[发明专利]一种谐振接地配电网单相接地故障电流计算方法

说明书

一种谐振接地配电网单相接地故障电流计算方法，所述方法利用瞬时对称分量法分解谐振接地系统中各部分元件，得出网络各部分单独的瞬时序分量等效模型及故障点边界条件；综合各个部分的瞬时序网络模型，得到谐振接地系统发生单相接地故障的瞬时序网络模型，再忽略线路的电阻和电感，依据谐振接地系统发生单相接地时的瞬时序网络，计算发生单相接地故障点的特征量，包括接地电流和故障上游的瞬时正序电流。本发明提出的故障电流计算方法，可据以获得单相接地故障电流的特点，同时应用瞬时对称分量法分析单相接地故障有利于获得新的故障定位原理和方法，并便于数字化实现。

技术领域

本发明涉及一种谐振接地配电网单相接地故障电流计算方法，属配电网技术领域。

背景技术

我国配电网多采用小电流接地(主要是中性点不接地和中性点经消弧线圈接地)运行方式，这种接地方式的供电可靠性更高，但单相接地故障检测和定位比较困难，使保护装置无法迅速定位故障位置、消除或隔离故障，这个问题长期困扰供电部门，亟待解决。谐振接地配电网的单相接地故障因还受消弧线圈的影响，故障处理难度更大，其主要原因是，单相接地故障电流的计算和特征提取没有解决。明确故障的机理是进行故障诊断与处理的第一步，目前在已有的研究中，无论是故障特征规律的研究、还是故障识别方法的研究，都仅仅围绕单相接地故障零序网络和零序电流信号特征展开，可利用的信号特征有限。

瞬时对称分量法(Instantaneous Symmetrical Components)是在时域范围内定义的，它利用电压或电流的瞬时值进行对称分量变换，可用于三相电路的动态分析，稳态和暂态一体化的故障模型。单相接地故障的过程是包含暂态过渡过程和稳态过程的全过程体，对接地过程的分析方法最好具有对稳态和暂态过程普适性。传统对称分量变换在频域范围，只能用于稳态分析，不能分析含暂态的动态故障过程。

发明内容

本发明的目的是，为了解决谐振接地配电网的单相接地故障检测和定位问题，提出一种谐振接地配电网单相接地故障电流计算方法。

实现本发明的技术方案如下，一种谐振接地配电网单相接地故障电流计算方法，所述方法利用瞬时对称分量法分解谐振接地系统中各部分元件，得出网络各部分单独的瞬时序分量等效模型及故障点边界条件；综合各个部分的瞬时序网络模型，得到谐振接地系统发生单相接地故障的瞬时序网络模型，包括瞬时正序网络、瞬时负序网络、瞬时零序网络；再忽略线路的电阻和电感，依据谐振接地系统发生单相接地时的瞬时序网络，计算发生单相接地故障点的特征量，包括接地电流和故障上游的瞬时正序电流。

所述网络各部分单独的瞬时序分量等效模型包括电源端瞬时对称分量模型和线路瞬时对称分量模型；

所述电源端瞬时对称分量模型如下：

其中，为电源端对地电压的瞬时正序分量；为电源端对地电压瞬时负序分量；为电源端对地电压瞬时零序分量；u⁺为电源电压的正序分量；u^-为电源电压的负序分量；u_N为中性点的对地电压；

由上式可知，电源端对地电压的瞬时正序分量等于电源电压的正序分量电源端对地电压瞬时负序分量等于电源电压的负序分量电源端对地电压瞬时零序分量等于中性点的对地电压

所述线路瞬时对称分量模型,包括对第k条支路对地电容上的电流瞬时正序分量的向量I_cˊ和对第k条支路的阻抗压降的电流瞬时正序分量的向量ΔU′_k的求解。

第k条支路对地电容上的电流瞬时正序分量的向量I_cˊ计算如下：

I'_c＝C'_kdU'_g/dt；

其中，