抽头与地之间外加可然电流源,滴控注入电流大小和推位，进步降一种配电网接地故

13、障消弧与保护方法(Z1.2J1I(M)6701.2)E方法以故算相审压为控制目标,通过注入电渝盖制故防相电压为零,实现除时封质的K)R消费.永久故障的快速液离.解决了电而消弧法消瓠效保关.传统织户方法可掌性低的技术展.,故障相电质的上升幅值.降低It故障相绝缘击穿的民险，降纸人身设备安全隐出，有效防止停电省事故的发生,大大是高供电可小性和安全性。点电压低于接地电弧持续间不停电安全运行要求.他到等零的安全运行做交地故障电流.又能限制非(12)发明专利申请(Zl)1HlH1.)17K15II!.7S.S(22)申请日2017.07.0501)MlA长沙理工大学3)中请公布R201发明专利证书Mtt13