[發明專利]基于故障相殘壓的全補償系統補償變壓器分壓比設計方法

在審

• 申請號: 202011017389.2
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112202180A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 劉紅文;曾祥君;蔡曉斌;趙現平;王科;李文云;張恭源;聶鼎
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院;長沙理工大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/46;H02M5/12
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請提供了一種基于故障相殘壓的全補償系統補償變壓器分壓比設計方法，包括：預先設定自產供電相電源的接地故障電流補償系統的最大允許殘壓值；當相供電電源產生器和相供電電源相位補償器的聯結組別均為DY時，獲取自產供電相電源的接地故障電流補償系統在單相接地時的最大接地電阻；基于最大允許殘壓值和最大接地電阻獲取調壓變壓器的空載電壓；基于調壓變壓器的空載電壓獲取調壓變壓器的基準變比；基于調壓變壓器的基準變比確定調壓變壓器的級差。本申請可有效減少補償變壓器生產制造成本，避免工程應用中出現設計不合格問題，是全補償系統設計的重要理論依據，補償變壓器分壓比的優化設計能極大提高補償精度。

技術領域

本申請涉及電力系統配電網補償技術領域，尤其涉及一種基于故障相殘壓的全補償 系統補償變壓器分壓比設計方法。

背景技術

國內外配電網單相接地故障占80％以上，嚴重影響電網及設備的安全運行，安全處理接 地故障對社會及經濟發展有重要作用。當系統的電容電流大于10A以上時，采用消弧線圈接 地方式。消弧線圈能夠在一定程度上減少故障電流，系統可帶故障運行2小時，但消弧線圈 不能實現全補償，故障點依然存在小于10A的殘流，殘流的存在可引起人身觸電、火災事故， 以及嚴重威脅電網和設備的安全穩定運行。當系統的電容電流較大時，多采用小電阻接地方 式，當發生單相接地故障時，放大故障線路零序電流，繼電保護裝置快速切除故障線路，但 此種接地方式供電可靠性難以保障，且存在高阻接地時，繼電保護拒動的風險。

為能夠徹底消除單相接地故障危害，同時保證供電可靠性，國內外提出了諸多完全補償 單相接地故障點電流的方法。例如：瑞典SwedishNeutral制造的GFN(接地故障中和器)為代 表的利用電力電子有源電源實現接地故障全補償，以及一種配電網接地故障消弧和保護方法 (CN102074950A)技術原理上亦屬于有源全補償。另一方面，還有一種自產供電相電源的接 地故障電流補償系統及方法的專利(CN201910992110.3和CN201910992109.0等)，由于利 用相供電電源變換器，并且不存在電力電子電源，其在成本、穩定性方面均有一定優勢。補 償系統在利用調壓變壓器進行接地補償調節時，變壓器的變比會影響到接地補償的輸出電壓， 進而影響系統的補償效果。

現有專利一種全補償系統電壓跌落的分析方法(CN202010081976.1、CN202010081977.6)、 專利一種自產供電電源接地故障補償系統補償調節方法(申請號CN202010081967.2)等給出 了額定變比計算方法，但設計時并未考慮殘壓的影響，僅給出了額定變比且未考慮殘壓控制 引入的分壓比變化，不能實現配電系統單相接地故障殘壓的精準控制。因此現有技術尚未有 全補償系統調壓變壓器分壓比設計的基礎理論與計算方法，補償變壓器生產制造成本不宜控 制，工程應用中設計不合格問題常常發生，大大降低了補償精度，增加了制造成本。

發明內容

本申請提供了一種基于故障相殘壓的全補償系統補償變壓器分壓比設計方法，以解 決現有技術補償效果低的問題。

為了解決上述技術問題，本申請實施例公開了如下技術方案：

本申請提供了一種基于故障相殘壓的全補償系統補償變壓器分壓比設計方法，所述 設計方法應用于自產供電相電源的接地故障電流補償系統，所述自產供電相電源的接地 故障電流補償系統包括：線相變換器、投切開關、控制器和調壓變壓器，所述線相變換器包括相供電電源產生器和相供電電源相位補償器，且所述調壓變壓器不含消弧線圈； 所述方法包括：

預先設定所述自產供電相電源的接地故障電流補償系統的最大允許殘壓值；

當所述相供電電源產生器和所述相供電電源相位補償器的聯結組別均為DY時，獲取 所述自產供電相電源的接地故障電流補償系統在單相接地時的最大接地電阻；

基于所述最大允許殘壓值和所述最大接地電阻獲取所述調壓變壓器的空載電壓；

基于所述調壓變壓器的空載電壓獲取所述調壓變壓器的基準變比；