一种适用于中压配电网单相接地故障的有源电压消弧法制造技术

技术编号:15234535 阅读:213 留言:0更新日期:2017-04-28 04:28
本发明专利技术公开了一种适用于中压配电网单相接地故障的有源电压消弧法,它涉及中压配电网故障自愈技术领域;它的消弧法的流程如下:a、连续测量母线三相电压、零序电压及各出线三相电流,当检测到发生单相接地故障时,进行故障选相;b、给定故障馈线故障相电流幅值的门槛值Ires.g,故障相电压幅值的门槛值Ures.g;c、测量故障相电压和电流,故障馈线故障相电流幅值与Ires.g进行比较;本发明专利技术可有效提高低阻接地故障的消弧性能,在有效控制过电压的同时,尽量补偿故障点电流,确保故障点电弧可靠熄灭,本发明专利技术对非线性电阻接地情形同样有效,只需在现有有源补偿装置中按照本发明专利技术修改程序代码即可实现,具有很高的工程应用价值。

Active voltage arc suppression method for single phase grounding fault in medium voltage distribution network

The invention discloses a method for medium voltage power distribution network single-phase active voltage grounding fault arc suppression method, which relates to the medium voltage distribution network self-healing technology; its Petersen method process is as follows: A, continuous measurement of three-phase voltage, three-phase current and zero sequence voltage of each line, when the detected single-phase grounding when the fault fault phase selection; threshold b, given the fault feeder fault phase current amplitude value Ires.g, the threshold voltage of fault phase amplitude value of Ures.g; C, measuring the fault phase voltage and current, and the amplitude of Ires.g fault feeder fault phase current are compared; the invention can effectively improve the performance of anti arc low resistance grounding fault the effective control over voltage at the same time, to compensate the fault current, fault point to ensure reliable arc extinguished, the invention is also effective in nonlinear resistance grounding, only in the existing The active compensation device can be realized by modifying the program code according to the present invention.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于中压配电网单相接地故障的有源电压消弧法,属于中压配电网故障自愈

技术介绍
为限制单相接地故障点电流,我国中压配电网一般采用小电流接地运行方式(中性点不接地和经消弧线圈接地)。中性点经消弧线圈接地的运行方式又称谐振接地,在系统发生单相接地故障时可以补偿系统对地电容电流,减小故障点电流,促进故障熄弧。但随着配电网规模的不断扩大及电缆线路的大量应用,导致谐振接地系统发生单相接地故障后的故障点电流仍较大(一般大于电弧自然熄灭的临界值5A),故障点难以自然熄弧。在谐振接地的基础上,有源消弧法利用有源补偿装置向系统注入一定电流对故障点电流中的无功、有功和谐波分量进行全电气量补偿,确保故障点100%熄弧。有源消弧法根据受控对象可以分为有源电流消弧法(将故障点电流补偿至零)和有源电压消弧法(将故障相母线电压控制至零)。有源电流消弧法,其注入电流值需要精确的系统对地参数来估算,故障后线路结构的动态变化会导致补偿精度受影响且熄弧效果难以直接观测;有源电压消弧通过注入一定电流将故障相电压控制到零,无需精确的系统参数,适应线路结构的动态变化,有较强的实用性,但在低阻接地故障时,尤其负荷电流较大,故障距离较远时,有源电压消弧法反而会导致故障点电流增大,严重影响熄弧效果。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术要解决的技术问题是提供一种适用于中压配电网单相接地故障的有源电压消弧法;主要解决小电流接地系统单相接地故障消弧问题,实现故障自愈;依据故障时故障相电压和故障馈线故障相电流的幅值大小,将故障相电压的幅值和相位控制到一定范围内,改善现有的有源电压消弧在低阻接地故障时的消弧性能。本专利技术的一种适用于中压配电网单相接地故障的有源电压消弧法,它的消弧法的流程如下:a、连续测量母线三相电压、零序电压及各出线三相电流,当检测到发生单相接地故障时,进行故障选相;b、给定故障馈线故障相电流幅值的门槛值Ires.g,故障相电压幅值的门槛值Ures.g;c、测量故障相电压和电流,故障馈线故障相电流幅值与Ires.g进行比较,小于Ires.g,直接将故障相电压控制到零;大于Ires.g,则将故障相电压幅值与Ures.g进行比较,大于Ures.g,直接将故障相电压控制到零,小于Ures.g,将故障相电压幅值控制至Aset和相位控制至d、Ires.g是与系统参数相关的故障馈线故障相电流幅值的门槛值,计算公式为:式中α为安全裕度系数,取0.8-0.9,Rdmin为系统发生单相接地故障时过渡电阻的最小值,对于架空线系统,Rdmin取5Ω(金属性接地时的大地阻抗),对于电缆线路系统,故障零序电流流经电缆线路的金属屏蔽层,Rdmin取决于电缆线路材质和故障距离,通常可取1Ω,lmax为系统所有出线长度中的最大值,为故障相供电电源电压,YΣn为配电系统对地参数导纳和包括各出线对地电容、电导和消弧线圈导纳,实际系统中|EYΣn|参数未知,可根据配电系统规模和消弧线圈的失谐度取经验值,通常取值为5-15A,Z1和Z0为故障馈线本身的正序阻抗和零序阻抗,可根据线路类型、型号取值;e、Ures.g是与系统参数相关的故障相电压门槛值,计算公式为式中β为安全裕度系数,取1.1-1.2,为故障馈线故障相负荷电流,Z1、lmax、YΣn的含义及取值同上,Rdk为将故障相电压控制到零时故障点电流不会增大的临界过渡电阻值;f、Aset和是故障相电压幅值和相位的控制目标,取值范围为式中A为单相接地故障发生后故障相电压幅值,为故障相电压相位角,其中以故障相供电电源相角为0°基准,如若B相故障,则的相角为零,若C相故障,则的相角为零,为故障馈线自身正序阻抗Z1的阻抗角,可根据线路类型、型号查询得到。作为优选,所述的步骤e中的Rdk选取50Ω。与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:可有效提高低阻接地故障的消弧性能,在有效控制过电压的同时,尽量补偿故障点电流,确保故障点电弧可靠熄灭,本专利技术对非线性电阻接地情形同样有效,只需在现有有源补偿装置中按照本专利技术修改程序代码即可实现,具有很高的工程应用价值。附图说明为了易于说明,本专利技术由下述的具体实施及附图作以详细描述。图1为本专利技术中配置有源补偿装置的配电网有源消弧模型示意图;图2为本专利技术中系统主供电源单独起作用的配电系统;图3为本专利技术中有源补偿装置单独起作用的配电系统;图4为本专利技术中配电网各电压电流向量图;图5为本专利技术中新型有源电压消弧法工作流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面通过附图中示出的具体实施例来描述本专利技术。但是应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本专利技术的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本专利技术的概念。本具体实施方式采用以下技术方案:它的消弧法的流程如下:a、连续测量母线三相电压、零序电压及各出线三相电流,当检测到发生单相接地故障时,进行故障选相;b、给定故障馈线故障相电流幅值的门槛值Ires.g,故障相电压幅值的门槛值Ures.g;Ires.g是与系统参数相关的故障馈线故障相电流幅值的门槛值,计算公式为:式中α为安全裕度系数,取0.8-0.9,Rdmin为系统发生单相接地故障时过渡电阻的最小值,对于架空线系统,Rdmin取5Ω(金属性接地时的大地阻抗),对于电缆线路系统,故障零序电流流经电缆线路的金属屏蔽层,Rdmin取决于电缆线路材质和故障距离,通常可取1Ω,lmax为系统所有出线长度中的最大值,为故障相供电电源电压,YΣn为配电系统对地参数导纳和包括各出线对地电容、电导和消弧线圈导纳,实际系统中|EYΣn|参数未知,可根据配电系统规模和消弧线圈的失谐度取经验值,通常取值为5-15A,Z1和Z0为故障馈线本身的正序阻抗和零序阻抗,可根据线路类型、型号取值;Ures.g是与系统参数相关的故障相电压门槛值,计算公式为式中β为安全裕度系数,取1.1-1.2,为故障馈线故障相负荷电流,Z1、lmax、YΣn的含义及取值同上,Rdk为将故障相电压控制到零时故障点电流不会增大的临界过渡电阻值;Rdk选取50Ω;f、Aset和是故障相电压幅值和相位的控制目标,取值范围为:式中A为单相接地故障发生后故障相电压幅值,为故障相电压相位角,其中以故障相供电电源相角为0°基准,如若B相故障,则的相角为零,若C相故障,则的相角为零,为故障馈线自身正序阻抗Z1的阻抗角,可根据线路类型、型号查询得到。如图1所示,Ires.g和Ures.g的计算公式具体推导如下:配置有源补偿装置的配电网有源消弧模型,配电系统共n条出线,设出线n的A相发生单相接地故障,故障点过渡电阻为Rd,消弧线圈等效阻抗为ZL,各出线对地导纳为Y01、Y02…Y0n。如图2所示,上述模型在主供电电源单独作用时,等价于系统发生单相接地故障后有源补偿装置未投入工作时的状态,系统中性点电压为故障时各出线的对地电流分别为故障时流经消弧线圈的电流为故障相负荷电流为所有出线对地电流和为通常情况下,故障时故障相电压降低,故障馈线故障相对地电流相对于负荷电流可忽略不计,所以故障相电流和故障点电流可表示为:故障时和可表示为:式中YnΣ为除过渡电阻外所有出线对地导纳和,即YnΣ=Y01+Y02+…+Y0n本文档来自技高网...
一种适用于中压配电网单相接地故障的有源电压消弧法

【技术保护点】
一种适用于中压配电网单相接地故障的有源电压消弧法,其特征在于:它的消弧法的流程如下:a、连续测量母线三相电压、零序电压及各出线三相电流,当检测到发生单相接地故障时,进行故障选相;b、给定故障馈线故障相电流幅值的门槛值Ires.g,故障相电压幅值的门槛值Ures.g;c、测量故障相电压和电流,故障馈线故障相电流幅值与Ires.g进行比较,小于Ires.g,直接将故障相电压控制到零;大于Ires.g,则将故障相电压幅值与Ures.g进行比较,大于Ures.g,直接将故障相电压控制到零,小于Ures.g,将故障相电压幅值控制至Aset和相位控制至d、Ires.g是与系统参数相关的故障馈线故障相电流幅值的门槛值,计算公式为:Ires.g=α|E·YΣn||[Rdmin+(2Z1+Z0)lmax/3]/(Z1lmax)|]]>式中α为安全裕度系数,取0.8‑0.9,Rdmin为系统发生单相接地故障时过渡电阻的最小值,对于架空线系统,Rdmin取5Ω(金属性接地时的大地阻抗),对于电缆线路系统,故障零序电流流经电缆线路的金属屏蔽层,Rdmin取决于电缆线路材质和故障距离,通常可取1Ω,lmax为系统所有出线长度中的最大值,为故障相供电电源电压,YΣn为配电系统对地参数导纳和包括各出线对地电容、电导和消弧线圈导纳,实际系统中|EYΣn|参数未知,可根据配电系统规模和消弧线圈的失谐度取经验值,通常取值为5‑15A,Z1和Z0为故障馈线本身的正序阻抗和零序阻抗,可根据线路类型、型号取值;e、Ures.g是与系统参数相关的故障相电压门槛值,计算公式为Ures.g=β|I·LZ1lmax+E·YΣnRdk|]]>式中β为安全裕度系数,取1.1‑1.2,为故障馈线故障相负荷电流,Z1、lmax、YΣn的含义及取值同上,Rdk为将故障相电压控制到零时故障点电流不会增大的临界过渡电阻值;f、Aset和是故障相电压幅值和相位的控制目标,取值范围为式中A为单相接地故障发生后故障相电压幅值,为故障相电压相位角,其中以故障相供电电源相角为0°基准,如若B相故障,则的相角为零,若C相故障,则的相角为零,为故障馈线自身正序阻抗Z1的阻抗角,可根据线路类型、型号查询得到。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于中压配电网单相接地故障的有源电压消弧法,其特征在于:它的消弧法的流程如下:a、连续测量母线三相电压、零序电压及各出线三相电流,当检测到发生单相接地故障时,进行故障选相;b、给定故障馈线故障相电流幅值的门槛值Ires.g,故障相电压幅值的门槛值Ures.g;c、测量故障相电压和电流,故障馈线故障相电流幅值与Ires.g进行比较,小于Ires.g,直接将故障相电压控制到零;大于Ires.g,则将故障相电压幅值与Ures.g进行比较,大于Ures.g,直接将故障相电压控制到零,小于Ures.g,将故障相电压幅值控制至Aset和相位控制至d、Ires.g是与系统参数相关的故障馈线故障相电流幅值的门槛值,计算公式为:Ires.g=α|E·YΣn||[Rdmin+(2Z1+Z0)lmax/3]/(Z1lmax)|]]>式中α为安全裕度系数,取0.8-0.9,Rdmin为系统发生单相接地故障时过渡电阻的最小值,对于架空线系统,Rdmin取5Ω(金属性接地时的大地阻抗),对于电缆线路系统,故障零序电流流经电缆线路的金属屏蔽层,Rdmin取决于电缆线路材质和故障距离,通常可取1Ω...

【专利技术属性】
技术研发人员:武志刚刘宾亓延峰马帅王寿星李岩吴丽娟裴秀高赵勇王超毛菲刘锦泉赵全富赵兴利李英宋建国孟昭雪倪广魁韩涛任斌许丹丁小军陈平李乐
申请(专利权)人:国网山东省电力公司莱芜供电公司国家电网公司
类型:发明
国别省市:山东;37

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