[发明专利]一种基于线电压串联调制阻尼接地的配电网故障消弧与馈线保护装置与方法

说明书

本发明公开了一种基于线电压串联调制阻尼接地的配电网故障消弧与馈线保护装置与方法，通过单相隔离变压器将线电压引入中性点并与阻感式的阻尼相串联，即可实现配电网绝缘参数精确测量、高阻接地故障超灵敏检测、包括不平衡接地电流在内的基波故障电流全补偿。本发明避免了传统故障消弧方法中在中性点接入电力电子型有源消弧装置从而造成谐波污染的问题，本发明易于实现，成本低廉。

技术领域

本发明涉及的是配电网故障消弧与馈线保护领域，具体是一种基于线电压串联调制阻尼接地的配电网故障消弧与馈线保护技术。

背景技术

我国配电网主要以小电流接地方式为主，单相接地故障占配电网总故障的80％以上，故障检测和消弧是保障供配电安全可靠、减少接地故障造成人员伤亡和引发电气火灾的关键技术。金属性接地故障引起零序电气信息变化明显，而导线坠地、碰树等高阻接地的故障信息微弱，因此故障检测的灵敏性和准确率低。另外，故障电流越小，介质损伤越小，越有利于电弧自熄，完全补偿接地电流和可靠抑制故障相电压为0 是消除接地燃弧、避免产生间歇性电弧接地过电压、防止恶化为相间短路故障的有效手段。

为了提升高阻接地故障检测灵敏度，学者提出中性点经小电阻的接地方式与其适用的高阻接地检测方法，如零序电流投影系数法、分形理论与聚类分析法；为了更好的补偿接地电流，有源接地方式得到深入研究。故障消弧技术是预防接地故障引发电气火灾和人员伤亡的有效手段，当前配电网故障消弧技术根据消弧原理的不同可分为电流消弧法和电压消弧法，目前的消弧技术存在两个方面的问题：一方面，忽视了对不平衡接地电流分量的补偿，使得电流消弧法不能完全补偿接地电流、电压消弧法未能将故障相电压完全抑制为0；另一方面，电力电子型有源消弧装置成本高且存在谐波污染。

经对现有技术领域的检索发现，中国专利申请号为202111098517.5，申请公布号为CN113794191A，专利名称为：一种配电网接地故障消弧控制方法及系统，该专利通过中性点外接双闭环控制器进行配电网故障消弧，该控制器为电力电子电流源结构，成本较高且存在谐波污染。

中国专利申请号为202110408920.7，申请公布号为CN113097989A，专利名称为：一种柔性接地配电网故障复合消弧方法，该专利通过有源消弧适用性判据进行有源电压和电流消弧方式的选择，提出了以电压消弧方法为主、电流消弧方法为辅的柔性接地系统复合消弧策略，但未考虑配电网分布参数不对称的影响，未重视电网三相分布参数不对称在接地点产生不平衡电流的机理。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是提供一种配电网故障消弧与馈线保护装置与方法，该方法要能够解决传统降压消弧法无法补偿不平衡接地电流以及电力电子型有源接地装置存在谐波污染、成本高、控制复杂的问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提出一种基于线电压串联调制阻尼接地的配电网故障消弧与馈线保护装置与方法，通过单相隔离变压器将线电压引入中性点并与阻感式的阻尼相串联，进行故障消弧和馈线保护。

一种基于线电压串联调制阻尼接地的配电网故障消弧与馈线保护的方法包括步骤如下：

步骤a：配电网正常运行时，在中性点接入电压其中n2为变压器变比，为线电压，调节隔离变压器变比为n₁并测量中性线电流，记作再调节隔离变压器变比为n₂并测量中性线电流，记作计算配电网参数自然不对称矢量和配电网分布总电容C_∑、配电网分布总电导G_∑：