[发明专利]一种配电网单相接地故障电流全补偿方法及其装置

说明书

本发明公开了一种配电网单相接地故障电流全补偿方法及其装置，所述方法包括：S1：将升压变压器一侧的两个端子分别连接Z型接地变压器二次侧引出的2个端子得到与故障相对中性点电压反向的电压，并利用升压变压器升压后将故障相电压抑制到熄弧电压以下；其中，所述Z型接地变压器接入配电网，所述Z型接地变压器的移相绕组末端星型连接形成中性点O且二次侧A、B、C三相引出接线的端子，所述二次侧引出的端子供所述升压变压器低压侧的端子选择性连接，所述升压变压器高压侧一端与中性点O电连接，另一端与地端连接。本发明通过Z型接地变压器以及升压变压器生成了一个与故障相对中性点电压反向的电压，进而将故障电流抑制为0。

技术领域

本发明属于配电网单相接地故障处理技术领域，具体涉及一种配电网单相接地故障电流全补偿方法及其装置。

背景技术

配电网深入用户终端的人口活动密集区，运行方式及环境工况复杂多变，配电网故障中90％以上是单相接地故障，由于配电网对地存在电容和泄漏电阻，因此接地故障电流为电容电流和阻性泄漏电流。为限制接地故障电流，配电网一般采用不接地、谐振接地、经电阻接地等方式限制接地故障电流，但随着配电网容量的增加以及电缆线路比例的增加，故障点电流的有功电流分量逐渐增大，故障点电弧难以自行熄灭，易产生故障过电压，引起多重事故，甚至造成大面积停电，危及电网安全，影响社会稳定。故障电流全补偿能够对故障电流中的无功、有功电流分量进行有效补偿，降低故障点电流，抑制故障过电压、降低故障建弧率。

现有的故障电流全补偿方法常用一类是故障电流柔性全补偿方法，这种方法需要在中性点加装电力电子逆变器设备，当发生故障后通过电力电子逆变器向中性点注入零序电流实现故障电流的柔性全补偿，但这种方法增加的电力电子逆变器设备价格昂贵，并且需要事先测量系统参数，故障电流全补偿效果依赖配电网参数的测量准确度，当配电网容量较大时，电力电子设备的注入容量将难以满足全补偿的需求。因此，一种不需外加独立电源供电，降低设备成本的单相接地故障电流全补偿方法及装置是下一步可以研究以及开括的。

主要可以分为两种：第一种是故障主动转移法，这种方法需要在变电站内母线上装设快速接地开关，当检测到配电网发生单相接地故障后，根据故障选相结果，将快速接地开关与母线的故障相闭合，从而将故障电流转移至快速接地开关，限制配电网接地点的故障电流大小，但这种方法对系统冲击较大，无法判断故障是否消失容易造成故障相母线二次接地的情况，并且当故障点过渡电阻较小时，无法完全将故障电流转移至快速接地开关处，一般较少采用。

发明内容

本发明的目的是提供一种配电网单相接地故障电流全补偿方法及其装置解决现有补偿方法中需要独立外加电源，设备成本高的问题，本发明所述方法及装置在中性点加入与故障相对中性点电压反向的电压从而实现故障电流全补偿，且所加电压通过变压器取自配电网，与配电网三相电压的相位与幅值能够严格的保持一致，无需设置复杂的控制方法计算注入中性点的电流来控制电压，也无需外加独立电源供电，在配电网对地电容较大的系统同样能够使用。

一方面，本发明提供一种配电网单相接地故障电流全补偿方法，包括：S1：将升压变压器一侧的两个端子分别连接Z型接地变压器二次侧引出的2个端子得到与故障相对中性点电压反向的电压，并利用升压变压器升压后将故障相电压抑制到熄弧电压以下；

其中，所述Z型接地变压器接入配电网，所述Z型接地变压器的移相绕组末端星型连接形成中性点O且二次侧A、B、C三相引出接线的端子，所述二次侧引出的端子供所述升压变压器低压侧的端子选择性连接，所述升压变压器高压侧一端与中性点O电连接，另一端与地端连接。

进一步优选，所述Z型接地变压器一次侧和二次侧的匝数比为N₁:N₂，所述升压变压器的高压侧设置n个档位且高压侧设有调压分接抽头K_C，所述升压变压器初始状态为调压分接抽头K_C处于档位n，初始状态的变比为当调压分接抽头K_C处于档位i时，所述升压变压器的变比为i为正整数；且执行步骤S1后，所述方法还包括步骤：