[发明专利]一种发电厂厂用电系统接地故障有源消弧方法及其装置

说明书

本发明公开了一种发电厂厂用电系统接地故障有源消弧方法及其装置，其中，电流源有源消弧模块与消弧辅助模块通过注入变压器并联在厂用电系统的中性点与地之间，消弧辅助模块包括电容器组和消谐电阻，电容器与消谐电阻之间均为并联连接，该方法包括：正常工作下将消谐电阻接入厂用电系统；若发生单相接地故障，识别当前的故障相以及获取最新的对地参数并控制消谐电阻退出厂用电系统，再将电容器组中的电容器接入厂用电系统以及通过基尔霍夫定律计算出消弧注入电流，最后将消弧注入电流注入厂用电系统中性点。该方法可以在实现故障的100％消弧的基础上减少注入电流，进而减少消弧装置容量以及成本，同时还能防止正常运行下系统发生串联谐振以及防止中性点产生谐振过电压。

技术领域

本发明属于发电厂厂用电系统接地故障技术领域，具体涉及一种发电厂厂用电系统接地故障有源消弧方法及其装置。

背景技术

发电厂厂用电系统结构复杂，决定着发电厂用电的供电可靠性。传统厂用电系统中以接地故障最为频发，大约70％的故障为单相接地故障，发生接地故障时接地点会流过极大的接地电流，不及时切除或对电流进行抑制，可能会发展为弧光接地，导致故障蔓延，带来停电或火灾事故，给发电厂稳定运行带来巨大安全隐患。若故障未自动消失或及时抑制，则将发展为永久性故障，又由于厂用电系统中支路众多，各支路故障分量没有明确的差异，给故障选线带来困难，进一步降低了供电可靠性。其中，影响接地故障的因素有：故障电流、间歇电弧过电压(包括故障相电压的恢复初速度、恢复时间与幅值)。故障电流越小，介质损伤越小，越有利于故障消弧；故障相电压的恢复初速度越慢、恢复时间越长、幅值越小，越难重新击穿绝缘介质，阻止电弧重燃，越有利于故障消弧。

为了解决发电厂厂用电系统接地故障消弧问题，CN201110006701.2提出了一种配电网接地故障消弧和保护方法，通过向配电网系统中性点注入一定电流，强制故障相电压为零和接地故障电流为零，实现瞬时故障的100％消弧及永久故障的快速隔离，但是该方法所需要的注入电流很大，消弧装置所需容量也较大，相应成本也高。

发明内容

本发明提供的一种发电厂厂用电系统接地故障有源消弧方法，在实现故障的100％消弧的基础上还减小了注入电流大小，进而减少消弧装置容量以及降低了成本，同时在正常运行过程，还能防止系统发生串联谐振以及防止中性点产生谐振过电压。

一方面，本发明提供一种发电厂厂用电系统接地故障有源消弧方法，包括如下步骤：

S1：将消弧辅助模块中的消谐电阻接入厂用电系统，再实时监测厂用电系统的中性点电压以及定时向厂用电系统中性点注入预设频率的电流信号并计算出厂用电系统的对地参数；

所述对地参数包括厂用电系统每相的泄漏电阻、对地电容；

电流源有源消弧模块与消弧辅助模块通过注入变压器并联在厂用电系统的中性点与地之间，所述消弧辅助模块包括电容器组和消谐电阻，电容器组中的电容器之间以及电容器与消谐电阻之间均为并联连接，每个电容器的电容相等；

S2：基于实时监测的厂用电系统中性点电压判断是否发生单相接地故障，若发生，识别故障相并捕捉非故障相电压间过零点以及获取最新的对地参数；

其中，厂用电系统中当前相电压最低的一相为故障相；

S3：控制消谐电阻退出厂用电系统，将电容器组中的电容器接入厂用电系统，并基于基尔霍夫定律计算出消弧注入电流；

S4：将计算出的所述消弧注入电流注入厂用电系统中性点。

优选地，所述消弧注入电流的计算公式如下：

式中，为消弧注入电流，为故障相的电源电压，Y为厂用电系统线路的单相对地导纳、Z₀为消弧线圈阻抗、Y₀为投入厂用电系统的电容器组等效到系统侧的导纳；