[發(fā)明專利]一種適用于中壓配電網(wǎng)單相接地故障的有源電壓消弧法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611111843.4
• 申請(qǐng)日: 2016-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106602540A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武志剛;劉賓;亓延峰;馬帥;王壽星;李巖;吳麗娟;裴秀高;趙勇;王超;毛菲;劉錦泉;趙全富;趙興利;李英;宋建國(guó);孟昭雪;倪廣魁;韓濤;任斌;許丹;丁小軍;陳平;李樂(lè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司萊蕪供電公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): H02H9/08
• 分類號(hào): H02H9/08
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于中壓配電網(wǎng)單相接地故障的有源電壓消弧法，屬于中壓配電網(wǎng)故障自愈技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為限制單相接地故障點(diǎn)電流，我國(guó)中壓配電網(wǎng)一般采用小電流接地運(yùn)行方式(中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線圈接地)。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式又稱諧振接地，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)可以補(bǔ)償系統(tǒng)對(duì)地電容電流，減小故障點(diǎn)電流，促進(jìn)故障熄弧。但隨著配電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大及電纜線路的大量應(yīng)用，導(dǎo)致諧振接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后的故障點(diǎn)電流仍較大(一般大于電弧自然熄滅的臨界值5A)，故障點(diǎn)難以自然熄弧。

在諧振接地的基礎(chǔ)上，有源消弧法利用有源補(bǔ)償裝置向系統(tǒng)注入一定電流對(duì)故障點(diǎn)電流中的無(wú)功、有功和諧波分量進(jìn)行全電氣量補(bǔ)償，確保故障點(diǎn)100％熄弧。有源消弧法根據(jù)受控對(duì)象可以分為有源電流消弧法(將故障點(diǎn)電流補(bǔ)償至零)和有源電壓消弧法(將故障相母線電壓控制至零)。有源電流消弧法，其注入電流值需要精確的系統(tǒng)對(duì)地參數(shù)來(lái)估算，故障后線路結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化會(huì)導(dǎo)致補(bǔ)償精度受影響且熄弧效果難以直接觀測(cè)；有源電壓消弧通過(guò)注入一定電流將故障相電壓控制到零，無(wú)需精確的系統(tǒng)參數(shù)，適應(yīng)線路結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化，有較強(qiáng)的實(shí)用性，但在低阻接地故障時(shí)，尤其負(fù)荷電流較大，故障距離較遠(yuǎn)時(shí)，有源電壓消弧法反而會(huì)導(dǎo)致故障點(diǎn)電流增大，嚴(yán)重影響熄弧效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適用于中壓配電網(wǎng)單相接地故障的有源電壓消弧法；主要解決小電流接地系統(tǒng)單相接地故障消弧問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)故障自愈；依據(jù)故障時(shí)故障相電壓和故障饋線故障相電流的幅值大小，將故障相電壓的幅值和相位控制到一定范圍內(nèi)，改善現(xiàn)有的有源電壓消弧在低阻接地故障時(shí)的消弧性能。

本發(fā)明的一種適用于中壓配電網(wǎng)單相接地故障的有源電壓消弧法，它的消弧法的流程如下：

a、連續(xù)測(cè)量母線三相電壓、零序電壓及各出線三相電流，當(dāng)檢測(cè)到發(fā)生單相接地故障時(shí)，進(jìn)行故障選相；

b、給定故障饋線故障相電流幅值的門(mén)檻值I_res.g，故障相電壓幅值的門(mén)檻值U_res.g；

c、測(cè)量故障相電壓和電流，故障饋線故障相電流幅值與I_res.g進(jìn)行比較，小于I_res.g，直接將故障相電壓控制到零；大于I_res.g，則將故障相電壓幅值與U_res.g進(jìn)行比較，大于U_res.g，直接將故障相電壓控制到零，小于U_res.g，將故障相電壓幅值控制至A_set和相位控制至

d、I_res.g是與系統(tǒng)參數(shù)相關(guān)的故障饋線故障相電流幅值的門(mén)檻值，計(jì)算公式為：

式中α為安全裕度系數(shù)，取0.8-0.9，R_dmin為系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)過(guò)渡電阻的最小值，對(duì)于架空線系統(tǒng)，R_dmin取5Ω(金屬性接地時(shí)的大地阻抗)，對(duì)于電纜線路系統(tǒng)，故障零序電流流經(jīng)電纜線路的金屬屏蔽層，R_dmin取決于電纜線路材質(zhì)和故障距離，通常可取1Ω，l_max為系統(tǒng)所有出線長(zhǎng)度中的最大值，為故障相供電電源電壓，Y_Σn為配電系統(tǒng)對(duì)地參數(shù)導(dǎo)納和包括各出線對(duì)地電容、電導(dǎo)和消弧線圈導(dǎo)納，實(shí)際系統(tǒng)中|EY_Σn|參數(shù)未知，可根據(jù)配電系統(tǒng)規(guī)模和消弧線圈的失諧度取經(jīng)驗(yàn)值，通常取值為5-15A，Z₁和Z₀為故障饋線本身的正序阻抗和零序阻抗，可根據(jù)線路類型、型號(hào)取值；

e、U_res.g是與系統(tǒng)參數(shù)相關(guān)的故障相電壓門(mén)檻值，計(jì)算公式為

式中β為安全裕度系數(shù)，取1.1-1.2，為故障饋線故障相負(fù)荷電流，Z₁、l_max、Y_Σn的含義及取值同上，R_dk為將故障相電壓控制到零時(shí)故障點(diǎn)電流不會(huì)增大的臨界過(guò)渡電阻值；

f、A_set和是故障相電壓幅值和相位的控制目標(biāo)，取值范圍為