[发明专利]一种基于三相级联H桥变流器的配电网接地故障消弧方法

权利要求书

1.一种基于三相级联H桥变流器的配电网接地故障消弧方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1：将三相星型连接的三相级联H桥多电平变流器的中性点接地，三相独立运行且分别通过电抗器连接至10kV配电网母线的三相线上；

步骤S2：在正常运行时，控制所述三相级联H桥多电平变流器定期向配电网注入电流信号用于检测并存储其等效对地电容值C₀和泄漏电阻值R₀；

步骤S3：在接地故障发生后，利用所述等效对地电容值C_o和泄漏电阻值R_o及实时监测的零序电压运算得到接地故障参考全电流

步骤S4：控制所述三相级联H桥多电平变流器输出所述接地故障参考全电流通过三相电压在补偿电流注入后，故障相电压降低，非故障相电压升高的变化趋势识别出故障相；

步骤S5：判断所述零序电压是否满足电压消弧方法的切换条件，若满足则使用电压消弧方法，控制零序电压为所述故障相的电压负值，否则继续使用电流消弧方法；进行步骤S6；

步骤S6：若采用电压消弧方法，则将当前注入电流值作为电流消弧方法参考值，平稳切换至电流消弧方法；若采用电流消弧方法则无需切换，再控制变流器只输出工频补偿电流，并逐渐减小直至零，若零序电压成比例变化，则判断为电弧已经熄灭，配电网恢复正常运行；若零序电压不成比例变化，则根据零序电压特征辨别是否为电弧故障，若是则继续注入电流信号；若不是，则判断为永久性经电阻接地故障，启动选线装置选出并隔离故障馈线。

2.根据权利要求1所述的基于三相级联H桥变流器的配电网接地故障消弧方法，其特征在于：所述步骤S3中接地故障参考全电流的具体计算方法如下：

在配电网三相对地参数平衡的情况下，假设各相对地电容均为C_0g，各相对地泄漏电阻均为R_0g，单相注入参考补偿电流时：

I·z=I·Az+I·Bz+I·Cz=U·0(3R0g+j3ωC0g)]]>

三相注入参考补偿电流时：

I·Az=U·A(1R0g+jωC0g)I·Bz=U·B(1R0g+jωC0g)I·Cz=U·C(1R0g+jωC0g)]]>

则故障相电压被限制为零，接地点故障电流也被限制为零；

在配电网三相对地参数不平衡时，取故障前后零序电压的差值和零序导纳计算所述故障参考全电流

I·z=(U·0-U·00)(1R0+jωC0)]]>

其中：为零序电压，为故障前不对称电压，C₀和R₀为零序网络等效电容和泄漏电阻。

3.根据权利要求1所述的基于三相级联H桥变流器的配电网接地故障消弧方法，其特征在于：所述步骤S5所述的电压消弧方法的切换条件为：只有当时切换为电压消弧方法，其中为零序电压的边界值，其大小与中性点不接地系统故障后母线处零序电压相等。