一种基于凝聚态功能电阻NGR的电网安全稳定保护装置及方法与流程

本发明涉及电力系统保护，具体为一种基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法。

背景技术：

1、随着电力系统规模的不断扩大，电网安全稳定运行成为电力行业关注的重点，短路电流和过电压是威胁电网安全的两大主要因素，电力系统短路造成的危害大小与设备容量、发生的地点和持续时间相关，在发电机或主变压器的出口，短路电流的峰值可达额定电流的10倍，巨大的短路电流除了热效应损坏外，还有强大的机械应力造成的损害，短路时电压的聚降引发跳闸停电，唯一的办法是快速可靠切除故障电流，但往往因断路器很难承受过高的短路遮断容量、不能快速开断从而造成发电机定子绕组或主变压器绕组烧毁，其中尤其以单相间歇性弧光接地过电压最为严重，常因由一相接地进而变成多相接地，且处理不及时引起事故扩大而造成电力系统的大面积停电，传统保护设备如断路器在承受高短路遮断容量和快速开断方面存在不足，容易导致设备损坏和停电事故，此外电力系统的操作、换路、谐振及雷击等引起的过电压也对电气设备绝缘及系统安全运行构成威胁。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法。

3、（二）技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法，包括三相母线a母线、b母线与c母线，所述a母线、b母线与c母线上均设置有断路器dl，所有断路器dl断口处的两端均并联有第一凝聚态功能电阻ngr，a母线、b母线与c母线以星形接线掛接的方式连接有第二凝聚态功能电阻ngr与第一电流表，三个第二凝聚态功能电阻ngr以星形接线掛接的交叉点设为人为中性点，人为中性点的接地线上串联有第三凝聚态功能电阻ngr与第二电流表。

5、优选的，凝聚态功能电阻ngr是一种在凝聚态物理领域具有特殊功能的电阻元件，凝聚态功能电阻ngr具有不同于传统电阻的电学特性，可能表现出非线性电阻行为与量子电阻效应，其电阻值可能会随温度、磁场、压力等外部条件的变化而发生显著改变，具备限压、超导、阻尼、消弧、消谐等特定功能。

6、优选的，断路器dl安装在电力系统中的母线上且靠近发电机或主变压器的出口端，断路器dl的开合用于控制母线的通断。

7、优选的，第二凝聚态功能电阻ngr连接在第一凝聚态功能电阻ngr与母线连接点的后方，第一电流表串联在第二凝聚态功能电阻ngr的下方。

8、优选的，第三凝聚态功能电阻ngr串联在接地线靠近人为中性点的上端，第二电流表串联在接地线靠近接地点的下端。

9、优选的，当电网中出现短路电流时第一凝聚态功能电阻ngr利用其超大的高能特性限压可有效抑制断路器dl瞬态恢复电压的上升率和幅值，确保断路器dl能快速有效开断故障电流，保护发电机或主变压器免受损坏。

10、优选的，第二凝聚态功能电阻ngr采用带有高压大能容、低压大电流、强力阻尼三种特性功能的大直径阀片，可以做到不考虑荷电率，使电网做到没有过电压，第二凝聚态功能电阻ngr通过其强力的阻尼特性可减少电网中的电磁谐振及系统振荡使稳定电网运行，实现消弧消谐、阻尼谐振过电压的发生，免除火灾的发生。

11、优选的，第三凝聚态功能电阻ngr跨接在人为中性点与地g之间用于熄灭单相接地电弧和阻尼谐振过电压，防止事故扩大，保障电网安全，具有强大的消能灭磁能力，彻底杜绝间熄性弧光接地过电压的发生以及断线、断路器非全相动作或一种不同期引起的谐振过电压。

12、优选的，第一电流表和第二电流表均与高压在线监测单元连接，高压在线监测单元连接通过编码方式实时采集带有高电压特性的数字电流信号，结合无线电发射、接收和计算机技术，实现对各路电流的灵敏、准确、可靠监测，智能控制单元根据监测数据进行分析判断，一旦发现异常即发出警报和提示，实现智能化预警管理。

13、与现有技术相比，本发明提供了一种基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法，具备以下有益效果：

14、1、该基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法，通过第一凝聚态功能电阻ngr超大的高能特性限压性能，可有效抑制电网中的短路电流和过电压，提升电网的自我保护能力，确保电网的安全稳定运行，显著提升电网安全性。

15、2、该基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法，通过第二凝聚态功能电阻ngr大能容、低压大电流、强力阻尼的功能特性，可以做到不考虑荷电率使电网做到没有过电压，通过其强力的阻尼特性可减少电网中的电磁谐振及系统振荡使稳定电网运行。

16、3、该基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法，通过第一电流表与第二电流表对各路电流进行实时检测，可对电路中出现的异常发出警报和提示，可提高了电网故障的及时发现和处理能力。

技术特征：

1.一种基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法，包括三相母线a母线（1）、b母线（2）与c母线（3），其特征在于：所述a母线（1）、b母线（2）与c母线（3）上均设置有断路器dl（4），所有断路器dl（4）断口处的两端均并联有第一凝聚态功能电阻ngr（5），a母线（1）、b母线（2）与c母线（3）以星形接线掛接的方式连接有第二凝聚态功能电阻ngr（6）与第一电流表（7），三个第二凝聚态功能电阻ngr（6）以星形接线掛接的交叉点设为人为中性点（8），人为中性点（8）的接地线上串联有第三凝聚态功能电阻ngr（9）与第二电流表（10）。

2.根据权利要求1所述的基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法，其特征在于：凝聚态功能电阻ngr是一种在凝聚态物理领域具有特殊功能的电阻元件，凝聚态功能电阻ngr具有不同于传统电阻的电学特性，可能表现出非线性电阻行为与量子电阻效应，其电阻值可能会随温度、磁场、压力等外部条件的变化而发生显著改变，具备限压、超导、阻尼、消弧、消谐等特定功能。

3.根据权利要求1所述的基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法，其特征在于：断路器dl（4）安装在电力系统中的母线上且靠近发电机或主变压器的出口端，断路器dl（4）的开合用于控制母线的通断。

4.根据权利要求1所述的基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法，其特征在于：第二凝聚态功能电阻ngr（6）连接在第一凝聚态功能电阻ngr（5）与母线连接点的后方，第一电流表（7）串联在第二凝聚态功能电阻ngr（6）的下方。

5.根据权利要求1所述的基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法，其特征在于：第三凝聚态功能电阻ngr（9）串联在接地线靠近人为中性点（8）的上端，第二电流表（10）串联在接地线靠近接地点的下端。

6.根据权利要求1所述的基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法，其特征在于：当电网中出现短路电流时第一凝聚态功能电阻ngr（5）利用其超大的高能特性限压可有效抑制断路器dl（4）瞬态恢复电压的上升率和幅值，确保断路器dl（4）能快速有效开断故障电流，保护发电机或主变压器免受损坏。

7.根据权利要求1所述的基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法，其特征在于：第二凝聚态功能电阻ngr（6）采用带有高压大能容、低压大电流、强力阻尼三种特性功能的大直径阀片，可以做到不考虑荷电率，使电网做到没有过电压，第二凝聚态功能电阻ngr（6）通过其强力的阻尼特性可减少电网中的电磁谐振及系统振荡使稳定电网运行，实现消弧消谐、阻尼谐振过电压的发生，免除火灾的发生。

8.根据权利要求1所述的基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法，其特征在于：第三凝聚态功能电阻ngr（9）跨接在人为中性点（8）与地g之间用于熄灭单相接地电弧和阻尼谐振过电压，防止事故扩大，保障电网安全，具有强大的消能灭磁能力，彻底杜绝间熄性弧光接地过电压的发生以及断线、断路器非全相动作或一种不同期引起的谐振过电压。

9.根据权利要求1所述的基于凝聚态功能电阻ngr的电网安全稳定保护装置及方法，其特征在于：第一电流表（7）和第二电流表（10）均与高压在线监测单元连接，高压在线监测单元连接通过编码方式实时采集带有高电压特性的数字电流信号，结合无线电发射、接收和计算机技术，实现对各路电流的灵敏、准确、可靠监测，智能控制单元根据监测数据进行分析判断，一旦发现异常即发出警报和提示，实现智能化预警管理。

技术总结
本发明涉及电力系统保护技术领域，且公开了一种基于凝聚态功能电阻NGR的电网安全稳定保护装置及方法，包括三相母线A母线、B母线与C母线，所述A母线、B母线与C母线上均设置有断路器DL，所有断路器DL断口处的两端均并联有第一凝聚态功能电阻NGR，A母线、B母线与C母线以星形接线掛接的方式连接有第二凝聚态功能电阻NGR与第一电流表。该基于凝聚态功能电阻NGR的电网安全稳定保护装置及方法，通过凝聚态功能电阻NGR的各种功能特性抑制电网中的短路电流和过电压，减少电网中的电磁谐振及系统振荡使稳定电网运行，通过第一电流表与第二电流表对各路电流进行实时检测可提高了电网故障的及时发现和处理能力。

技术研发人员：李明双,靳国青,刘杰,姜坤,王展,黄海,郑伟,刘飞峰
受保护的技术使用者：南阳金牛电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/10