專利名稱：接地電流抑制裝置和接地電流抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從發(fā)電站向用戶等的負載供電的電力系統(tǒng)的保護系統(tǒng)，特別是極適合于特高電壓系系統(tǒng)電力線的接地故障中的中性點接地裝置的消弧扼流圈和配電系統(tǒng)的補償扼流圈的補償?shù)慕拥仉娏饕种蒲b置和接地電流抑制方法。
在提供電力時，通常總是存在接地故障的問題。特別是，如迄今所作的那樣，隨著都市配電系統(tǒng)的地下電纜化和每個配電系統(tǒng)的配電線總長度的增大，或者隨著將來配電用變壓器的并聯(lián)運轉(zhuǎn)而引起總?cè)萘康脑龃?，存在單線接地電流增大的傾向，因此，期望有對該傾向的對應措施。
為了抑制接地電流，熟知的方式是在電力線中設(shè)置可變扼流圈。例如，22KV—77KV的特高電壓系統(tǒng)的消弧扼流圈連接在主變壓器的中性點與對地之間，利用感抗可以抵消占輸電線發(fā)生故障時的接地電流的大部分的對地電容。使用消弧扼流圈時，以完全補償系統(tǒng)的對地電容為目標作為常時補償方式。由于補償值是根據(jù)輸電線的長度而設(shè)定的，所以，當系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化時，目前采用的方法是進行手動切換而使扼流圈停止。
但是，利用手動切換很麻煩，同時，不能與變化適時地對應，所以，有人提案了使抽頭選擇實現(xiàn)自動化的裝置。例如，特開昭57—193936號公報所公開的預先設(shè)定與同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對應的對地電容一致的抽頭切換器的抽頭位置，根據(jù)斷路器的開閉器信息選擇最佳抽頭位置的方式。
另外，適用于6.6KV系統(tǒng)的配電線的補償扼流圈，以不完全補償為前提作為常時補償方式。目前，對地充電電流的最大值約為20A，基于這種考慮，在日本進行電氣設(shè)備技術(shù)基準中所規(guī)定的第2種接地工程。通過設(shè)置接地保護裝置以求確保安全，所以，根據(jù)確保接地時的零相電壓的目的出發(fā)，增大限流電阻。
這樣，先有的適用于電力線例如特高壓系統(tǒng)的電力線或配電系統(tǒng)的補償扼流圈，以不完全補償為前提作為常時補償方式。但是，配電系統(tǒng)由于自動化等，系統(tǒng)總是在變化的，對此，補償值不跟隨該變，從而，實際上就不能使配電系統(tǒng)的電容補償達到最佳狀態(tài)。即，扼流圈的最佳值隨配電線而異，另外，也隨每天系統(tǒng)運轉(zhuǎn)引起系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化而變化。因此，考慮接地電流補償?shù)淖罴褷顟B(tài)時，期望有能適時地改變扼流圈的方式。
作為調(diào)整對地電容的補償度的方法，熟知的有切換補償用扼流圈的抽頭的方式。但是，機械式的切換方式的響應速度為分鐘的數(shù)量級，并且，切換頻度也不能太多。因此，使用這種機械式進行的補償扼流圈的調(diào)整，在發(fā)生接地故障時不能立刻對應地響應，需要一定的響應時間。換言之，不能跟蹤接地故障進行調(diào)整。所以，與接地故障對應時，實際上和將補償扼流圈固定的情況相同。
另外，如上所述，隨著都市的配電系統(tǒng)實現(xiàn)地下電纜化和每個配電系統(tǒng)的配電線總長度的增大或者將來配電用變壓器的并聯(lián)運轉(zhuǎn)引起總?cè)萘康脑龃螅嬖趩尉€接地電流增加的傾向。如果單線接地電流增加，為了使第2種接地工程進一步低電阻化，必須設(shè)置多個并聯(lián)連接的接地電阻，從而，出現(xiàn)保持接地保護繼電器的檢測靈敏度的問題。
本發(fā)明就是鑒于上述先有技術(shù)的問題而提案的，其目的旨在提高電力系統(tǒng)的保護系統(tǒng)的可靠性。另外，本發(fā)明的另一個目的旨在提供可以在接地故障發(fā)生后迅速地進行接地電流抑制控制的接地電流抑制裝置和抑制方法。本發(fā)明的第3個目的旨在提供可以保持接地保護繼電器的檢測靈敏度的接地電流抑制裝置。此外，本發(fā)明的第4個目的在于提供不必使第2種接地工程進一步低電阻化的接地電流抑制裝置和抑制方法。
上述目的，可以通過在可以改變電力系統(tǒng)的對地電容補償用中性點接地扼流圈和感抗量的接地電流抑制裝置中設(shè)置如下裝置而達到。即，設(shè)置檢測電力線的電流的電流檢測器、根據(jù)由該電流檢測器檢測的檢測值檢測有無接地故障發(fā)生的接地故障檢測器和當該接地故障檢測器檢測到已發(fā)生了接地故障時根據(jù)上述檢測值改變上述感抗量的感抗量變更器。
這時，對地電容也可以根據(jù)變更后的感抗量進行補償。希望這種補償對于預先設(shè)定的比常時進行完全補償?shù)闹敌〉臄?shù)值，在確定感抗量之后可以預先大致地進行補償，作為其補償元件可以使用例如固定扼流圈。
另外，感抗量變更器包括當接地故障檢測器檢測到接地故障時可以迅速改變感抗量的控制裝置。該控制裝置設(shè)定為在改變感抗量時根據(jù)零相電流和零相電壓計算位相差，然后根據(jù)該位差計算應補償?shù)母锌沽?。并且，作為接地感抗，是將多個扼流圈串聯(lián)連接而構(gòu)成，作為感抗量變更器，可以由與各扼流圈并聯(lián)地設(shè)置的使各扼流圈通斷的開關(guān)和控制該開關(guān)通斷的控制裝置構(gòu)成。作為開關(guān)，可以使用可控硅整流器、控制極可關(guān)斷可控硅整流器等半導體開關(guān)元件。
另外，上述目的還可以通過在利用電力系統(tǒng)的對地電容補償用中性點接地扼流圈補償對地電容抑制接地電流的接地電流抑制方法中采用如下方法而達到。即，對于上述接地扼流圈預先設(shè)定常時固定的感抗量，大致地補償對地電容，在發(fā)生接地故障時對大致補償過的感抗量通過根據(jù)接地電流改變感抗量補償對地電容，抑制接地電流。
按照本發(fā)明的上述裝置，接地故障檢測器根據(jù)電流檢測器檢測的流過電力線的電流檢測有無接地故障，并根據(jù)該檢測結(jié)果，在發(fā)生接地故障之后感抗量變更器根據(jù)電流檢測器檢測的檢測值改變感抗量。這樣，感抗量變更器便可設(shè)定為更適當?shù)母锌沽?。另外，通過設(shè)定感抗量補償對地電容，可以抑制接地電流。
在進行對地電容的補償時，只要對預先設(shè)定的比常時進行完全補償?shù)闹敌〉臄?shù)值在確定感抗量后可以大致地進行補償，就可以減小最大的對地充電電流。因此，當發(fā)生了接地故障時，就利用感抗量變更器改變感抗量，以補償大致地補償所未能補償?shù)牟糠?。作為接地扼流圈，將多個扼流圈串聯(lián)連接，只要對各個扼流圈連接由半導體元件構(gòu)成的開關(guān)，通過控制該開關(guān)的通斷便可高速度地改變感抗量。
圖1是本發(fā)明實施例的接地電流抑制裝置的簡略結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖2是用于說明接地電流抑制的原理的說明圖。
圖3是實施例的接地電流抑制裝置中用于改變感抗量的主要部分的電路圖。
圖4是實施例的抑制效果的解析圖。
圖5是實施例的接地電流抑制裝置的系統(tǒng)構(gòu)成圖。
圖6是圖5中的控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖7是發(fā)生單線接地故障時圖5的等效電路圖。
圖8是零相電壓最大控制方式的控制順序的流程圖。
圖9是零相電壓—零相電流間同相控制方式的控制順序的流程圖。
圖10是零相電壓—零相電流間同相控制裝置的詳細的控制處理順序。
下面，參照


本發(fā)明的實施例。
圖1是將本發(fā)明的一個實施例的接地電流抑制裝置設(shè)置到配電系統(tǒng)中的狀態(tài)的簡要圖。圖中所示的系統(tǒng)，是一般的配電系統(tǒng)。圖中，配電變壓器1通過斷路器2與配電變電所的母線3連接，配電線5a，5b通過配電線用斷路器4a，4b與母線3連接，通過這些配電線5a，5b向圖中未示出的負載供電。進而，接地式儀表用變壓器6也與母線3連接。圖中，7是發(fā)生接地故障時的接地電阻，8a，8b是配電線5a，5b的對地電容，9a，9b為零相變流器。在這樣構(gòu)成的配電系統(tǒng)中，具有可變感抗的接地電流抑制裝置(以后，也稱為“接地電流補償裝置”)10與配電變壓器1的次級一側(cè)的顯形接線連接。
在這樣的配電系統(tǒng)中，假設(shè)在配電線5a中發(fā)生了接地故障即單線接地故障。于是，故障電流便作為接地電流11的IF的分量，包括通過發(fā)生接地故障的線路即故障線路5a的對地電容8a流動的電流IC1、通過同一母線的健全線路即健全線路5b的對地電容8b流動的電流IC2、流過接地式儀表用變壓器6的電流IRn和流過接地電流補償裝置10的電流ILn。故障線路5a的零相電流IO1的分量為IC2，IRn，ILn。
圖2A，2B是以在這樣構(gòu)成的配電系統(tǒng)中接地式儀表用變壓器6的零相電壓為基準的接地電流的矢量關(guān)系。沒有接地電流抑制裝置10時，接地電流IF為故障線路5a的零相電流IO1的電流分量IC1，IC2，IRn合成的電流。與此相反，有接地電流補償裝置10時，由于流過接地電流補償裝置10的電流ILn與故障線路5a的零相電流IO1的電流分量IC1，IC2抵消，所以，可以抑制接地電流IF。
本實施例的接地電流抑制裝置的動作特征在于從開始便預先插入與大致的電容補償相當?shù)母锌钩煞?，在發(fā)生故障時，在控制裝置中根據(jù)零相電壓和零相電流計算感抗補償量，并且可以高速度地通過調(diào)整補償量而改變ILn。
圖3是圖1中的接地電流補償裝置10的結(jié)構(gòu)電路圖。圖中，是將9個扼流圈101，102，103，…，109串聯(lián)連接，并將可以高速通斷的半導體開關(guān)122，123，124，…，129與各扼流圈并聯(lián)連接而構(gòu)成，扼流圈101作為固定部分未與半導體開關(guān)并聯(lián)連接。作為半導體開關(guān)，例如是將可控硅整流器或控制極可關(guān)斷可控硅整流器反向并聯(lián)連接而構(gòu)成，雖然圖中未示出，但是分別具有過電壓抑制元件、陽極扼流圈和緩中電路。另外，各半導體開關(guān)122，123，124，…，129還分別與門電路13連接，而門電路13分別與控制裝置14連接。另外，非接地系統(tǒng)的高電阻接地用的電阻15和過電壓抑制元件16分別與上述扼流圈101，102，103，…，109并聯(lián)連接。另外，該接地電流補償裝置10通過開閉器17與配電變壓器1連接，可使整個接地電流抑制裝置與變壓器1的中性點分離。
這樣構(gòu)成時，常時根據(jù)迄今的實際效果預先成為大致的補償?shù)亩罅魅?01—106部分地接入中性點，在發(fā)生故障時利用根據(jù)控制裝置14的指令而從門電路13輸出的信號控制各半導體開關(guān)122，123，…，129通斷，便可高速地抑制接地電流。
下面，具體地進行說明。例如，系統(tǒng)電壓為6.6KV、最大對地充電電流為30A時，若采用3A間隔的補償感抗，則扼流圈101的電阻為與30A相當?shù)?27Ω，如果取補償量為27A，則總電阻成為141Ω，所以，扼流圈102的電阻成為與扼流圈101的差值即14Ω。以下，同樣可以決定各扼流圈103—109的值。如圖所示，該決定值對于扼流圈103為18Ω，對于扼流圈104為22Ω，對于扼流圈105為30Ω，對于扼流圈106為43Ω，對于扼流圈107為63Ω，對于扼流圈108為106Ω，對于扼流圈109為212Ω。通常，由于采用作為不完全補償?shù)亩罅魅υO(shè)定，所以，對于最大對地充電電流30A，使用補償充電電流27A相當?shù)亩罅魅?。所以，使半導體開關(guān)122斷開，其他半導體開關(guān)123—129成為導通狀態(tài)。
圖4是應用實施例的接地電流補償裝置10時的分析例子。在發(fā)生接地故障時，流過有效值為34A的電流，但是，通過高速接入27A相當?shù)亩罅魅Γ憧纱蠓鹊匾种平拥仉娏?。圖中，在接地故障剛發(fā)生之后雖然出現(xiàn)約為250A的峰值，但是，從接地故障發(fā)生時刻開始約10ms的時間為過渡狀態(tài)。
圖5是將實施例的接地電流抑制裝置10應用于系統(tǒng)中時的總體結(jié)構(gòu)電路圖。應用系統(tǒng)是通過配電變壓器1、母線3a，3b、斷路器4、多根配電線51，52，53，54，55，56向負載供電的系統(tǒng)?；旧嫌山拥仉娏饕种蒲b置10主機及其控制裝置14構(gòu)成。符號6，6a，6b是接地式儀表用變壓器，符號601是從接地式儀表用變壓器6向控制裝置14的傳送線路。另外，零相變流器91，92，93，94，95，96如圖所示的那樣與配電線51，52，…，56連接，并分別通過饋電線路911，921，931，941，951，961與控制裝置14連接。另外，符號8是各配電線51—56的對地電容(C1，C2，C3，C4，C5，C6)。由零相變流器91—96和接地式儀表用變壓器6檢測的零相電流及零相電壓的信號通過傳送線路911，921—961及601輸入控制裝置14，通過傳送線路132將運算后的輸出命令(通斷信號)傳送給半導體開關(guān)122—129的門驅(qū)動電路13。
在圖5的例子中，示出的是將接地電流抑制裝置10與配電變壓器1的次級一側(cè)的中性點連接的情況，但是，在本發(fā)明的系統(tǒng)中，即使與接地式儀表用變壓器6的初級一側(cè)的中性點連接或者連接到三線圈中，或者使用專用的接地變壓器，對于抑制接地電流也有同樣的效果。
圖6是控制裝置14的結(jié)構(gòu)框圖。由圖6可知，控制裝置由將電流、電壓的模擬量采樣后變換為數(shù)字值的輸入部1010、根據(jù)輸入數(shù)據(jù)進行保護繼電器運算處理的處理部1020、根據(jù)處理結(jié)果向接地電流抑制裝置10傳遞控制指令的輸出部1030和進行調(diào)整操作的調(diào)整部1040等構(gòu)成。下面，說明輸入部1010、處理部1020、輸出部1030的結(jié)構(gòu)和功能。
輸入部1010通過傳送線路911—961及601輸入各配電線51—56的零相電流信號和零相電壓，通過輸入變換單元1011、濾波器部(FIL)1012、取樣保持部(S/H)1013、順序傳送保持的數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換電路(MPX)1014和模/數(shù)變換電路(A/D)1015變換為數(shù)字信號并輸入處理部1020。處理部1020由中央運算處理裝置(CPU)1021和存儲繼電器運算程序及運算結(jié)果等的存儲器1022構(gòu)成，CPU1021根據(jù)采樣的數(shù)字的輸入信號的零相電流和零相電壓計算位相差，在發(fā)生接地故障時根據(jù)該位相差計算扼流圈的控制量，判斷扼流圈抽頭的增減。并且，將判斷的結(jié)果作為通斷信號傳送給輸出部1030。輸出部1030由數(shù)字輸出(D/O)1031和輔助繼電器單元1032構(gòu)成，通過傳送線路132將判斷結(jié)果的通斷信號傳送給控制半導體開關(guān)122—129的門電路13。另外，圖中的D/I1050是輸入外部信號的數(shù)字輸入。這樣，利用運算型的控制裝置14便可高速地控制接地電流抑制裝置10。關(guān)于圖6的CPU1021的處理，后面再作介紹。
圖7是在圖5的配電線51中發(fā)生單線接地故障時的等效電路的電路圖。由圖可知，作為接地電流抑制裝置10的效果，可以抑制高低壓混觸時低壓一側(cè)的電壓上升。即，在圖7的等效電路中，可以高速地控制補償扼流圈改變，用以抑制發(fā)生接地部分11的Rg的兩端電壓Vg。符號61是接地式儀表用變壓器6的三次限流電阻rn的一次換算電阻Rn。根據(jù)圖7的等效電路，將電源電壓Vs、零相電壓Vo和發(fā)生接地部分的兩端電壓Vg分別作為矢量(在下式中用下劃線—表示矢量)表為VS＝VO＋Vg…(1)由于電源電壓Vs恒定，所以，如果控制零相電壓|Vo|成為最大，便可使發(fā)生接地部分的兩端電壓|Vg|成為最小。即，Vo＝(V/3)/〔1＋Rg(1/Rn＋jωC＋1/jωL}〕…(2)其中，因C＝C1＋C2＋C3＋C4＋C5＋C6，所以，如果控制補償扼流圈滿足如下關(guān)系，ωL＝l/ωL…(3)則有Vo＝(V/3){Rn/(Rn＋Rg)} …(4)Vg＝Vs－Vo＝V/3－(V/3)(Rn/(Rn＋Rg))＝(V/3){Rg/(Rn＋Rg)} …(5)Ig與Vo成為同相。但是，流過零相變流器91的ZCT1的電流io1是從Ig減去比Vo超前的電流ic1的電流，所以，成為比Vo滯后的位相。因此，雖然圖中未示出，但是，可以根據(jù)滯后位相范圍判斷配電線接地保護繼電器(方向接地)。
根據(jù)以上所述，利用與接地保護繼電器(方向接地)的關(guān)系，可以考慮以下所示的零相電壓最大控制方式和零相電壓—零向電流同相控制方式等兩種控制方向。
(a)零相電壓(Vo)最大控制方向該方式著眼于零相電壓Vo，是控制補償感抗以使發(fā)生單線故障時零相電壓Vo成為最大的方式。即，根據(jù)(5)式，低壓一側(cè)的電壓上升為3810{Rg/(Rn＋Rg)}(V)所以，僅由Rn決定接地電阻，沒有所謂的補償殘余，從而具有可以完全抑制接地電流的效果。
這時的CPU1021中的控制順序的流程圖示于圖8。
在該控制中，首先確定故障前的扼流圈抽頭的初始位置(S1)。例如，將初始位置設(shè)定為最大對地電容的約50％。常時，根據(jù)采樣的零相電壓Vo計算有效值(S2，S3)，幾乎在同一時刻根據(jù)零相電壓Vo和零相電流io計算位相差θo1(S4，S5)。并且，通過與常時的調(diào)整值進行比較，判斷接地故障的發(fā)生(S6)。如果該判斷是未發(fā)生接地故障，就進行零相電壓Vo的最大判斷，如果是最大，就不改變扼流圈抽頭(S8)，并返回到S2和S4進行以后的處理。如果零相電壓Vo不是最大，就進行位相差判斷(S9)，如果位相差θo1為負，就降低扼流圈的抽頭位置，從而減小感抗量(S10)，如果位相差θo1為正，就提升扼流圈的抽頭位置，從而增大感抗量(S11)，并返回到S2和S4進行以后的處理。
由于該方式中使用的方向接地繼電器是用零相電流相對于零相電壓的滯后位相范圍進行判斷的，所以，通過使其檢出特性成為零相變流器(ZCT)電流相對于接地式儀表用變壓器(GPT)的三次電壓從同相到位相落后作為動作范圍。根據(jù)零相電壓與各配電線的零相變流器(ZCT)的零相電流，判斷接地方向，從而判定有故障的電線。將唯一方向相反的配電線作為故障線路斷開時就除去了有故障的電路，就有作為接地電流抑制裝置系統(tǒng)的效果。
(b)零相電壓(Vo)—零相電流(ZCT電流io)同相控制方式該方式著眼于零相電壓Vo、零相電流(ZCT電流)io，是在發(fā)生單線接地故障時控制補償扼流圈L以使零相電壓Vo與零相電流io成為同相的方式。在該方式中，由于零相電壓Vo與零相電流io同相，所以，接地方向繼電器可以是超前位相判斷的特性，但是，卻產(chǎn)生所謂的補償殘余。即，根據(jù)零相電壓Vo與零相電流io為同相的條件，有ω(C—C1)＝1/ωL…(6)所以，故障點電流Ig可以表為Ig＝(V/3){(1/Rn)＋JωC1}/{1＋Rg(1/Rn＋jωC1)…(7)低壓一側(cè)的電壓上升Vg可以表為|Vg|＝|Ig|·Rg＝|V/3|·{(Rg/Rn)2＋(ωC1Rg)2}/{(1＋Rg/Rn)2＋(ωC1Rg)2}…(8)該方式中CPU1021的控制順序示于圖9的流程圖。在該控制中，首先確定故障前的扼流圈抽頭的初始位置(S21)。常時，根據(jù)采樣的零相電壓Vo(S22)和零相電流io(S23)計算位相差θo1(S24)。并且，通過與常時的調(diào)整值進行比較，判斷接地故障的發(fā)生(S25)。在該判斷中，如果未發(fā)生接地故障，就回到S21，反復進行計算。如果判定已發(fā)生了接地故障，就判斷零相電壓Vo與零相電流io的位相差0o1(S26)，如果基本上是同相的，即θo1＝0，則不改變扼流圈抽頭(S27)，如果判定有位相差并且0o1為正，就使扼流圈抽頭提升從而增加感抗量(S28)，如果0o1為負，就使扼流圈抽頭降低以減少感抗量(S29)，并反復進行S22和S23以后的處理。
圖10是詳細的采用零相電壓—零相電流的同相控制方式的接地電流控制系統(tǒng)的控制裝置的控制框圖。在輸入部，對位相差θ的零相電壓Vo零相電流Io的基波成分(60Hz)進行采樣，對有效值進行數(shù)字運算。在接地檢測－方向判斷部，通過對每個濾波器根據(jù)以零相電流Io的60°滯后位相為中心的Vo與Io的標積的大小進行故障檢測，并根據(jù)其正負進行故障的內(nèi)外部判斷來判斷故障濾波器。在補償量運算部，計算與接地電流的電容性分量(＝對地充電電流)相當?shù)牧阆嚯娏鱅o的正弦分量，并輸出。在輸出部，只選擇并輸出發(fā)生接地故障的濾波器的補償量運算結(jié)果，根據(jù)電平判斷，選擇接入的半導體開關(guān)的抽頭，進行通斷控制。按照該控制方法，當接入補償扼流圈時，控制零相電壓Vo與零相電流Io成為同相。
在上述實施例中，以配電系統(tǒng)為對象進行了說明，但是，作為特高壓系統(tǒng)的電力線的消弧扼流圈，連接在主變壓器的中性點與對地之間，即使應用于利用感抗抵消饋電線發(fā)生故障時占接地電流的大部分的電容部分的方式，也具有接地電流抑制的同樣效果。使用消弧感抗時，由于以完全補償系統(tǒng)的對地電容為前提，所以，可以應用先前說明過的零相電壓最大控制方式。
由前面的說明可知，按照本發(fā)明，由于根據(jù)發(fā)生接地故障時流過配電線的電流改變補償扼流圈，所以，可以高精度地抑制接地電流，從而可以提高電力保護系統(tǒng)的可靠性。另外，由于可以高速地改變補償扼流圈，所以，可以高速地抑制發(fā)生接地故障時的接地電流。從而可以防止接地保護繼電器的檢測靈敏度降低。另外，也不需要第2種接地工程的進一步低電阻化，從而可以與配電線總長度的增大以及配電變壓器的并聯(lián)運轉(zhuǎn)化相對應。
具體地講，按照本發(fā)明，在發(fā)生接地故障之后，由于根據(jù)由接地檢測器檢測的檢測值改變感抗量，所以，可以改變與接地故障對應的感抗量，從而可以提高電力系統(tǒng)的保護系統(tǒng)的可靠性。
這樣，按照本發(fā)明，由于通過改變感抗量補償對地電容，所以，可以抑制接地電流，從而不需要第2種接地工程的進一步低電阻化。
另外，按照本發(fā)明的裝置，由于可以具有將上述接地感抗量規(guī)定為比常時完全補償對地電容的值小的預行設(shè)定的值的裝置，所以，可以將接地感抗量基本上補償為比可以完全補償對地電容的值小的預先設(shè)定的值，從而可以將最大對地充電電流抑制小，具有可以減小發(fā)生接地故障時感抗量的控制量并迅速地與其對應的效果。
按照本發(fā)明，為了具有比可以完全補償對地電容的值小的預先沒定的值，通過設(shè)置固定扼流圈，可以以低成本構(gòu)成本發(fā)明的裝置。
另外，本發(fā)明的裝置的接地檢測器根據(jù)采樣的零相電壓和零相電流簡單地檢測出接地故障的發(fā)生。
按照本發(fā)明的裝置，由于包括可以迅速改變感抗量的控制裝置，所以，可以迅速地與接地故障的發(fā)生對應地將接地電流抑制小。
本發(fā)明的感抗量控制裝置判斷零相電壓的最大值，不是最大值時，根據(jù)零相電壓與零相電流的位相差的正負增減感抗量，進而與零相電壓同零相電流的位相差進行比較，不是同相時，通過根據(jù)位相差的正負增減感抗量，可以高速度地進行高精度的計算，從而提高感抗量的對地電容的補償精度。
另外，按照本發(fā)明，由于通過控制裝置和開關(guān)裝置分別進行扼流圈的通斷，所以，可以與應改變的感抗量對應地迅速地進行控制，從而可以迅速地與接地故障的發(fā)生對應地將接地電流抑制小。
按照本發(fā)明，由于利用半導體開關(guān)構(gòu)成開關(guān)裝置，所以，可以迅速而可靠地進行切換控制。
權(quán)利要求
1.一種可以改變電力系統(tǒng)的對地電容補償用中性點接地扼流圈的感抗量的接地電流抑制裝置，其特征在于具有檢測流過電力線的電流的電流檢測器、根據(jù)由該電流檢測器檢測的檢測值檢測有無接地故障發(fā)生的接地故障檢測器和當該接地故障檢測器檢測到發(fā)生了接地故障時根據(jù)上述檢測值改變上述感抗量的感抗量變更器。
2.按權(quán)利要求1所述的接地電流抑制裝置，其特征在于具有將上述接地感抗量規(guī)定為比常時完全補償對地電容的值小的預先設(shè)定的值的裝置。
3.按權(quán)利要求2所述的接地電流抑制裝置，其特征在于規(guī)定為上述預先設(shè)定的值的裝置由固定扼流圈構(gòu)成。
4.按權(quán)利要求1所述的接地電流抑制裝置，其特征在于上述接地故障檢測器根據(jù)采樣的零相電壓與零相電流間的位相差檢測有無發(fā)生接地故障。
5.按權(quán)利要求1所述的接地電流抑制裝置，其特征在于上述接地故障檢測器通過將上述零相電壓與零相電流間的位相差同常時的整調(diào)值進行比較來檢測有無接地故障發(fā)生。
6.按權(quán)利要求1所述的接地電流抑制裝置，其特征在于上述感抗量變更器包括當接地故障檢測器檢測到接地故障時可以迅速改變感抗量的控制裝置。
7.按權(quán)利要求6所述的接地電流抑制裝置，其特征在于上述控制裝置根據(jù)零相電流和零相電壓求位相差，根據(jù)該位相差計算應補償?shù)母锌沽?，并改變感抗量?br> 8.按權(quán)利要求7所述的接地電流抑制裝置，其特征在于上述控制裝置判斷零相電壓的電壓值，根據(jù)上述位相差的正負狀態(tài)增減感抗量以使該電壓成為最大。
9.按權(quán)利要求7所述的接地電流抑制裝置，其特征在于上述控制裝置比較零相電壓與零相電流的位相差，當不是同相時根據(jù)上述位相差的正負狀態(tài)增減感抗量。
10.按權(quán)利要求1所述的接地電流抑制裝置，其特征在于上述接地扼流圈由將多個扼流圈串聯(lián)連接而成，感抗量變更器由與各扼流量并聯(lián)連接的使各扼流圈通斷的開關(guān)裝置和控制該開關(guān)裝置的切換的控制裝置構(gòu)成。
11.按權(quán)利要求10所述的接地電流抑制裝置，其特征在于上述開關(guān)裝置由半導體開關(guān)構(gòu)成。
12.按權(quán)利要求1所述的接地電流抑制裝置，其特征在于上述電力線為配電線。
13.按權(quán)利要求1所述的接地電流抑制裝置，其特征在于上述電力線為特高壓系統(tǒng)的電力線。
14.一種利用電力系統(tǒng)的對地電容補償用中性點接地扼流圈補償對地電容來抑制接地電流的接地電流抑制方法，其特征在于對上述接地扼流圈預先設(shè)定常時固定的感抗量，大致地補償對地電容，當發(fā)生接地故障時，對大致補償?shù)母锌沽坑嬎闩c接地電流對應的感抗量，通過根據(jù)該計算結(jié)果改變感抗量，補償對地電容，抑制接地電流。
全文摘要
本發(fā)明為一種接地電流抑制裝置，它將扼流圈101，102，103，…，108，109串聯(lián)地與電力系統(tǒng)的對地電容補償用中性點連接，同時，將可以高速通斷的開關(guān)122，123，124…，129與各扼流圈并聯(lián)連接，根據(jù)采樣時的零相電流與零相電壓的位相差檢測有無接地故障發(fā)生，根據(jù)發(fā)生接地故障時的零相電流和零相電壓計算最佳的對地電容的補償量，同時，控制開關(guān)122，123，…129的通斷，改變感抗量以使與上述補償量符合。
文檔編號H02H9/08GK1119796SQ95105498
公開日1996年4月3日 申請日期1995年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月19日
發(fā)明者有田浩, 木田順三, 松井義明, 山極時生, 杉本重幸, 根尾定紀 申請人:株式會社日立制作所, 中部電力株式會社