小電流接地故障有源消弧時注入電流兩點計算方法
【技術領域】
[0001] 屬于電力系統小電流接地故障自愈技術領域，設及小電流接地故障時基于有源逆 變器的消弧技術領域，尤其設及有源消弧技術計算注入電流的方法。
【背景技術】
[0002] 現階段，我國中壓配電網廣泛采用小電流接地方式，即中性點不接地方式和中性 點經消弧線圈接地方式，發生單相接地故障時故障點電流較小，稱為小電流接地系統。單相 接地故障是配電網故障的主要形式，占到故障總數的80%左右。發生單相接地故障時，由于 =相線電壓基本保持不變且故障點電流較小，一般不會影響負荷的正常工作，按規程配電 網是允許帶故障運行1~2小時的，但必須首先減小故障點電流，W促使故障點焰弧并減輕 故障點電流的危害，同時應避免間歇性接地弧光過電壓。
[0003] 配電網接地故障消弧方法按補償對象可分為電流消弧法和電壓消弧法，按有無有 源逆變器可分為有源消弧法和無源消弧法。無源電流消弧法利用故障時的中性點電壓及中 性點感抗產生感性電流，補償系統中的電容電流，通過降低故障點電流W促使電弧焰滅。各 類消弧線圈，如自動調應式消弧線圈、調容式消弧線圈等均屬于無源電流消弧法。無源電壓 消弧法在變電所母線處將故障相金屬性接地，嵌制故障相電壓為0,推遲故障相電壓的恢復 時間，避免電弧復燃。在冶金、煉化企業得到一定應用的"消弧柜狂HG)"屬于無源電壓消弧 法。
[0004] 無源消弧法均不能將故障點電流補償到0。近幾年，隨著電力電子技術的發展，W 有源逆變器為代表的有源消弧控制法，在理論上能補償故障電流中的有功分量、無功分量 和諧波分量，將故障點電流補償到0。但是，現有的有源消弧控制法都是在故障前測量系統 的對地導納，在故障后測量系統中性點的阻抗，W此計算注入電流。在小電流接地故障發生 后允許帶故障運行的2小時里，配電網線路可能發生切換，此時采用已有的有源消弧控制 法計算注入電流并注入，其誤差電流為改變線路的對地電容電流，故障點電流仍有可能很 大。 陽〇化]為滿足現場應用有源消弧技術時計算的注入電流需適應配電網結構的動態變化， 在此提出了一種控制故障相電壓為0時注入電流的兩點計算方法，此算法避免了配電網結 構動態變化對計算注入電流引起的影響，且能計算故障點過渡電阻的值。

【發明內容】

[0006] 本發明解決的技術問題是：提供一種小電流接地故障后利用有源逆變器控制故障 相電壓為0且適應線路結構動態變化的注入電流兩點計算方法。小電流接地故障時，此注 入電流能有效地降低故障點電流并降低故障相電壓，從而促使電弧焰滅，并延緩故障后電 壓恢復速度，避免出現弧光過電壓。
[0007] 本發明解決技術問題采取的技術方案是：小電流接地故障后，通過系統中性點或 =相中任意一相先后向系統注入兩個不同的工頻零序電流，并測量母線零序電壓，進而計 算控制故障相電壓為O的注入電流。過程為：
[000引1.檢測到小電流接地故障發生后，利用有源逆變器向系統中性點或者某一相注入 一個電流4 >測量并記錄注入后母線零序電壓&1的幅值和相位。
[0009] 注入電流每可任意選取。一般地，選取4 =0,既可W減少一次注入電流對系統的 影響，又可W簡化將故障相電壓控制到0的注入電流的計算公式。
[0010] 2.再次向系統中性點或者某一相注入一個與4不同的電流4,測量并記錄注入 后母線零序電壓巧;的幅值和相位。 1] 注入電流可任意選取。一般地，選取/i;的幅值比較小（如1A-2A即可），運樣可 W避免注入電流過大對系統的影響；4的相角巧根據不同的故障相按照W下原則進行選取 (設A相電源電壓4的相角為0。）：
[0012]
[0013] 3.利用下式計算過渡電阻的計算值Rd:
陽〇1引其中鳥為故障相電源電壓。
[0016] 4.利用下式計算控制故障相電壓到0的注入電流
[0018] 當4 = 0時，計算公式簡化為：
[0020] 與現有技術相比本發明的有益效果是：
[0021] W消弧線圈和消弧柜為代表的無源消弧法均不能將故障點電流補償到0或接近 于0。隨著配電網容量的增大及電纜線路和電力電子設備的大量應用，接地電流中的無功 分量、有功分量和諧波分量日益增大，應用無源消弧法后接地殘流仍有可能較大。另外，某 些重要用戶要求電弧盡最大可能焰滅。此時，在無源消弧法的基礎上，應配合使用有源消弧 法，使接地電流進一步減小，乃至減小到0,W促使電弧盡最大可能焰滅，并控制故障相電壓 為0或接近于0,W避免電弧重燃，從而最大可能地防止和消除弧光接地過電壓。
[0022] 近幾年，隨著電力電子技術的發展，W有源逆變器為代表的有源消弧法，在理論上 能補償故障電流中的有功分量、無功分量和諧波分量，將故障點電流補償到0。但是，現有的 有源消弧控制法都是在故障前測量系統的對地導納，在故障后測量系統中性點的阻抗，W此計算注入電流。在故障發生時，有些負荷可能比較敏感，會發生跳閩，在小電流接地故障 發生后允許帶故障運行的2小時里，配電網線路可能發生切換，此時采用已有的有源消弧 巧制法計算注入電流并注入，其誤差電流為改變線路的對地電容電流，故障點電流仍有可 能很大。
[0023] 本發明提出的小電流接地故障有源消弧時注入電流兩點計算方法，根據兩個不同 注入電流及其對應的母線零序電壓計算控制故障相電壓為0或接近于0的注入電流，可靈 活、有效的控制系統故障相電壓，從而防止和消除弧光接地過電壓。與傳統方法相比，該方 法不需測量系統對地零序導納，可自適應線路結構的改變，解決了現有的有源消弧控制法 不能反映故障后配電網結構可能發生改變運一難題；能計算故障點過渡電阻的值；且控制 方便、精度較高。
【附圖說明】
[0024] 附圖1為小電流接地故障有源消弧系統結構圖。
[00巧]附圖2為小電流接地故障有源消弧流程圖。
[00%] 附圖3為高阻接地時，利用本發明所述方法，向系統注入電流前后母線處、故障點 故障相電壓，故障點電流的變化圖。
【具體實施方式】
[0027] 本發明所述方法的【具體實施方式】為： 陽〇2引 （1)小電流接地故障有源消弧系統結構（如附圖1所示）
[0029] 測量信號傳送到控制器中，控制器可W是有源逆變器中