[发明专利]一种小电流接地故障有源补偿方法及系统

说明书

本发明涉及一种小电流接地故障有源补偿方法及系统。所述方法包括：采用固定容量的消弧线圈与接地变共同在母线处接入电网；当到达预设时间时，有源逆变器向所述配电网注入任意幅值和任意相位的零序电流；获取所述配电网母线的零序电压；若所述零序电压超过电压预设值时，则判定所述配电网发生单相接地故障并获取发生接地故障的相电源的电压；利用所述零序电流、所述零序电压和发生接地故障的相电源的电压计算向配电网母线注入的补偿电流，并按照预设注入时间注入到配电网母线中。本发明通过消弧线圈与有源逆变器相结合的方式可以快速为配电网补偿零序电流，结构和控制简单，易于测量。

技术领域

本发明涉及智能配电网技术领域，具体涉及一种小电流接地故障有源补偿方法及系统。

背景技术

目前我国中压配电网广泛采用中性点不接地方式和中性点经消弧线圈接地方式。当配电网发生单相接地故障时，由于三相线电压基本保持不变且故障点电流较小，一般不会影响负荷的正常工作。实际应用时按规程配电网允许带故障运行1-2小时，但必须采取措施限制弧光过电压。随着配电网对地电容电流和泄漏电流的增大，中性点经消弧线圈接地补偿后的故障点接地残流仍有可能超过5A，导致故障点熄弧困难并增加了弧光过电压发生的概率。

随着电力电子技术的发展，以有源逆变器为代表的有源消弧控制法，在理论上能补偿故障电流中的阻性电流、容性(过补偿为感性)电流，将故障点电流补偿到最小，从而最大程度地限制弧光过电压。但是，现有的有源消弧控制法大都是在配电变压器的中性点使用可调式消弧线圈，同时配合有源补偿装置。在发生单相接地故障时，有源补偿装置向配电网注入电流时，可调式消弧线圈会自动调节电感值，这为计算补偿电流和有源补偿装置的控制带来了很大困难。

目前，在测量系统的对地电容时，一般是从电压互感器的二次侧注入电流并测量零序电压，主要可分为：三频率注入法；两频率法；相量法；谐振测量法。以上方法都是从PT的二次侧注入电流来测量电容电流，对测量精度的要求很高，要求使用高精度的电压、电流传感器，同时需要额外的恒定电流源，成本较高，控制相对复杂。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种小电流接地故障有源补偿方法及系统，用于解决现有技术中采用可调式消弧线圈与有源补偿装置时计算补偿电流以及对有源补偿装置控制困难的技术问题，可以迅速补偿零序电流，且控制简单。

第一方面，本发明提供了一种小电流接地故障有源补偿方法，所述方法包括：

当到达预设时间时，有源逆变器向所述配电网注入任意幅值和任意相位的零序电流；

获取所述配电网母线的零序电压；

若所述零序电压超过电压预设值时，则判定所述配电网发生单相接地故障并获取发生接地故障的相电源的电压；所述电压预设值通过电源相电压幅值与预设倍数相乘得到；

利用所述零序电流、所述零序电压和发生接地故障的相电源的电压计算向配电网母线注入的补偿电流，并按照预设注入时间注入到配电网母线中。

可选地，所述利用所述零序电流、所述零序电压和发生接地故障的相电源的电压计算向配电网母线注入的补偿电流的步骤中，通过以下公式计算所述补偿电流：

其中，为发生故障的相电源的电压，为零序电流，为零序电压，j为虚数，Re表示实部，Im表示虚部。

可选地，所述预设倍数的取值范围为0～0.15。

可选地，所述有源逆变器等效为单相零序电流源。