一种可控电流源配合预调式消弧线圈的全补偿实现方法与流程

本申请涉及电网系统单相接地全补偿技术领域，尤其涉及一种可控电流源配合预调式消弧线圈的全补偿实现方法。

背景技术：

电网系统中，尤其是中低压配电网系统中，单相接地故障占故障总数的绝对多数。当系统电容电流超过一定数值，发生单相接地故障时的接地电弧不能自行熄灭，产生弧光过电压及其他次生危害。中低压配电网普遍采用小电流接地方式，包括中性点不接地方式或中性点经消弧线圈接地方式。中性点不接地运行时，接地电弧无法自行熄灭，人员安全和运行安全无法保障。中性点经消弧线圈接地方式下，接地电弧由于消弧线圈补偿的无功电流作用，部分可自行熄灭，但消弧线圈仅能补偿无功电流，补偿后仍存在接地残流。残流包含一定的过补偿感流和有功电流，仍存在人员触电及导致火灾等风险。通过对接地电流的全补偿，能达到完全熄灭电弧和杜绝触电危险的目的，因此零电流补偿方法是一种可靠的安全的单相接地故障治理手段。当系统的电容电流较大时，单以可控电流源完全补偿接地电流，电源容量较大，难以实现。为解决此问题，可由可控电流源配合消弧线圈进行全补偿提高经济性。但预调式消弧线圈的阻尼电阻在接地状态下会退出，呈现不同的系统状态，使得可控电流源的补偿电流难以计算。工程应用中，为避免此问题，一般会去除消弧线圈的阻尼电阻，但会造成系统不平衡电压过高，存在较大的运行风险。

所以，如何准确确定可控电流源的补偿电流，并且不会造成运行风险成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本申请提供了一种可控电流源配合预调式消弧线圈的全补偿实现方法，以解决现有技术中不能准确确定可控电流源的补偿电流，以及，不能保证运行安全的问题。

本申请提供一种可控电流源配合预调式消弧线圈的全补偿实现方法，所述方法包括：

在系统正常运行时，检测系统线电压；

可控电流源输出第一检测电流，检测第一中性点电压和第一消弧线圈电流；

可控电流源输出第二检测电流，检测第二中性点电压和第二消弧线圈电流；

可控电流源停止输出第一检测电流和第二检测电流，计算系统线路对地分布阻抗；

利用所述系统线路对地分布阻抗，计算系统不平衡电压；

利用所述系统线路对地分布阻抗和系统不平衡电压，计算系统不同相发生单相接地时可控电流源完全补偿接地电流时应输出的电流；

判断系统是否发生单相接地；

如果发生单相接地，确定接地相；

可控电流源输出所述接地相对应的可控电流源完全补偿接地电流时应输出的电流。

进一步地，利用以下公式计算系统线路对地分布阻抗：

其中：zc为系统对地分布阻抗；

il1为第一消弧线圈电流；

il2为第二消弧线圈电流；

i01为可控电流源输出第一检测电流；

i02为可控电流源输出第二检测电流；

r为消弧线圈串联的阻尼电阻；

zl为消弧线圈阻抗。

进一步地，利用以下公式计算系统不平衡电压：

e0＝111(r+zl+zc)i01(r+zl)

其中：e0为系统不平衡电压；

il1为第一消弧线圈电流；

i01为可控电流源输出第一检测电流；

r为消弧线圈串联的阻尼电阻；

zl为消弧线圈阻抗；

zc为系统对地分布阻抗。

进一步地，利用以下公式计算系统不同相发生单相接地时可控电流源完全补偿接地电流时应输出的电流：

其中：i0为单相接地时完全补偿接地可控电流源完全补偿接地电流应输出的补偿电流；

k＝0+j√1/3，k为常数；

ux为系统线电压，是接地相之外的两相之间的线电压；

e0为系统不平衡电压；

zl为消弧线圈阻抗；

zc为系统对地分布阻抗。

进一步地，所述消弧线圈分别在可控电流源输出第一检测电流和第二检测电流时的阻抗相同。

进一步地，在系统发生单相接地时，阻尼电阻被全部短路。

进一步地，所述第一中性点电压和第二中性点电压均不超过系统标称电压的15％。

进一步地，所述消弧线圈分别在可控电流源输出第一检测电流和第二检测电流的频率与系统线电压频率相同。

进一步地，消弧线圈分别在可控电流源输出第一检测电流和第二检测电流在0.1～1a之间。

进一步地，消弧线圈分别在可控电流源输出第一检测电流和第二检测电流的相位为任意相位。

本申请提供的一种可控电流源配合预调式消弧线圈的全补偿实现方法，所述方法包括：在系统正常运行时，检测系统线电压；可控电流源输出第一检测电流，检测第一中性点电压和第一消弧线圈电流；可控电流源输出第二检测电流，检测第二中性点电压和第二消弧线圈电流；计算系统线路对地分布阻抗；利用所述系统线路对地分布阻抗，计算系统不平衡电压；利用所述系统线路对地分布阻抗和系统不平衡电压，计算系统不同相发生单相接地时可控电流源完全补偿接地电流时应输出的电流。判断系统是否发生单相接地；如果发生单相接地，确定接地相；可控电流源输出所述接地相对应的可控电流源完全补偿接地电流时应输出的电流。本申请实施例在不改变原消弧线圈、阻尼电阻的运行方式基础下，准确计算可控电流源全补偿所需输出电流，保证了系统运行安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种可控电流源配合预调式消弧线圈的全补偿实现方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的应用场景示意图。

图示说明：

其中1-可控电流源、2-电压传感器、3-电流传感器、4-计算单元、5-消弧线圈、6-阻尼电阻、7-接地变压器、8-系统对地分布电容。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图2为本申请实施例的应用场景图，图2中的结构包括：可控电流源1、电压传感器2、电流传感器3、计算单元4、消弧线圈5、阻尼电阻6、接地变压器7和系统对地分布电容8。

如图1所示，一种可控电流源配合预调式消弧线圈的全补偿实现方法，所述方法包括：

步骤s101、在系统正常运行时，检测系统线电压；

步骤s102、可控电流源输出第一检测电流，检测第一中性点电压和第一消弧线圈电流；

步骤s103、可控电流源输出第二检测电流，检测第二中性点电压和第二消弧线圈电流；

具体的，第二中性点电压和第二消弧线圈电流是在在第一检测电流输出之后，且检测到第一检测电流作用下的中性点电压、消弧线圈电流之后，可控电流输出第二检测电流时测得的。

步骤s104、可控电流源停止输出第一检测电流和第二检测电流，计算系统线路对地分布阻抗；

步骤s105、利用所述系统线路对地分布阻抗，计算系统不平衡电压；

步骤s106、利用所述系统线路对地分布阻抗和系统不平衡电压，计算系统不同相发生单相接地时可控电流源完全补偿接地电流时应输出的电流；

步骤s107、判断系统是否发生单相接地；

步骤s108、如果发生单相接地，确定接地相；

步骤s109、可控电流源输出所述接地相对应的可控电流源完全补偿接地电流时应输出的电流。

进一步地，利用以下公式计算系统线路对地分布阻抗：

其中：zc为系统对地分布阻抗；

il1为第一消弧线圈电流；

il2为第二消弧线圈电流；

i01为可控电流源输出第一检测电流；

i02为可控电流源输出第二检测电流；

r为消弧线圈串联的阻尼电阻；

zl为消弧线圈阻抗。

进一步地，利用以下公式计算系统不平衡电压：

ea＝il1(r+zl+zc)i01(r+zl)

其中：e0为系统不平衡电压；

il1为第一消弧线圈电流；

i01为可控电流源输出第一检测电流；

r为消弧线圈串联的阻尼电阻；

zl为消弧线圈阻抗；

zc为系统对地分布阻抗。

进一步地，利用以下公式计算系统不同相发生单相接地时可控电流源完全补偿接地电流时应输出的电流：

其中：i0为单相接地时完全补偿接地可控电流源完全补偿接地电流应输出的补偿电流；

k＝0+j√1/3，k为常数；

ux为系统线电压，是接地相之外的两相之间的线电压；

e0为系统不平衡电压；

zl为消弧线圈阻抗；

zc为系统对地分布阻抗。

进一步地，所述消弧线圈分别在可控电流源输出第一检测电流和第二检测电流时的阻抗相同。

进一步地，在系统发生单相接地时，阻尼电阻被全部短路。

进一步地，所述第一中性点电压和第二中性点电压均不超过系统标称电压的15％。

进一步地，所述消弧线圈分别在可控电流源输出第一检测电流和第二检测电流的频率与系统线电压频率相同。

进一步地，消弧线圈分别在可控电流源输出第一检测电流和第二检测电流在0.1～1a之间。

进一步地，消弧线圈分别在可控电流源输出第一检测电流和第二检测电流的相位为任意相位。

由以上实施例可知，本申请提出一种可控电流源配合预调式消弧线圈的全补偿实现方法，在不改变原消弧线圈、阻尼电阻的运行方式基础下，准确计算可控电流源全补偿所需输出电流，为可控电流源的接地故障电流全补偿工程应用提供了基本计算方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。