2024-05-20-长沙理工大学-2024配电系统中性点柔性接地与降压消弧理论技术报告_61页_7mb

报告摘要

本报告围绕配电网中性点接地方式的创新研究展开，重点介绍“主动降压消弧”理论及其实现技术，旨在解决传统接地故障处理方式存在的安全性和可靠性问题。

传统方式问题：配电网接地故障处理普遍采用“堵”和“切”方式，存在以下问题：
- “堵”方式（如消弧线圈接地、中性点电阻接地）难以抑制间歇性弧光故障，易引发过电压和安全隐患；
- “切”方式（如小电阻接地）对高阻故障处理能力有限，且跳闸率高，影响供电可靠性。
主动降压消弧理论：提出通过外加零序电源，主动调控故障点电压，使其低于电弧重燃电压，从而实现故障电流的消除和电压的抑制，解决间隙性弧光故障问题，实现故障点的不停电安全处理。
成套技术：研发了JKDL-500接地故障消弧与选线保护及定位成套装置，包括：
- 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。
柔性接地技术优势：
- 能够灵活实现多种接地方式（不接地、消弧线圈接地、电阻接地等）；
- 通过调控零序电压，实现对三相不平衡电压和铁磁谐振过电压的有效抑制；
- 提供高精度的故障电流和电压控制，实现对各种接地故障的快速响应和处理；
- 提升配电网的供电可靠性和安全性，可实现30%左右电缆线路的不停电恢复。

高灵敏度选线：通过多种故障特征信息（如零序导纳、介损、高频信号、行波等）进行融合分析，提升选线精度。
行波定位技术：利用故障电压行波的光速传播特性，结合“互联网+”平台，实现快速、准确的故障定位，误差小于60米。
实验验证：在1:1真型试验场中验证了装置的可行性与实用性，包括：
- 选线准确率：低阻故障不低于99%，高阻故障不低于95%；
- 补偿响应时间：低阻故障不大于150ms，高阻故障不大于350ms；
- 灭弧效果：实现对各类接地故障的有效处理，保障人身设备安全。

发明专利：已获多项国家发明专利授权，包括：
- 一种配电网接地故障消弧和保护方法（ZL20110006701.2）；
- 非有效接地系统接地故障相主动降压安全运行方法（ZL201710544978.8）；
- 配电网对地绝缘参数在线测量技术（已获发明专利）。
技术影响力：相关论文被收录为“电力工业学科高被引论文TOP100”，并获得国家发明二等奖。

难点：
- 故障电流小、不稳定，难以检测；
- 传统选线装置精度不足，无法满足高阻故障处理需求；
- 故障行波检测难度大，受线路等效电容小、行波折射反射等因素影响。
解决方案：
- 注入信号谐振测量技术，实现对地电容、电阻、介损的在线测量；
- 采用多维故障特征信息融合技术，提升选线精度；
- 开发高灵敏度、小体积、低功耗的暂态电流芯片传感器，用于故障行波定位。