一种配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法及系统

本发明涉及继电保护，尤其涉及一种配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法及系统。

背景技术：

1、在配电网接地故障的消弧的相关技术方案中，根据控制对象的类型可以分为电压型消弧和电流型消弧，电压型消弧是把故障相电压降为零，电流型消弧则是把故障点电流降为零。

2、对于电压型消弧，其通常适用于高阻故障，对金属性的低阻故障消弧效果不理想；对于电流型消弧，其通常适用于低阻故障，对高阻故障效果不理想。

3、由于两种消弧方式均存在各自不适用的故障工况，因此，需要一种能够同时适用于高阻故障和低阻故障的方法，来提升配电网接地故障的消弧方式的适用性，从而保障配电网安全、可靠运行。

4、例如，《可适应线路结构动态变化的有源消弧算法》的期刊论文，其公布了一种有源电流、电压切换方法，通过分别注入的两次电流，并测量注入后母线两次零序电压，来判断故障接地电阻，进而选择合适的消弧方式，但是其存在计算故障电阻所需要的参数瞬变性强，导致计算误差大，从而严重影响消弧的预期效果。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法方法，旨在解决如何提升配电网接地故障的消弧方式的适用性的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法方法，所述方法包括：

3、在检测到配电网出现单相接地故障时，向所述配电网中性点处的两端，补偿两个感性电流；

4、获取所述中性点处基于所述感性电流反馈的故障判别值；

5、根据所述故障判别值，确定所述配电网的接地电阻是否位于电压消弧死区；

6、若是，向所述配电网中的故障相补偿有源消弧电流，以使所述故障相电压置零；

7、否则，向所述中性点处补偿有源消弧电流，以使所述配电网的接地点电流置零。

8、可选地，所述根据所述故障判别值，确定所述配电网的接地电阻处是否属于电压消弧死区的步骤包括：

9、获取所述接地电阻处的接地电阻值；

10、确定所述接地电阻值与所述故障判别值的数值大小关系；

11、若所述接地电阻值大于或等于所述故障判别值，则判断所述接地电阻处位于所述电压消弧死区；

12、若所述接地电阻值小于所述故障判别值，则判断所述接地电阻处不位于所述电压消弧死区。

13、可选地，所述感性电流包括第一感性电流和第二感性电流，所述向所述配电网中性点处的两端，补偿两个同向的感性电流的步骤包括：

14、向所述中性点处的首端注入所述第一感性电流，以及向所述中性点处的尾端注入所述第二感性电流；

15、其中，所述第一感性电流和所述第二感性电流为同向电流。

16、可选地，所述故障判别值的计算步骤包括：

17、获取出现单相接地故障时记录的当前故障相电压值、故障相对应的对地总导纳值，并确定第一感性电流对应的第一电流值和第二感性电流对应的第二电流值之间的电流值差；

18、根据所述当前故障相电压值、所述对地总导纳值和所述电流值差，确定所述故障判别值。

19、可选地，所述向所述配电网的中性点处补偿感性电流的步骤之前，还包括：

20、获取所述配电网中的中性点电压值和母线电压值；

21、根据所述母线电压值和预设比例系数，确定故障电压阈值；

22、确定所述中性点电压值是否大于或等于所述故障电压阈值；

23、若是，判断所述配电网出现所述单相接地故障；

24、否则，判断所述配电网未出现所述单相接地故障。

25、本发明通过精确计算有源注入电流完成消弧，在已知实测故障相电压与两次电流注入量作比，联解简化下，合理优化求解故障电阻方式，所需要的参数变化性对所求解结果影响减小，从而减低误差率，提高有源消弧切换成功率，有效解决有源消弧效果不佳的情况。

26、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种继电系统，其特征在于，用于执行如上任一项所述的配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法方法，所述继电系统包括：

27、有源逆变模块，用于在检测到配电网出现单相接地故障时，向所述配电网中性点处的两端，补偿两个同向的感性电流；

28、逻辑判断模块，用于获取所述中性点处基于所述感性电流反馈的故障判别值，并根据所述故障判别值，确定所述配电网的接地电阻是否位于电压消弧死区；

29、闭环控制模块，用于若所述配电网的接地电阻值位于电压消弧死区，向所述配电网中的故障相补偿有源消弧电流，以使所述故障相电压置零；否则，继续向所述中性点补偿有源消弧电流，以使所述配电网的接地点电流置零。

30、可选地，所述逻辑判断模块包括：

31、故障判别参数采集单元，用于采集出现单相接地故障时记录的当前故障相电压值、故障相对应的对地总导纳值，以及确定第一感性电流对应的第一电流值和第二感性电流对应的第二电流值之间的电流值差；

32、故障判别值计算单元，用于根据所述当前故障相电压值、所述对地总导纳值和所述电流值差，确定所述故障判别值。

33、可选地，所述继电系统还包括数据采集模块，所述数据采集模块包括：

34、参数采集单元，用于在配电网正常运行时，采集三相对地电容和三相对地电导，并实时检测更新保存；

35、电压采集单元：用于在配电网出现单相接地故障时，通过母线上安装的电压互感器采集三相母线电压和零序电压以及故障相的相电压。

36、可选地，所述继电系统还包括保护启动模块，所述保护启动模块包括：

37、电阻采集单元，用于获取所述配电网中的中性点电压值和母线电压值；

38、电压阈值计算单元，用于根据所述母线电压值和预设比例系数，确定故障电压阈值，以及确定所述中性点电压值是否大于或等于所述故障电压阈值；

39、故障判断单元，用于若中性点电压值大于或等于所述故障电压阈值，判断所述配电网出现所述单相接地故障，否则，判断所述配电网未出现所述单相接地故障。

40、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法程序，所述配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法程序被处理器执行时实现如上所述的配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法方法的步骤。

41、本发明实施例提供一种配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法方法、系统及可读存储介质，通过向配电网中性点处的两端，补偿两个感性电流，获取中性点处基于感性电流反馈的故障判别值，根据故障判别值判断配电网的接地电阻值是否位于电压消弧死区，若位于死区则采用适合高阻故障情形的电压型消弧策略，若不位于死区则采用适合低阻故障情形的电流型消弧策略，实现两种消弧方法优势互补，保障配电网安全、可靠运行。

技术特征：

1.一种配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法，其特征在于，应用于继电系统，所述配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述故障判别值，确定所述配电网的接地电阻处是否属于电压消弧死区的步骤包括：

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述感性电流包括第一感性电流和第二感性电流，所述向所述配电网中性点处的两端，补偿两个同向的感性电流的步骤包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述故障判别值的计算步骤包括：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述配电网的中性点处补偿感性电流的步骤之前，还包括：

6.一种继电系统，其特征在于，用于执行如权利要求1至5任一项所述的配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法方法，所述继电系统包括：

7.如权利要求6所述的继电系统，其特征在于，所述逻辑判断模块包括：

8.如权利要求6所述的继电系统，其特征在于，所述继电系统还包括数据采集模块，所述数据采集模块包括：

9.如权利要求6所述的继电系统，其特征在于，所述继电系统还包括保护启动模块，所述保护启动模块包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法程序，所述配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法方法的步骤。

技术总结
本发明涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法及系统。所述方法包括：在检测到配电网出现单相接地故障时，向所述配电网中性点处的两端，补偿两个感性电流；获取所述中性点处基于所述感性电流反馈的故障判别值；根据所述故障判别值，确定所述配电网的接地电阻是否位于电压消弧死区；若是，向所述配电网中的故障相补偿有源消弧电流，以使所述故障相电压置零；否则，向所述中性点处补偿有源消弧电流，以使所述配电网的接地点电流置零。旨在解决如何提升配电网接地故障的消弧方式的适用性的问题。

技术研发人员：束洪春,肖飞,董俊,唐玉涛,杨志恒
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15