[發明專利]一種二次注入電流的配電網單相接地故障有源消弧方法

在審

• 申請號: 202011189868.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112350293A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 邵文權;王猛;程遠;徐嘉鵬
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

1.一種二次注入電流的配電網單相接地故障有源消弧方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1：在配電網正常時運行時，向中性點注入兩個幅值不同，相位相同的工頻電流，對應得到中性點偏移電壓，計算出各相發生單相接地故障時的指令電流參考值；

步驟2：對三相電壓進行采樣，判斷是否發生單相接地故障；若發生單相接地故障，進行故障選相；若無，則返回步驟1繼續循環；

步驟3：選相成功后，將指令電流與實際注入電流做差，送入滑模電流控制系統得到調制信號，調制信號與載波比較后得到PWM驅動脈沖，控制開關管的通斷產生逆變電流；

步驟4：最后逆變電流經濾波后成為指令電流，通過接地變壓器將指令電流注入配電網中性點，抑制故障相電壓為零，從而熄滅故障電流，達到消弧目的。

2.根據權利要求1所述的一種二次注入電流的配電網單相接地故障有源消弧方法，其特征在于，所述步驟1中利用有源逆變裝置向中性點注入兩個幅值不同，相位相同的工頻電流得到對應的中性點偏移電壓計算出各相發生單相接地故障時的指令電流參考值

3.根據權利要求1所述的一種二次注入電流的配電網單相接地故障有源消弧方法，其特征在于，所述步驟2利用零序電壓元件判斷是否發生單相接地故障；判斷條件為，發生單相接地故障，則故障相電壓幅值下降，非故障相相電壓幅值上升為線電壓幅值，即相電壓幅值下降相即為故障相。

4.根據權利要求2所述的一種二次注入電流的配電網單相接地故障有源消弧方法，其特征在于，所述步驟1中以A相發生單相接地故障為例，分析配電網發生地單相故障機理，由基爾霍夫定律可知，注入的指令電流應為：

式(1)中，分別為配電網三相電源電勢，C_A、C_B、C_C分別為三相對地電容，R_A、R_B、R_C為三相對地泄露電阻，為中性點位移電壓，L₁為消弧線圈；

設三相電動勢對稱：C_A＝C_B＝C_C＝C₀，R_A＝R_B＝R_C＝R₀，則有：

可知故障相電壓則：

若利用有源補償裝置注入的指令電流為：

利用有源逆變裝置向中性點注入兩個幅值不同，相位相同的工頻電流

得到對應的中性點偏移電壓

將式(5)、式(6)可得二次注入電流與配電網對地參數之間關系，如式(7)所示：

其中，為中性點位移電壓，L₁為消弧線圈等效電感值，R₀為三相泄露電阻平均值，C₀為三相對地電容平均值，計算出各相發生單相接地故障時，有源補償裝置中注入的指令電流值。

5.根據權利要求4所述的一種二次注入電流的配電網單相接地故障有源消弧方法，其特征在于，所述步驟2中三相電壓利用零序電壓元件判斷是否發生單相接地故障；判斷條件為，發生單相接地故障，則故障相電壓幅值下降，非故障相相電壓幅值上升為線電壓幅值，即相電壓幅值下降相即為故障相。