[發(fā)明專利]一種新型混合拓?fù)涠喙δ茈娏﹄娮优渚W(wǎng)裝置及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810022305.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN107979098A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周興達(dá);陸帥;王濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶聚陸新能源有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18;H02H9/08;G01R31/08;G01R31/02
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11275
• 代理人: 趙榮之

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬電力行業(yè)，尤其涉及三相中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償、線路對(duì)地參數(shù)在線測(cè)量、單相接地故障消弧以及單相接地點(diǎn)定位等領(lǐng)域，具體為一種新型混合拓?fù)涠喙δ茈娏﹄娮优渚W(wǎng)裝置及控制方法。

背景技術(shù)

國(guó)內(nèi)中壓配電網(wǎng)大多采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式，由于城市的發(fā)展，城市配電網(wǎng)不斷擴(kuò)大，電力電纜使用量的不斷增加，配電線路對(duì)地電容日益增大，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，易造成嚴(yán)重對(duì)地電流。配電網(wǎng)線路對(duì)地電容電流是影響配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行安全的重要參數(shù)。電容電流的大小不僅決定了是否需要裝設(shè)消弧線圈以及消弧線圈的補(bǔ)償容量，而且配電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中需要對(duì)不同的線路進(jìn)行投切，因此線路對(duì)地參數(shù)的實(shí)時(shí)在線測(cè)量顯得尤為重要。電網(wǎng)對(duì)地電容電流的測(cè)量主要分為工程計(jì)算法、直接法和間接法。工程計(jì)算法根據(jù)線路的長(zhǎng)度等參數(shù)對(duì)對(duì)地電容進(jìn)行理論計(jì)算，一般用于評(píng)估新建工程，計(jì)算誤差較大，只能用于參考。直接法，也成為金屬接地法，此方法直接對(duì)一次線路進(jìn)行操作，容易對(duì)測(cè)量人員帶來(lái)安全性問(wèn)題。一般的線路對(duì)地參數(shù)測(cè)量采用間接法，而間接法中的信號(hào)注入法由于其操作安全而得到了廣泛的應(yīng)用。但是信號(hào)注入法是通過(guò)PT或者消弧線圈向配電網(wǎng)注入測(cè)量信號(hào)，一方面會(huì)受到變壓器漏阻抗的影響，另一方面通過(guò)高變比的變壓器會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)中的注入信號(hào)衰減過(guò)大，難以準(zhǔn)確測(cè)量。

當(dāng)中壓配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于接地點(diǎn)故障電流較大，電弧難于自行熄滅，若不能得到及時(shí)有效抑制，易發(fā)展成永久性單相接地故障，且可能引起超過(guò)3倍相電壓的系統(tǒng)過(guò)電壓，導(dǎo)致健全相絕緣薄弱環(huán)節(jié)擊穿，造成相間短路。所以配電網(wǎng)單相接地點(diǎn)的故障電流補(bǔ)償需要準(zhǔn)確而快速，這樣才能及時(shí)抑制弧光的進(jìn)一步發(fā)展。現(xiàn)在配電網(wǎng)的單相接地故障中消弧的方法主要分為電壓消弧和電流消弧兩種。電壓消弧法就是通過(guò)控制故障相恢復(fù)電壓，使故障相恢復(fù)電壓為零或者不及介質(zhì)擊穿電壓，從而實(shí)現(xiàn)滅弧。傳統(tǒng)的“消弧柜”應(yīng)用電壓消弧原理，采用斷路器短路接地故障相，鉗制故障相電壓的方法，阻止故障電弧重燃。但受高阻接地故障選相精度低的制約，可能出現(xiàn)錯(cuò)誤選相、短接非故障相問(wèn)題，同時(shí)受限于開關(guān)動(dòng)作速度，開關(guān)短接前數(shù)十毫秒的電弧不能有效控制，且短接旁路沖擊電流大，可能干擾變電站的電位。電流消弧法采用抑制接地故障殘流，減小介質(zhì)損傷和故障相恢復(fù)電壓的上升速度的方法，促進(jìn)故障消弧。消弧線圈因其具有有效補(bǔ)償故障電容電流，促使電弧快速熄滅的優(yōu)點(diǎn)，在配電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。但是消弧線圈的有功損耗增大了接地故障電流的有功分量，且其調(diào)整困難，操作繁瑣，脫諧度測(cè)量困難，調(diào)諧不當(dāng)易產(chǎn)生諧振過(guò)電壓。

在中壓配電網(wǎng)中單相接地故障發(fā)生的頻率高，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，不會(huì)形成短路回路，僅由系統(tǒng)的分布電容引起很小的接地故障電流，系統(tǒng)可以繼續(xù)運(yùn)行。但是單相故障接地時(shí)，非故障相對(duì)地電壓升高，過(guò)電壓可能導(dǎo)致接地故障轉(zhuǎn)化為相間短路故障，嚴(yán)重危害系統(tǒng)絕緣和裝置安全。為了系統(tǒng)安全運(yùn)行、提高供電可靠性、減少停電損失，需要在單相接地故障后迅速確定故障線路及故障點(diǎn)位置，以便進(jìn)一步采取故障處理措施。對(duì)單相接地故障的故障點(diǎn)的定位方法主要分為兩類，主動(dòng)式定位方法與被動(dòng)式定位方法。主動(dòng)式故障定位方法是在線路發(fā)生故障后向系統(tǒng)注入特定信號(hào)，通過(guò)檢測(cè)所注入信號(hào)在系統(tǒng)中的分布確定故障點(diǎn)位置。被動(dòng)式故障定位方法則是利用故障本身所產(chǎn)生電壓及電流信號(hào)的特征，設(shè)計(jì)定位算法，確定故障點(diǎn)位置。主動(dòng)式故障定位方法又主要分為零序電流突變法、中電阻法、傳遞函數(shù)法、信號(hào)注入法。零序電流突變法是通過(guò)改變消弧線圈參數(shù)產(chǎn)生零序電流突變量實(shí)現(xiàn)定位，受不穩(wěn)定故障影響大，且改變消弧線圈參數(shù)不利于系統(tǒng)安全。中電阻法是在故障發(fā)生后人為在系統(tǒng)中性點(diǎn)和地之間投入一中值電阻，檢測(cè)附加的工頻故障電流分布，該方法人為地增大了接地電流，增大了系統(tǒng)安全隱患，且中值電阻設(shè)計(jì)困難。傳遞函數(shù)法是在故障出口處施加方波診斷信號(hào)根據(jù)傳遞函數(shù)的頻譜的一種單端測(cè)距方法，由于配電網(wǎng)參數(shù)復(fù)雜，該方法僅在理論上可行，難以實(shí)際應(yīng)用。一般說(shuō)來(lái)在主動(dòng)式故障定位方法中信號(hào)注入法由于其避開了自身故障信號(hào)的易受干擾性而得到了廣泛應(yīng)用。信號(hào)注入法一般利用信號(hào)注入裝置通過(guò)母線PT向系統(tǒng)注入特定的電流信號(hào)，常用的交流信號(hào)注入存在著受PT容量限制且由PT傳導(dǎo)到系統(tǒng)中的電流信號(hào)比較微弱難以檢測(cè)等問(wèn)題。

上述線路對(duì)地參數(shù)測(cè)量、單相接地消弧、單相線路接地點(diǎn)定位的方法不光本身有難以克服的缺點(diǎn)，而且每一種功能都需要特定的保護(hù)裝置，造成配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)裝置繁雜，管理不便，保護(hù)和檢測(cè)裝置利用率低等問(wèn)題。基于電力電子器件的柔性接地裝置一般安裝在配電網(wǎng)中性點(diǎn)處，只有在配電網(wǎng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)才工作，無(wú)其他附加功能，設(shè)備使用率較低。

發(fā)明內(nèi)容