[發明專利]一種基于注入法的接地故障相辨識方法

有效

• 申請號: 201510324365.4
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN104880647B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 李曉波;丁欣;閆騰飛;劉建華;董新偉;李國新;張棟梁;馬草原;梁睿;蔣峰景;李康
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于注入法的高阻接地故障辨識方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)確定消弧線圈的補償狀態，具體方法如下：

當系統正常運行且消弧線圈未投入，未注入電流時，自然不平衡電壓為：

U · b d = - E · A [ jωC A + 1 r A + a 2 ( jωC B + 1 r B ) + a ( jωC C + 1 r C ) ] jωC Σ + G Σ - - - ( 1 ) ]]>

其中，CA、CB、CC分別為A、B、C三相對地電容，rA、rB、rC分別為A、B、C三相絕緣電阻，C∑為系統總對地電容，C∑＝CA+CB+CC，G∑為系統總絕緣電導，a＝ej120；

令公式(1)的分子分母jωC∑+G∑＝Y∠χ2，則自然不平衡電壓與A相電源電壓的夾角為χ＝χ1-χ2；

當系統正常運行且投入消弧線圈,未注入電流時，中性點電壓為：

U · N = - E · A [ ( jωC A + 1 r A ) + a 2 ( jωC B + 1 r B ) + a ( jωC C + 1 r C ) ] jωC Σ - j 1 ω L + G Σ - - - ( 2 ) ]]>

令公式(2)的分母則中性點電壓與A相電源電壓的夾角為φ＝χ1-θnor；

則可知θnor＝χ-φ+χ2；

因此，可根據系統總電容及阻尼率的參數值計算出χ2，然后測系統自然不平衡電壓與A相電源電壓的夾角χ和消弧線圈投入時中性點電壓相位角φ，便可計算出相角θnor；根據θnor的值，可確定消弧線圈的補償狀態，如下所示：

(I)當θnor>0時，消弧線圈欠補償；

(II)當θnor<0時，消弧線圈過補償；

(III)當θnor＝0時，消弧線圈全補償；

(2)電網發生單相接地故障時，向中性點注入電流得到補償后的中性點電壓其中，的推導如下：

I · s = [ ( jωC A + 1 r A ) + a 2 ( jωC B + 1 r B ) + a ( jωC C + 1 r C ) ] E · A - - - ( 3 ) ]]>

其中，CA、CB、CC分別為A、B、C三相對地電容，rA、rB、rC分別為A、B、C三相絕緣電阻，C∑為系統總對地電容，G∑＝CA+CB+CC，G∑為系統總絕緣電導，a＝ej120；

在實際操作中，由于

I · S = [ ( jωC A + 1 r A ) + a 2 ( jωC B + 1 r B ) + a ( jωC C + 1 r C ) ] E · A = ρ · ( jωC Σ + G Σ ) E · A = - U · b d ( jωC Σ + G Σ ) - - - ( 4 ) ]]>

其中，為系統自然不平衡度，為系統自然不平衡電壓，a＝ej120；

因此，系統發生單相接地故障后，向中性點注入電流便可得到補償后的中性點電壓注入電流補償了由電網不對稱引起的部分，中性點電壓僅剩下由故障相引起的中性點位移電壓；

(3)確定當各相發生單相接地故障時補償后的中性點電壓的相位角σ隨故障電阻的變化范圍；其中，中性點電壓相位角σ為中性點電壓與A相電源電壓的夾角；補償后的中性點電壓相位角σ隨故障電阻的變化范圍為：

當消弧線圈欠補償或中性點不接地方式時：

(I)當A相發生單相接地故障時，中性點電壓相位角σ∈[180°-θnor,180°]；

(II)當B相發生單相接地故障時，中性點電壓相位角σ∈[60°-θnor,60°]；

(III)當C相發生單相接地故障時，中性點電壓相位角σ∈[300°-θnor,300°]；

當消弧線圈過補償時：

(I)當A相發生單相接地故障時，中性點電壓相位角σ∈[180°,180°-θnor]；

(II)當B相發生單相接地故障時，中性點電壓相位角σ∈[60°,60°-θnor]；

(III)當C相發生單相接地故障時，中性點電壓相位角σ∈[300°,300°-θnor]；

當消弧線圈全補償時：

(I)當A相發生單相接地故障時，中性點電壓相位角σ＝180°；

(II)當B相發生單相接地故障時，中性點電壓相位角σ＝60°；

(III)當C相發生單相接地故障時，中性點電壓相位角σ＝300°；

(4)基于測得的中性點電壓的相位角σ，判斷相位角σ落入步驟(3)中的哪一變化范圍，即可判斷與該變化范圍對應的相發生了接地故障。