[发明专利]一种计及阻尼电阻的谐振接地配电网对地参数测量方法

说明书

本发明提供了一种计及阻尼电阻的谐振接地配电网对地参数测量方法，适用于中性点消弧线圈串接阻尼电阻接地配电网，通过消弧线圈内部电压互感器向配电网注入一非工频的特征频率恒流信号，从配电网中性点零序电压互感器测量返回的该特征频率电压信号，改变电流信号频率，寻找配电网零序等效回路的谐振角频率，由此计算出配电网对地电容和对地泄漏电导。本发明能消除电压互感器内阻抗和阻尼电阻的影响，实现谐振接地配电网对地参数的高精度测量，有利于消弧线圈精准调谐，且测量安全、快速，不影响配电网正常运行。

技术领域

本发明属于配电网测量领域，特别涉及一种计及阻尼电阻的谐振接地配电网对地参数测量方法。

背景技术

我国现行《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》明确规定6～66kV系统单相接地故障电容电流不得大于10A，因此中低压配电网普遍采用中性点经消弧线圈接地方式，对接地电容电流进行限制。随着配电网规模不断扩大，电缆线路敷设长度大幅增加，单相接地故障电流(尤其是故障电流有功成分)急剧攀升，导致故障电弧难以消除，反复燃熄的间歇性弧光造成对地电容电荷积累进而产生系统过电压，对人身设备安全构成严重威胁。全电流补偿消弧线圈能够对故障电流的无功、有功成分进行有效补偿，抑制故障过电压，降低故障建弧率，其补偿容量及作用效果主要依赖配电网对地电容以及对地泄漏电导的测量精度。此外，近年来兴起的配电网有源消弧技术同样需要精确快速的对地绝缘参数的测量技术作为有力支撑。

传统对地绝缘参数测量方法主要分为直接法和间接法：直接法一般通过金属性接地来测量对地绝缘参数，但该方法操作过程及接线方式复杂，实现困难；间接法采用中性点外加电容或外加电压的方式使中性点产生位移电压间接求得电容电流，测量操作较为简便，但无法区分有功分量和无功分量，测量精度有限，且以上两种方法均需要直接接触一次设备，对测量操作人员人身安全构成严重威胁，存在极大的安全隐患，较少实际应用。为提高配电网对地绝缘参数测量过程的安全性，国内外学者提出了注入信号测量法，通过电压互感器二次侧向配电网注入特定频率信号实现对地绝缘参数测量。注入信号测量法主要包括三频率注入法、两频率注入法和谐振测量法，测量过程无需直接接触一次元件，可实现参数在线实时测量。谐振测量法由于操作简便，且在判断谐振状态时可采用谐振相位判据，在测量精度方面具有明显优势。但注入信号测量法在测量原理上受到电压互感器内阻抗影响，且现有测量方案同样仅能测量对地电容，无法实现对地泄漏电导测量。

考虑到谐振接地配电网中消弧线圈易与馈线对地电容作用产生谐振过电压，导致中性点电压发生偏移，实际工程中通常采用在消弧线圈接地回路串接阻尼电阻的方式，对中性点位移电压进行抑制。由于阻尼电阻在系统零序阻抗中占比较小，传统对地绝缘参数测量方法往往未考虑阻尼电阻的影响。随着配电网中三相不平衡负荷、非线性负荷占总负荷比重上升，配电网三相不对称度逐步增大，阻尼电阻阻值趋于升高，导致传统对地绝缘参数测量方法的测量精度随之降低，其在测量原理上的固有缺陷逐渐突显。发明专利2017109911831提出一种配电网电容电流在线测量方法，虽可消除消弧线圈串联阻尼电阻与电压互感器内阻抗的影响，但公式较为复杂，且只能单独求得对地电容，由于公式直接由注入信号和返回信号推导得出，当注入信号微弱而测量到的返回信号稍有误差时，会造成结果有巨大误差。

综上，国内外还未提出可消除电压互感器内阻抗和阻尼电阻影响，兼顾快速性、准确性和安全性的谐振接地配电网对地参数测量方法。

发明内容

为了有效解决现有技术无法解决消除电压互感器内阻和阻尼电阻的影响，并提高对地参数的测量精度，本发明提供了一种计及阻尼电阻的谐振接地配电网对地参数测量方法，本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种计及阻尼电阻的谐振接地配电网对地参数测量方法，适用于中性点消弧线圈串接阻尼电阻接地配电网，包括以下步骤：

步骤1)：在配电网消弧线圈内部的电压互感器的二次侧向配电网中性点注入非工频的恒流信号