[發明專利]一種小電流接地故障有源補償方法及系統

有效

• 申請號: 201710055316.4
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN108347046B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 時振堂;劉維功;杜紅勇;錢志紅;李君;李瓊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種小電流接地故障有源補償方法及系統。所述方法包括：采用固定容量的消弧線圈與接地變共同在母線處接入電網；當到達預設時間時，有源逆變器向所述配電網注入任意幅值和任意相位的零序電流；獲取所述配電網母線的零序電壓；若所述零序電壓超過電壓預設值時，則判定所述配電網發生單相接地故障并獲取發生接地故障的相電源的電壓；利用所述零序電流、所述零序電壓和發生接地故障的相電源的電壓計算向配電網母線注入的補償電流，并按照預設注入時間注入到配電網母線中。本發明通過消弧線圈與有源逆變器相結合的方式可以快速為配電網補償零序電流，結構和控制簡單，易于測量。

技術領域

本發明涉及智能配電網技術領域，具體涉及一種小電流接地故障有源補償方法及系統。

背景技術

目前我國中壓配電網廣泛采用中性點不接地方式和中性點經消弧線圈接地方式。當配電網發生單相接地故障時，由于三相線電壓基本保持不變且故障點電流較小，一般不會影響負荷的正常工作。實際應用時按規程配電網允許帶故障運行1-2小時，但必須采取措施限制弧光過電壓。隨著配電網對地電容電流和泄漏電流的增大，中性點經消弧線圈接地補償后的故障點接地殘流仍有可能超過5A，導致故障點熄弧困難并增加了弧光過電壓發生的概率。

隨著電力電子技術的發展，以有源逆變器為代表的有源消弧控制法，在理論上能補償故障電流中的阻性電流、容性(過補償為感性)電流，將故障點電流補償到最小，從而最大程度地限制弧光過電壓。但是，現有的有源消弧控制法大都是在配電變壓器的中性點使用可調式消弧線圈，同時配合有源補償裝置。在發生單相接地故障時，有源補償裝置向配電網注入電流時，可調式消弧線圈會自動調節電感值，這為計算補償電流和有源補償裝置的控制帶來了很大困難。

目前，在測量系統的對地電容時，一般是從電壓互感器的二次側注入電流并測量零序電壓，主要可分為：三頻率注入法；兩頻率法；相量法；諧振測量法。以上方法都是從PT的二次側注入電流來測量電容電流，對測量精度的要求很高，要求使用高精度的電壓、電流傳感器，同時需要額外的恒定電流源，成本較高，控制相對復雜。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種小電流接地故障有源補償方法及系統，用于解決現有技術中采用可調式消弧線圈與有源補償裝置時計算補償電流以及對有源補償裝置控制困難的技術問題，可以迅速補償零序電流，且控制簡單。

第一方面，本發明提供了一種小電流接地故障有源補償方法，所述方法包括：

當到達預設時間時，有源逆變器向所述配電網注入任意幅值和任意相位的零序電流；

獲取所述配電網母線的零序電壓；

若所述零序電壓超過電壓預設值時，則判定所述配電網發生單相接地故障并獲取發生接地故障的相電源的電壓；所述電壓預設值通過電源相電壓幅值與預設倍數相乘得到；

利用所述零序電流、所述零序電壓和發生接地故障的相電源的電壓計算向配電網母線注入的補償電流，并按照預設注入時間注入到配電網母線中。

可選地，所述利用所述零序電流、所述零序電壓和發生接地故障的相電源的電壓計算向配電網母線注入的補償電流的步驟中，通過以下公式計算所述補償電流：

其中，為發生故障的相電源的電壓，為零序電流，為零序電壓，j為虛數，Re表示實部，Im表示虛部。

可選地，所述預設倍數的取值范圍為0～0.15。

可選地，所述有源逆變器等效為單相零序電流源。