一种自产供电源型接地故障补偿系统及故障线的选线方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自产供电源型接地故障补偿系统及故障线的选线方法，系统发生单相接地后，补偿系统调节输出电压完全补偿接地电流，记录此电压为第一特征电压；记录此时各线路零序电流幅值为第一零序电流集合；调节补偿系统输出电压为第二特征电压，记录在第二特征电压下的各线路零序电流幅值为第二零序电流集合；调节补偿系统输出电压为第三特征电压，记录第三特征电压下的各线路零序电流幅值为第三零序电流集合；计算第一零序电流集合和第二零序电流集合对应线路的幅值差值的绝对值为特征零序电流集合；当特征零序电流集合中所有元素均小于幅值特征阈值，则判断为母线接地；否则，特征零序电流集合中的最大元素对应的线路为接地线路。

A ground fault compensation system of self-produced power supply type and the method of fault line selection

【技术实现步骤摘要】
一种自产供电源型接地故障补偿系统及故障线的选线方法
本专利技术涉及配电网
，尤其涉及一种自产供电源型接地故障补偿系统及故障线的选线方法。
技术介绍
国内外配电网单相接地故障占80％以上，严重影响电网及设备的安全运行，安全处理接地故障对社会及经济发展有重要作用。当系统的电容电流大于10A以上时，采用消弧线圈接地方式。消弧线圈能够在一定程度上减少故障电流，系统可带故障运行2小时，但消弧线圈不能实现全补偿，故障点依然存在小于10A的残流，残流的存在可引起人身触电、火灾事故，以及严重威胁电网和设备的安全稳定运行。当系统的电容电流较大时，多采用小电阻接地方式，当发生单相接地故障时，放大故障线路零序电流，继电保护装置快速切除故障线路，但此种接地方式供电可靠性难以保障，且存在高阻接地时，继电保护拒动的风险。目前通过外接电源对线路过电流进行补偿抑制，在新的全补偿系统下，当补偿系统完全补偿接地电流后，各线路零序电流的幅值和相位只与线路自身参数相关，无法根据稳态幅值或相位选线，现有的如比幅比相等选线方法在自产供电电源型接地故障补偿系统补偿作用下均不能准确选线。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术人提出通过两次改变自产供电电源型接地故障补偿器的输出电压，系统非故障相零序电流幅值变化极小，而故障线路零序电流变化较大，根据这一明显特征，能够准确、快速地判定接地线路，给故障处理提供依据。本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：本专利技术的一种自产供电源型接地故障补偿系统包括线相变换器、投切开关、电压电流采集器和控制器，所述线相变换器与母线连接，所述线相变换器与母线连接后通过投切开关接入系统的中性点，所述控制器的输入端与母线的电压互感器连接，所述电压电流采集器串接于投切开关与中性点之间，所述电压电流采集器的输出端与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端分别与投切开关和线相变换器的输入端连接。进一步，所述线相变换器将母线的线电压变为与母线的电压相位相反，幅值相同的反相电压，该电压即能够完全补偿接地故障点电流。所述线相变换器包括相供电电源产生器和供电电源相位补偿器，所述相供电电源产生器的联结形式为Dy或Zy或Yd或Yy的形式，所述相供电电源相位补偿器联结形式为Dyn或Zyn或Yyn。进一步，所述控制器通过电压互感器判断母线的接地相，当发生接地故障时，控制器控制投切开关闭合相应的相，通过线相变换器输出的与母线的电压相位相反，幅值相同的反相电压来完全补偿接地故障点的电流。本专利技术的一种自产供电源型接地故障补偿系统的故障线的选线方法具体按以下步骤执行：S1:系统发生单相接地后，所述线相变换器输出第一补偿电压，完全补偿接地电流，所述电压电流采集器记录当前线相变换器注入系统的电流为第一注入电流，记录当前线相变换器输出的电压为第一特征电压，记录任意线路零序电流为第一线路零序电流；S2:控制器调节线相变换器输出电压为第二特征电压，记录在第二特征电压下的各线路零序电流幅值为第二零序电流集合；S3:控制器调节线相变换器输出电压为第三特征电压，记录在第三特征电压下的各线路零序电流幅值为第三零序电流集合；S4:控制器计算第一零序电流集合和第二零序电流集合对应线路的幅值差值的绝对值为特征零序电流集合；S5:当特征零序电流集合中所有元素均小于幅值特征阈值，则判断为母线接地；否则判定为特征零序电流集合中的最大元素对应的线路为接地线路。进一步，所述线相变换器输出第一补偿电压将系统在单相接地时故障点的电压和电流抑制为零，即故障相相电压为零。进一步，在步骤S2中，第二特征电压幅值为第一特征电压的60％-95％。进一步，在步骤S3中，第三特征电压幅值为第一特征电压的105％-140％。进一步，幅值特征阈值为第一零序电流集合平均值的1％-10％。需要说明的是，如何采集所述电压幅值和相位等，是业内已较为成熟的技术，本专利技术中对此不再赘述。本专利技术的有益效果在于：本专利技术首创性的提出了在自产供电电源型接地故障补偿系统补偿调节过程中，通过自产供电电源注入电流与线路零序电流相位差的差值这一明显有效的特征值，准确判断接地故障发生线的故障线路。附图说明图1为本专利技术的系统结构示意图；图2为本专利技术的一种自产供电电源型接地故障补偿系统的接地故障线的选线方法流程图；其中：线相变换器1、投切开关2、控制器3和电压电流采集器4。具体实施方式以下将结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明，显然，所描述的实施例仅仅只是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。如图1所示，本专利技术的一种自产供电源型接地故障补偿系统包括线相变换器1、投切开关2、控制器3和电压电流采集器4，所述线相变换器1与母线连接，所述线相变换器1与母线连接后通过投切开关2接入系统的中性点，所述电压电流采集器4串接于投切开关2与中性点之间，所述电压电流采集器4的输出端与控制器3的输入端连接，所述控制器3的输入端与母线的电压互感器连接，所述控制器3的输出端分别与投切开关2和线相变换器1的输入端连接。本实施例中，所述线相变换器1将母线的线电压变为与母线的电压相位相反，幅值相同的反相电压，该电压即能够完全补偿接地故障点电流。所述控制器3通过电压互感器判断母线的接地相，当发生接地故障时，控制器3控制投切开关2闭合相应的相，通过线相变换器1输出的与母线的电压相位相反，幅值相同的反相电压来完全补偿接地故障点电流。本实施例中，所述线相变换器包括相供电电源产生器和供电电源相位补偿器,所述相供电电源产生器的联结形式为Dy或Zy或Yd或Yy的形式，所述相供电电源相位补偿器联结形式为Dyn或Zyn或Yyn。根据变压器原理，相供电电源产生器产生的供电相电源与电网系统供电电源相电压存在相位差且其中为相供电电源产生器线电压与电网系统对应的线电压之间的相位差，n为[0,11]范围内的整数。相供电电源产生器的额定电压对本专利技术的实现没有原理上的冲突或影响，但考虑现有成熟技术和更方便的实现本技术，推荐的相供电电源产生器二次绕组的额定线电压为0.4kV或以上，且在电网系统额定电压内。但相供电电源产生器一次绕组和二次绕组的电压比为k。相供电电源相位补偿器补偿相供电电源产生器产生的相电压相位差；其输出线电压与输入线电压存在相位差相供电电源相位补偿器的一次绕组额定电压为相供电电源产生二次次绕组额定电压，相供电电源相位补偿器二次绕组额定线电压为电网系统额定电压，其一次绕组和二次绕组的电压比为1/k。为更方便的实施本技术，表1给出了部分相供电电源产生器可采用的联结组别以及相应的相供电电源相位补偿器应采用的联结组别。表1部分相供电电源产生器可采用和相供电电源相位补偿器采用的联结组别记母线供电电源线电压分别为UAB、UB本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自产供电源型接地故障补偿系统，其特征在于，包括线相变换器(1)、投切开关(2)电压电流采集器(4)和控制器(3)，所述线相变换器(1)与母线连接后通过投切开关(2)接入系统的中性点，所述电流采集装置(4)串接于投切开关与中性点之间，所述电压电流采集器(4)的输出端与控制器(3)的输入端连接，所述控制器(3)的输入端与母线的电压互感器连接，所述控制器(3)的输出端分别与投切开关(3)和线相变换器(1)的输入端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种自产供电源型接地故障补偿系统，其特征在于，包括线相变换器(1)、投切开关(2)电压电流采集器(4)和控制器(3)，所述线相变换器(1)与母线连接后通过投切开关(2)接入系统的中性点，所述电流采集装置(4)串接于投切开关与中性点之间，所述电压电流采集器(4)的输出端与控制器(3)的输入端连接，所述控制器(3)的输入端与母线的电压互感器连接，所述控制器(3)的输出端分别与投切开关(3)和线相变换器(1)的输入端连接。


2.一种自产供电源型接地故障补偿系统，其特征在于，所述线相变换器(1)将母线的线电压变为与母线的电压相位相反，幅值相同的反相电压。


3.一种自产供电源型接地故障补偿系统的故障线的选线方法，具体按以下步骤执行：
S1:系统发生单相接地后，所述线相变换器(1)输出第一补偿电压，完全补偿接地电流，所述电压电流采集器(4)记录当前线相变换器(1)注入系统的电流为第一注入电流，记录当前线相变换器(1)输出的电压为第一特征电压，记录任意线路零序电流为第一线路零序电流；
S2:控制器(3)调节线相变换器(1)输出电压为第二特征电压，记录在第二特征电压下的各线路零序电流幅值为第二零序电流集合；
S3:控制器(3)调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红文，王科，赵现平，张恭源，黄星，陈宇民，张春丽，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53