[发明专利]基于有源注入法的配电网单相接地故障的故障相辨识方法

权利要求书

1.基于有源注入法的配电网单相接地故障的故障相辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、计算为消除配电网不对称而需有源电力装置往中性点注入的电流值；

步骤2、分析各相单相接地故障时补偿不对称后的中性点电压与各相电源电压之间的关系；

步骤3、分析各相发生单相接地故障时，中性点电压与A相电源电压之间的相角差分布规律；

步骤4、利用中性点电压与A相电压之间的相角差分布规律对故障相进行辨识。

2.根据权利要求1所述的基于有源注入法的配电网单相接地故障的故障相辨识方法，其特征在于，步骤1所述的确定消除配电网不对称度而需有源电力装置注入的中性点电流值，具体如下：

步骤1.1、确定中性点不对称电压与中性点注入电流之间的关系：

当有源电力装置往中性点注入电流时，根据基尔霍夫定律得该电流值与中性点不对称电压之间的关系为：

其中C_A、C_B、C_C分别为三相对地电容；G_A、G_B、G_C分别为三相对地泄露电导；为有源电力装置注入的等效电流；分别为系统三相电源电压；为因各相对地分布参数不一致而产生的配电网中性点不对称电压；

步骤1.2、确定为消除电网的不对称度，所需有源电力装置注入的电流值，即使时，的值：

3.根据权利要求1所述的基于有源注入法的配电网单相接地故障的故障相辨识方法，其特征在于，步骤2所述的不对称补偿后，各相发生单相接地故障时，确定补偿后中性点电压与各相电压之间的关系，具体如下：

步骤2.1、A相发生接地故障时，分析中性点注入电流与补偿后中性点电压之间的关系为：

其中，G_f为故障点接地电阻的导纳；根据步骤1.2与2.1计算得补偿后的中性点电压为：

其中，C_Σ＝C_A+C_B+C_C、G_Σ＝G_A+G_B+G_C；令jωC_Σ+G_Σ+G_f＝K∠β，其中将中性点电压改写为：

其中，为中性点电压与A相电源之间的相位差；

步骤2.2、B相发生接地故障时，同步骤2.1，分析得中性点注入电流与补偿后中性点电压之间的关系为：

步骤2.3、C相发生接地故障时，同步骤2.1分析得中性点注入电流与补偿后中性点电压之间的关系为：

4.根据权利要求1所述的基于有源注入法的配电网单相接地故障的故障相辨识方法，其特征在于，步骤3所述的分析各相发生单相接地故障时，中性点电压与各相电源之间的相角差分布规律，具体如下：

步骤3.1、以A相电源电压作为参考对象，分别计算A、B、C相中性点电压与A相电源之间的相角差为：

(1)A相发生单相接地故障时，根据步骤2.1计算得为：

(2)同样以A相电源电压为参考对象，B相发生单相接地故障时，根据步骤2.1计算得为：

(3)同样以A相电源电压为参考对象，B相发生单相接地故障时，根据步骤2.1计算得为：

步骤3.2、分析各相发生单相接地故障时，中性点电压与A相电源相位差的特点：

(1)A相发生高阻接地故障时，由于G_f→0，故β→90°，因此α→90°；A相发生金属性接地故障时，由于G_f→+∞，故β→0°，故α→180°；

(2)B相发生高阻接地故障时，由于G_f→0，故β→90°，因此α→-30°；B相发生金属性接地故障时，由于G_f→+∞，故β→0°，故α→60°；

(3)C相发生高阻接地故障时，由于G_f→0，故β→90°，因此α→210°；C相发生金属性接地故障时，由于G_f→+∞，故β→0°，故α→300°。

5.根据权利要求1所述的基于有源注入法的配电网单相接地故障的故障相辨识方法，其特征在于，步骤4所述的根据中性点电压与A相电压之间的相位差判定单相接地故障相，具体如下：

步骤4.1、根据判定故障相：

(1)发生单相接地故障，经有源电力装置注入电流补偿不对称度后，时，判别为A相故障；

(2)发生单相接地故障，经有源电力装置注入电流补偿不对称度后，时，判别为B相故障；

(2)发生单相接地故障，经有源电力装置注入电流补偿不对称度后，时，判别为C相故障。