[实用新型]基于普通柱上断路器的智能分界接地保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及配电网分支线路接地保护装置，具体涉及一种在10kv配电网分支线路/用户分界线路上，用普通柱上断路器隔离单相接地故障/相间短路故障的智能分界接地保护装置。

背景技术

在10KV配电网中，随着主干网发生故障的概率大大下降，故障大多数集中在支线末梢的用户侧。为解决用户侧故障频繁干扰10KV主网运行问题，用户分界点的概念应运而生。

近几年来，为提高运行可靠性，用户分界点大部分安装柱上断路器。其断路器内部具有涌流控制器，当断路器负荷侧电网发生相间短路时，迅速跳开断路器达到隔离故障的目的。但是在实际运行中因无法隔离单相接地故障存在着不足和缺陷，实际上单相接地故障占整个故障的70％以上。

单相接地问题的研究在中国始终是一个相当热点的问题，但是该研究始终局限在变电站内，研究的目的也在于如何从几条馈线中选出接地馈线------小电流接地选线问题，而对配电网中的单相接地问题研究非常少。

为解决上述问题，近年来，国内及日本开始研究用户分界开关技术：在高压真空负荷开关里加入电源变压器，ZCT(零序电流互感器)和ZPD(零相电压检相器)等，再和用户分界控制器配合来完成解决单相接地问题。但这种用户分界开关技术却存在许多问题：

A、负荷开关因无法切除短路电流，不能满足用户侧的配电变压器保护，国内较少用在用户分界点。

B、必须使用专门的用户分界开关，国内现有断路器如ZW10，ZW20，ZW23，ZW32等内部空间有限，很难再加入其它设备进行改造。

C、由于开关内相间爬距大于28cm，如果制作三相从内部通过的零序电流互感器，其铁芯磁路将非常长；而零序电流互感器的不灵敏区又要求非常小。这给加工带来了很大的难度。即使能加工出来，其体积，重量和价格均为现有零序电流互感器的10倍以上。同时，这种长赛道型互感器有一种无法回避的缺点，同一电流处于赛道内不同位置时二次输出电流有微小的差异。由于A，B，C相位置不同，在非接地状态下，但二次侧会有不平衡电流输出。尤其是负荷电流较大时，不平衡电流足以引起误动作。

D、将变压器置于开关内不符合国家标准，且给开关运行带来安全隐患。

E、国内现已投运的数十万台用户断路器无法升级，只好淘汰。造成浪费。

F、由于中国变电站中性点绝大多数采用中性点不接地系统和消弧线圈接地系统。现有用户分界技术对消弧线圈接地系统无能为力。更无法解决高电组接地故障问题。

发明内容

本实用新型的目的是在不需要对开关进行改造的前提下，实现一种能提供零序电压，零序电流和电网电压信号及工作电源，匹配现有大多数断路器的操作机构完成电动跳闸任务，并具有良好的设定接口，可视化界面，事件追忆功能的电网分支线路单相/相间故障智能分界接地保护装置。

为了克服现有技术的不足，本实用新型的技术方案是这样解决的：变电站10kv母线通过站内各馈线开关连接配电网多条配电线路，在配电线路的各分支线路起点或用户分界点装有用户分界断路器，智能分界接地保护装置用于控制各用户分界断路器，当用户分界断路器负荷侧发生接地故障时，用户分界断路器应为区内故障而跳闸，此时，另外的用户分界断路器应为区外故障不动作。

本实用新型的特殊之处在于每个柱上断路器都连接一个智能分界接地保护装置，智能分界接地保护装置又是由数字继电器和组合式信号传感器连接构成，所述数字继电器包括一个数字信号处理单元电路分别与编码控制及显示单元电路、交流采样单元电路、电动跳闸单元电路、电源电路连接，所述组合式信号传感器的信号来自继电器的交流采样单元电路，交流采样单元电路与传感器的二次接口回路连接，二次接口回路又分别与零序电压电路、零序电流电路连接，零序电压电路与电网电压信号连接，零序电流电路内插入开关负荷侧电网电缆，所述数字信号处理单元电路A还包括带补偿方向型接地保护算法，带补偿方向型接地保护算法的将不完全接地时零序电流的零序电流IO补偿为完全接地时的零序电流IOf，计算式为：

IOf＝IO+ka*[(E-UO)/UO]*IO

式中：IOf—完全接地时的零序电流；

　　　IO—不完全接地时零序电流；

      ka—补偿系数；

      E—为零序电压电动势；

      UO—实测零序电压；

本实用新型与现有技术相比，具有以下特点：