[发明专利]有源补偿方式下的单相接地判别及判相方法

说明书

本申请公开了有源补偿方式下的单相接地判别及判相方法，检测有源补偿器输出的第一电流和系统的中性点电压；根据第一电流和中性点电压计算得到相位差；根据相位差和系统的三相电压，得到有源补偿器输出的第二检测电压的相位；根据第二检测电压，得到有源补偿器输出的各个时刻的第二电流；根据有源补偿器输出的各个时刻的第二电流，得到当前时刻的第二电流和前一时刻的第二电流的幅值变化率；根据幅值变化率判断系统是否发生单相接地；若是，则根据第二电流的相位差，判断系统中的接地相。利用有源补偿器的输出电流在接地前后的突变现象，可以准确检测系统是否发生单相接地，并根据该电流的相位与三相电压的相位差准确判定出接地相。

技术领域

本申请涉及电网系统单相接地补偿技术领域，尤其涉及有源补偿方式下的单相接地判别及判相方法。

背景技术

配电网故障中，单相接地故障占比在80％以上。当发生单相接地时，接地点流过较大电流，可能产生接地电弧。由于接地电流较大，电弧不能自行熄灭，可产生3～3.5倍相电压的过电压，对电力系统设备及人身安全带来极大风险。为熄灭接地电弧，消弧线圈大量应用，但消弧线圈仅能抵消接地点容性电流。消弧线圈补偿后，接地点仍存在一定残流，仍存在人身触电风险。近年来，基于电力电子技术的单相接地有源补偿器得到快速发展。配电网单相接地有源补偿方式下，能够完全补偿单相接地点电流，即保障了人身安全，又不影响供电可靠性，是一种较为先进的配电网单相接地补偿方式。传统的配电网单相接地补偿方式正在向有源化、柔性化转变，对建设坚强智能配电网有重要推进作用。

有源补偿方式下必须准确判断系统是否发生单相接地并准确判定接地相，以进行精确补偿。传统的判定系统是否发生单相接地的方法主要有零序电压阈值法、零序电流阈值法等。零序电压阈值法，是通过设定一电压阈值，当系统零序电压超出该阈值时，即认为系统发生单相接地，反之，认为系统未发生单相接地。这种阈值判断法是最常用的，可用于中性点不接地系统或消弧线圈接地系统的一种简单有效的判定接地方法。零序电流阈值法主要应用于消弧线圈接地系统。消弧线圈回路及零序回路，当系统发生单相接地时，消弧线圈回路流过的电流明显增大，当该电流超过预设阈值时，认为系统发生单相接地。

传统判定系统单相接地相别的方法是根据系统所处的补偿状态(过补偿或欠补偿)，并认为在欠补偿状态下，三相电压中幅值最高相的滞后相为接地相；在过补偿状态下，三相电压中幅值最高相的超前相位接地相。但以上传统方法在有源补偿方式下的应用受到限制。有源补偿方式下为计算补偿值，常在系统正常运行时通过有源补偿器输出一检测用电压。由于有源补偿器的内电阻较低，当有源补偿器的输出电压确定时，将中性点电位钳制在有源补偿器的输出电压附近。如此时系统发生单相接地，系统中性点电压没有明显变化，无法通过系统中性点电压(零序电压)判断系统是否接地，不能及时补偿接地电流，同时由于有源补偿器的钳位作用，单相接地后，相电压相位不变，传统的判断接地相的方法不再适用，使得判定结果不准确。

发明内容

本申请提供了有源补偿方式下的单相接地判别及判相方法，以解决传统判别方法不再适用，判定结果不准确的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请公开了以下技术方案：

有源补偿方式下的单相接地判别及判相方法，方法包括：检测有源补偿器输出的第一电流和系统的中性点电压；根据第一电流和中性点电压计算得到相位差，相位差为第一电流与中性点电压之间的相位差；根据相位差和系统的三相电压，得到有源补偿器输出的第二检测电压的相位；根据第二检测电压，实时检测有源补偿器输出的电流，得到有源补偿器输出的各个时刻的第二电流；根据有源补偿器输出的各个时刻的第二电流，计算得到当前时刻的第二电流和前一时刻的第二电流的幅值变化率；根据幅值变化率判断系统是否发生单相接地；若是，则根据当前时刻的第二电流和前一时刻的第二电流的相位差，判断系统中的接地相。

可选地，根据第一电流和所述中性点电压计算得到相位差，包括：

ΔPhase＝∠I₁-∠U_N；