[发明专利]一种电源接地故障电流补偿系统的电压调节方法和装置

说明书

本申请涉及电力设备制造技术领域，特别地，涉及一种电源接地故障电流补偿系统的电压调节方法和装置。一定程度上可以解决现有技术中调压器变比获取方法缺失的问题，实现通过线相变换器及调压器实现单相接地故障电流全补偿。所述方法包括：基于相电源接地故障灭弧原理，将调压器一次侧电流及故障相电流各序分量归算到线相变换器二次侧得到线相变换器二次侧故障相各序分量；通过建立所述线相变换器二次侧的复合序网图，得到调压器变比、线相变换器的漏抗、调压器的漏抗、负载阻抗之间的关系方程组；基于所述关系方程组通过计算得到调压器变比。

技术领域

本申请涉及电力设备制造技术领域，特别地，涉及一种接地故障电流补偿系统的电压调节方法和装置。

背景技术

配电网电源系统接地故障电流补偿是指电网中电源系统发生单相接地故障时，通过消弧线圈接地操作在一定程度上减少故障电流，系统可带故障运行一段时间，但消弧线圈不能实现全补偿，故障点依然存在小于10A的残余电流，会导致人身触电、火灾事故、威胁电网设备安全稳定的问题，因此通过放大故障线路的零序电流的方式对其进行补偿，使得继电保护装置快速切除故障线路。数据表明，国内外配电网的单相接地故障占电网故障总体数量的 80％以上，严重影响电网及设备的安全运行，安全处理接地故障对社会及经济发展有重要作用。

在一些电源接地故障电流补偿的实现方法中，瑞典Swedish Neutral发表《接地故障中和器全补偿技术应用》公开了一种通过有源补偿器向系统中性点注入电流补偿接地故障点电流的方法。但该方法中的接地故障残流无法直接获得，采用系统对地分布参数计算残流数值，偏差较大；同时该补偿器采用电力电子装置实现电流相位及幅值的控制，其电流相位、幅值精度无法同时保证，且补偿电流谐波含量大，控制复杂，稳定性差。因此瑞典Swedish Neutral 制造的GFN(接地故障中和器)的补偿效果与理想值偏差极大，该装置在浙江某地进行模拟试验的结果显示，对于金属性接地故障，经GFN装置补偿后的接地残流仍在5A以上，与理想值即零电流有差距较大，仅与消弧线圈补偿效果相当。

专利CN102074950A公开了一种配电网接地故障消弧和保护方法，该方法与瑞典Swedish Neutral的消弧方法类似。通过向配网系统中性点注入电流将故障相电压电压抑制为零，该方法存在金属性接地时，其故障相电压为0，怎么控制故障电压为0的问题，该方法只对高阻接地故障有作用，且控制故障相电压，需要准确控制注入电流的幅值及相位，实现难度大。

申请号为201710550400.3的专利公开了非有效接地系统接地故障主动降压安全处理方法，该方法在变压器系统侧绕组设置分接接头，通过将故障相绕组分接头对地短路或经阻抗短路，降低故障相电压，以达到限制接地故障点电流的目的。本质上该方法是在电网线路发生单相接地时，在系统母线侧制造另一个的接地点，对原单相接地电流进行分流，显然该方法对于金属性单相接地故障的补偿效果较差，甚至无效，且装置误动作将引起相间短路。

申请号为201710544978.8和申请号201710544976.9的专利公开了非有效接地系统接地故障相降压消弧方法，两种方法均为在发生单相接地故障时，在非有效接地系统侧的母线与地、或线路与地、或中性点与地，或中性点非有效接地系统侧绕组的分接抽头与地之间外加电源，以期降低故障电压。两种方法的区别仅在于，外加电源其一为电压源，其二为电流源，无本质区别。同样存在电压源和电流源的控制系统相电压精度问题，及金属性短路时，相对地电压为零，无法控制的问题。两种方法实施中，如外加电源直接施加在母线或线路与地之间时，会改变系统线电压，造成该系统负载(如配电变压器)无法正常运行。

申请号CN201910992389.5及申请号CN201910992110.3的专利提供了能够利用相供电电源变换器及调压器实现单相接地故障电流全补偿，但上述两项专利技术中没有给出使用调压器作为电压调节器时调压器的变比计算及调节方法。

发明内容