一种配电网单相接地故障消弧系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种配电网单相接地故障消弧系统及其控制方法。该配电网单相接地故障消弧系统包括：反相变换器、选相开关、有源补偿装置；反相变换器采用连接组别为Yyn6的三相变压器，有源补偿装置由三相不可控整流桥、母线电容、单相逆变桥、滤波电感L、滤波电容C、单相隔离变压器依次连接构成；反相变换器的一次侧接10kV配电网，二次侧通过选相开关连接到有源补偿装置中的单相隔离变压器的二次侧的一个端口，单相隔离变压器二次侧的第二个端口连接到电力系统配电室接地变压器一次侧中性点上；本发明专利技术首先利用Yyn6变压器将故障相电压反相接入中性点，考虑反相变换器二次侧输出电压与一次侧输入电压存在由于相位偏差所引起的电压偏差，利用有源补偿装置补偿反相变换器的二次侧输出电压与一次侧输入电压的电压偏差，从而实现完全消弧；该方法的消弧效果不受接地电阻的影响，并且能够在实现完全消弧的同时大大降低有源补偿装置的容量，成本低，经济性好。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网单相接地故障消弧系统及其控制方法
本专利技术专利属于配电网接地故障抑制领域，特别涉及一种配电网单相接地故障消弧系统及其控制方法。
技术介绍
配电网是电力网络的终端部分，配电网系统的安全性、可靠性在很大程度上影响用户所获得电能的质量，配电网具有电压等级多、设备类型多、网络结构复杂等特点，容易发生故障，其中85％以上的故障为单相接地故障。随着配电网规模的扩大以及电缆线路的大量使用，配电网线路对地电容值日益增大，发生单相接地故障后，故障点会流过较大的电流，如不及时抑制，容易引发山火和人身触电等事故，除此之外，也容易发生单相弧光接地，产生弧光过电压，严重威胁设备绝缘。因此安全、有效处理单相接地故障对社会及经济发展意义重大。无源消弧法分为消弧线圈消弧和消弧柜消弧，消弧线圈消弧原理是利用消弧线圈产生的感性电流去抵消容性电流，消弧线圈可能无法实现故障电流的完全消除还有可能产生谐振过电压。消弧柜消弧是在配电线路母线处安装一个接地装置，使故障电流都经过消弧柜流经大地，钳位故障点电压为零，但是没有从根本上抑制故障电流，同时存在装置动作延时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网单相接地故障消弧系统及其控制方法，其特征在于所述的配电网单相接地故障消弧系统由反相变换器、选相开关、有源补偿装置三部分组成；/n所述的反相变换器为三相变压器，三相变压器的连接组别为Yyn6，反相变换器的一次侧接10kV配电网，二次侧接选相开关输入端；/n所述的有源补偿装置包括三相不可控整流桥、母线电容、单相逆变桥、滤波电感L、滤波电容C、单相隔离变压器；/n三相不可控整流桥的交流侧接入电力系统配电室接地变压器二次侧；三相不可控整流桥输出端的正、负极分别接母线电容的正、负极；母线电容的正、负极分别接单相逆变桥直流侧正、负极；单相逆变桥输出端的第一个端口接滤波电感L的第一个端口，滤波...

【技术特征摘要】
1.一种配电网单相接地故障消弧系统及其控制方法，其特征在于所述的配电网单相接地故障消弧系统由反相变换器、选相开关、有源补偿装置三部分组成；
所述的反相变换器为三相变压器，三相变压器的连接组别为Yyn6，反相变换器的一次侧接10kV配电网，二次侧接选相开关输入端；
所述的有源补偿装置包括三相不可控整流桥、母线电容、单相逆变桥、滤波电感L、滤波电容C、单相隔离变压器；
三相不可控整流桥的交流侧接入电力系统配电室接地变压器二次侧；三相不可控整流桥输出端的正、负极分别接母线电容的正、负极；母线电容的正、负极分别接单相逆变桥直流侧正、负极；单相逆变桥输出端的第一个端口接滤波电感L的第一个端口，滤波电感L的第二个端口同时接滤波电容C的第一个端口和单相隔离变压器一次侧的第一个端口；单相隔离变压器一次侧的第二个端口同时接滤波电容C的第二个端口和单相逆变桥输出端的第二个端口；单相隔离变压器二次侧的第一个端口接电力系统配电室接地变压器一次侧中性点，第二个端口接选相开关的输出端；
所述的配电网单相接地故障消弧系统的控制方法，其特征在于由如下步骤组成：
步骤一：设置反相变换器的二次侧和一次侧之间的变比k1，变比k1满足如下关系：
k1＝1-Uk％/100
其中Uk％为短路电压百分比，可通过反相变换器铭牌数据获得；
步骤二：设置单相隔离变压器二次侧和一次侧之间的变比k2，变比k2满足如下关系：
计算反相变换器一次侧额定电流IN：
IN＝(3)1/2×k1×UN×ω×C0
其中UN为反相变换器额定电压，ω为电网角频率，C0为配电网输电线路单相对地电容，通过电力建设施工单位获得；
计算得到反相变换器的总内阻RT、总漏抗XT、总阻抗ZT分别为：
RT＝Pk/(3×(IN)2)
XT＝(Uk％/100×UN)/((3)1/2×IN)
ZT＝RT...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣飞，刘成，黄晓辉，徐爽，朱语博，孙宗卿，潘烙，陈志忠，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43