本發明屬于供電設備技術領域，尤其是涉及一種自動切換接地方式成套裝置及其自動切換接地方法。

背景技術：

目前中國6kv～35kv配電網大多數采用小電流接地方式和中性點不接地方式，即中性點非有效接地方式和中性點不接地方式。隨著城市建設步伐的加快，城市框架不斷的拉大，城市中壓電網規模也隨之增大，再加上近幾年電力電纜線路的大量采用，中壓電網系統的電容電流水平急劇增加，這給電網的運行帶來了一些問題。單相接地引起中壓電網的故障和異常，具有多發性、屏蔽性、廣泛性、不可預見性及多樣性等特點，應予以高度重視，找出原因及制定措施加以解決。中壓配網的中性點接地方式主要有幾種，采用小電阻接地、消弧線圈接地、不接地。該幾種接地方式都有自身的優點和缺點，例如，消弧線圈接地存在調節不變，智能化低等問題。

為了解決現有技術存在的問題，人們進行了長期的探索，提出了各式各樣的解決方案。例如，中國專利文獻公開了一種消弧線圈裝置及其消弧方法[申請號：201510732831.2]，其中消弧線圈裝置包括消弧線圈，消弧線圈的一端接地，另一端與一開關模塊的一端電連接，開關模塊的另一端為輸出端；還包括并接電阻，并接電的一端接地，另一端與并接投入開關的一端連接，并接投入開關的另一端與輸出端連接。本發明投入使用時，將輸出端與電網的中性點接在一起。電網發生單相接地時，開關模塊在電網電容電流的增大時，快速的將消弧線圈與中性點連接在一起，快速的去減弱電網的不對稱電壓。在消弧線圈接入一段時間后，當電網中零序電壓不為零時，并接投入開關閉合將并接電阻與中性點連在一起，去消除零序電壓。

上述方案在一定程度上解決了現有中性點接地方式調節不便的問題，但是該方案依然存在著：接地方式單一，無法根據電網運行情況選擇使用多種接地方式的問題。

技術實現要素：

本發明的目的是針對上述問題，提供一種結構簡單合理，多種接地方式組合的自動切換接地方式成套裝置。

本發明的另一個目的是針對上述問題，提供一種操作簡單，自動化程度高的自動切換接地方法。

為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：本自動切換接地方式成套裝置，包括控制器，其特征在于，所述的控制器分別并聯接有電阻器接地結構、間隙接地結構、直接接地結構以及消弧線圈接地結構，所述的電阻器接地結構包括由小電阻和真空接觸器串聯而成的可控小電阻，所述的直接接地結構包括用于控制電網中性點直接接地的隔離開關，所述的隔離開關連接有與控制器相連且用于實現隔離開關的合分閘的電動操作機構。

在上述的自動切換接地方式成套裝置中，所述的消弧線圈接地結構包括調匝式消弧線圈，所述的調匝式消弧線圈上分別設有若干分接頭，且每一個分接頭對應不同的匝數，且每一個分接頭上均設有能實現有載切換檔位從而改變電感電流的有載電動開關。

在上述的自動切換接地方式成套裝置中，所述的小電阻由不銹鋼合金制成，且所述的小電阻與控制器相連。

在上述的自動切換接地方式成套裝置中，所述的間隙接地結構包括與控制器并聯接的放電間隙，所述的放電間隙的間隙回路上串聯有至少一個真空接觸器，且所述的控制器與真空接觸器相連，所述的真空接觸器均與避雷器相連。

在上述的自動切換接地方式成套裝置中，所述的調匝式消弧線圈上依次連接有若干并聯電阻，且所述的并聯電阻連接有可控硅組件。

在上述的自動切換接地方式成套裝置中，所述的調匝式消弧線圈與電壓互感器相連，所述的電壓互感器通過隔離開關與一次連接排相連，且所述的一次連接排與接地變壓器相連。

在上述的自動切換接地方式成套裝置中，所述的放電間隙通過電阻器和電流互感器相連。

在上述的自動切換接地方式成套裝置中，所述的調匝式消弧線圈上的分接頭的數量為5-25個。

上述的自動切換接地方式成套裝置的自動切換接地方法如下所述：本自動切換接地方法，其特征在于，本方法包括：

a、消弧線圈和小電阻合一接地方式：當配電網發生接地故障時，通過消弧線圈接地結構和電阻器接地結構合成一套裝置檢測電網電容電流值來測算出需要補償的電感電流，控制消弧線圈輸出補償電流；

b、用間隙接地和直接接地合一接地方式：間隙接地結構和直接接地結構屬于大電流接地系統，通過中性點直接接地，發生單相接地故障時，接地短路電流很大，使斷路器跳閘切除故障。

與現有的技術相比，本自動切換接地方式成套裝置及其自動切換接地方法的優點在于：結構簡單，采用了消弧線圈接地、小電阻接地與不接地方式合一的一種接地方式，供用戶根據電網運行情況選擇使用。使用小電阻與消弧線圈、隔離開關、間隙一次側并聯，通過控制器控制消弧線圈的調檔、小電阻的投切和隔離開關的分合來實現幾種接地方式的選擇。

附圖說明

圖1為本發明提供的結構示意圖。

圖2為本發明提供的另一個視角的結構示意圖。

圖3為本發明提供的原理框圖。

圖中，控制器1、電阻器接地結構2、小電阻21、真空接觸器22、間隙接地結構3、放電間隙31、避雷器32、直接接地結構4、隔離開關41、電動操作機構42、消弧線圈接地結構5、調匝式消弧線圈51、分接頭52、有載電動開關53、并聯電阻6、可控硅組件7、電壓互感器8、一次連接排81、電阻器9、電流互感器91。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。

如圖1-3所示，本自動切換接地方式成套裝置，包括控制器1，控制器1分別并聯接有電阻器接地結構2、間隙接地結構3、直接接地結構4以及消弧線圈接地結構5，電阻器接地結構2包括由小電阻21和真空接觸器22串聯而成的可控小電阻，直接接地結構4包括用于控制電網中性點直接接地的隔離開關41，隔離開關41連接有與控制器1相連且用于實現隔離開關41的合分閘的電動操作機構42，本設計主要采用了消弧線圈接地、小電阻接地與不接地方式合一的一種接地方式，供用戶根據電網運行情況選擇使用。使用小電阻與消弧線圈、隔離開關、間隙一次側并聯，通過控制器控制消弧線圈的調檔、小電阻的投切和隔離開關的分合來實現幾種接地方式的選擇。

其中，這里的消弧線圈接地結構5包括調匝式消弧線圈51，調匝式消弧線圈51上分別設有若干分接頭52，且每一個分接頭52對應不同的匝數，且每一個分接頭52上均設有能實現有載切換檔位從而改變電感電流的有載電動開關53，消弧線圈接地就是通過在系統中性點接入消弧線圈，當系統發生單相接地時提供感性電流，用以補償由于系統存在電容而在故障點引起的容性接地電流，使系統的故障接地電流達到最小。系統單相接地故障還可以運行2小時，所以變壓器中性點經消弧線圈接地方式的供電可靠性較高，不容易停電。還可以配置小電流選線裝置，當發生單相接地故障時，可以在短時間內跳開故障線路。

其中，這里的電阻接地就是通過在系統中性點接入電阻器，發生單相接地時，故障線路會產生一個較大的故障電流，配置零序過流保護具有良好的靈敏度，可以迅速切除接地線路，但必須在10s內必須切除故障電網，不要會燒毀電阻器。單系統發生單相故障時，無論是永久還是瞬時性的，均作用于跳閘，故線路跳閘次數較多，嚴重影響用戶的正常供電，使其供電的可靠性下降，優選地，這里的小電阻21由不銹鋼合金制成，且小電阻21與控制器1相連。

優選地，這里的間隙接地結構3包括與控制器1并聯接的放電間隙31，放電間隙31的間隙回路上串聯有至少一個真空接觸器22，且控制器1與真空接觸器22相連，真空接觸器22均與避雷器32相連，這里的調匝式消弧線圈51上依次連接有若干并聯電阻6，且并聯電阻6連接有可控硅組件7，調匝式消弧線圈51與電壓互感器8相連，電壓互感器8通過隔離開關41與一次連接排81相連，且一次連接排81與接地變壓器82相連，放電間隙31通過電阻器9和電流互感器91相連。

進一步地，這里的接地變壓器：對于10kv配電網，因變壓器繞組為△，需要用接地變壓器制造中性點。為降低零序阻抗，接地變壓器采用z形接線，應根據需要可帶適當的二次容量以代替站用變。消弧線圈實際上是一種單相的鐵心電抗器，通過改變繞組的線圈匝數來改變電感，電感量與匝數的平方成正比。因此，調匝式消弧線圈51上的分接頭52的數量為5-25個，對應不同的匝數，用有載電動開關來調節分接頭，可實現有載切換檔位，從而改變電感電流。由控制屏輸出控制信號來驅動有載開關調節消弧線圈補償電容電流的大小。并聯的間隙，在間隙回路串聯了一個真空接觸器，由控制器來控制接觸器的投切來實現間隙回路的使用。

本自動切換接地方法，包括：a、消弧線圈和小電阻合一接地方式：當配電網發生接地故障時，通過消弧線圈接地結構5和電阻器接地結構2合成一套裝置檢測電網電容電流值來測算出需要補償的電感電流，控制消弧線圈輸出補償電流；一般瞬時性接地故障由電感電流補償后，電弧熄滅，接地故障自動消除，則成套裝置自動退出補償狀態，系統恢復正常運行，從而避免了出現小電阻接地方式中一有故障立刻跳閘使得線路跳閘率高的情況。對于消弧線圈補償10s后線路接地故障仍然存在的，則該系統可認為發生了永久性接地故障，成套裝置會自動閉合真空接觸器投入小電阻，此時故障電流較大，可通過零序電流保護動作，靠開關跳閘切除進線。投入小電阻后，控制可控消弧線圈退出補償，故障線路切除后，系統恢復正常運行，接地成套裝置自動閉合高壓開關退出小電阻，電阻的投入實現了準確快速隔離故障，避免了故障擴大化。這種接地成套裝置對于配電網單相接地故障的綜合處理方式，對于瞬時性線路接地故障由可控消弧線圈輸出補償，使得接地電弧能夠快速熄滅，解決了小電阻接地中跳閘率高的缺點，是對目前小電阻接地方式的重大改進。

b、用間隙接地和直接接地合一接地方式：間隙接地結構3和直接接地結構4屬于大電流接地系統，通過中性點直接接地，發生單相接地故障時，接地短路電流很大，使斷路器跳閘切除故障，要使用間隙接地和直接接地裝置時，由控制器輸出信號控制開關投切。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了控制器1、電阻器接地結構2、小電阻21、真空接觸器22、間隙接地結構3、放電間隙31、避雷器32、直接接地結構4、隔離開關41、電動操作機構42、消弧線圈接地結構5、調匝式消弧線圈51、分接頭52、有載電動開關53、并聯電阻6、可控硅組件7、電壓互感器8、一次連接排81、電阻器9、電流互感器91等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。