[实用新型]一种基于对称分量法的含光伏电站并网系统故障定位装置

说明书

一种基于对称分量法的含光伏电站并网系统故障定位装置，其包括依次连接的电流电压监测与采集系统、模拟低通滤波电路、采样保持电路、模拟量多路转换开关与逐位比较A/D转换器与中央处理器。其针对的是光伏电站并网且中性点经电阻接地系统，利用35kV系统侧接地变压器中性线上的电流互感器测得零序电流，35kV系统侧线路上电流互感器测得三相电流，35kV母线上的电压互感器测得三相电压，光伏发电单元高压侧单相电流互感器测得光伏电站内部电流，计算输电线路上故障点与系统侧35kV母线之间的距离，判断故障地点。线路发生故障时，及时确定故障地点、并发出故障报警以缩短故障地点查找时间，具有很好的定位精度和稳定的运行性能。

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术、故障定位技术等领域，具体的说，是一种基于对称分量法的含光伏电站并网系统故障定位装置。

背景技术

随着电力系统规模日益扩大和大型光伏电站的不断并入电网，输电网络结构也愈加复杂，电力系统故障发生率不可避免地增大，于是传统故障定位方法和装置不再适用，含大型光伏电站的故障定位成为发展光伏发电技术的重要环节。

目前，传统输电网故障定位方法从原理主要可分为：行波法、阻抗法。行波法是利用测量线路故障时故障点发出的近似光速的高频暂态行波到达两端母线的时间来计算故障距离。阻抗法根据获取单侧还是双侧母线信号的不同，可细分为单端法和双端法。单端法用于传统输电网时，一般无法消除过渡电阻的影响，造成测距精度不高。因此，在传统输电网的故障测距中一般采用双端法。

在含光伏电站的集电网络中，光伏电站采用正序控制策略，且光伏逆变器所接变压器为 Y/d/d接线，因此故障时光伏电源的输出电流仅含正序分量，含光伏并网的集电网络发生单相接地故障时的零序电流只来自系统侧。

本专利申请对含光伏电站的集电网络发生单相接地故障时的故障测距进行详细的研究和分析，设计出一种基于对称分量法的含光伏电站并网系统故障定位装置。

实用新型内容

针对包含光伏电站并网的电力系统的实际需要，本实用新型的目的在于提供一种快速、准确、可靠的基于对称分量法的含光伏电站并网系统故障定位装置。使用该装置，当线路发生故障时，该装置可以及时确定故障地点、并发出故障报警，大大缩短了查找故障地点的时间，为快速排除故障、恢复正常供电，提供了有力保障。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种基于对称分量法的含光伏电站并网系统故障定位装置，其特征在于：其包括依次连接的电流电压监测与采集系统、模拟低通滤波电路、采样保持电路、模拟量多路转换开关(MPX)与逐位比较A/D转换器与中央处理器(CPU)；中央处理器(CPU)连接有电源。

本实用新型各部件的结构与主要作用如下：

1.电流电压监测与采集系统，包含系统侧互感器装置和光伏站内集电线路互感器装置；具体的，采集系统侧零序电流所用互感器安装在35kV系统侧接地变压器中性线上，采集三相电流所用互感器安装在35/110kV升压变压器低压侧出口线路上，采集电压所用互感器安装于35/110kV升压变压器低压侧母线上；还需要在光伏发电单元的箱式变压器高压侧A、B、 C三相任选一相安装电流互感器，用于采集光伏发电单元内部的电流(已转换为电压信号，可利用欧姆定律：I＝U/R转换为电流信号，R值已知)，再通过网络传输给采集系统用于故障定位计算。其中交流电流的变换一般采用电流变换器，并在其二次侧并联电阻以取得所需的电压，只要铁芯不饱和，其二次电流及并联电阻上的电压的波形就可以基本保持与一次电流波形相同且同相。除了起电量变换的作用，还起到隔离作用，它使计算机与强电系统隔离，从而在较大强度上减弱了来自高压系统的干扰。