CN110927624A - 一种基于故障相电压相角调控的故障选相方法 - Google Patents

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CN110927624A CN201911269915.1A CN201911269915A CN110927624A CN 110927624 A CN110927624 A CN 110927624A CN 201911269915 A CN201911269915 A CN 201911269915A CN 110927624 A CN110927624 A CN 110927624A
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刘方
张萌
赵发平
贠飞龙
赵怡豪
叶青
尚德
焦珊珊
王晨晨
吕宝宝
佘彦杰
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State Grid Corp of China SGCC
Luoyang Power Supply Co of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
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Luoyang Power Supply Co of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
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Abstract

为解决现有技术中故障选线、选相准确率低的问题，本发明提供一种基于故障相电压相角调控的故障选相方法，其特征在于：向在配电网中性点处注入零序电流，主动调节零序电流的幅值、相位，同时采集中性点注入电流值及中性点电压值，通过判断所涉及故障特征相量的相角实现故障选相功能。本发明通过主动调节配电网中性点注入零序电流的幅值、相位，灵活调控故障相电压相量，同时采集中性点注入电流值及中性点电压值，即可通过判断所涉及故障特征相量的相角实现准确的故障选相功能，且可通过调节注入电流主动放大故障特征参数，增强故障选相方法的抗过渡电阻能力，提升故障选相精度。

Description

一种基于故障相电压相角调控的故障选相方法
技术领域
本发明属于变电站故障判断领域，尤其涉及一种基于故障相电压相角调控的故障选相方法。
背景技术
配电网结构复杂、环境多变、直接深入用户终端，极易引发单相故障，进而影响电能的可靠供应，遭用户投诉的可能性较大。配电网发生单相接地故障后，能否迅速准确地选出接地故障相与故障线路，不仅关系到电力系统安全运行，也是配电系统迫切需要解决的问题。
我国配电网大部分采用中性点非有效接地方式，接地故障电流小、电容电流影响大，现有故障选线、选相装置准确率低、可靠性差，特别在高阻故障和弧光故障条件下，故障选线、选相装置难以正确动作，不能满足配电自动化的要求。
未及时清除的接地故障易发展为相间故障，甚至造成多组开关柜和变压器烧毁的“火烧连营”事故，影响电力系统安全运行。长期存在的接地故障对人身安全构成严重威胁，人身触电事故给社会带来的恶劣影响日趋严峻。据统计，每年因触电造成的伤亡人数占各类型事故伤亡人数的10％，给人身财产安全带来巨大损失。
发明内容
为解决现有技术中故障选线、选相准确率低的问题，本发明提供一种基于故障相电压相角调控的故障选相方法。
所述的一种基于故障相电压相角调控的故障选相方法，其特征在于：向在配电网中性点处注入零序电流，主动调节零序电流的幅值、相位，同时采集中性点注入电流值及中性点电压值，通过判断所涉及故障特征相量的相角实现故障选相功能。
有益效果：本发明通过主动调节配电网中性点注入零序电流的幅值、相位，灵活调控故障相电压相量，同时采集中性点注入电流值及中性点电压值，即可通过判断所涉及故障特征相量的相角实现准确的故障选相功能，且可通过调节注入电流主动放大故障特征参数，增强故障选相方法的抗过渡电阻能力，提升故障选相精度。
附图说明
图1为本发明的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的说明。
如图1，配电网中的A、B、C三相电路的输出端均并联电阻R0和电容C0，同时在靠近C相电路的输出端并联可调电阻Rf。
通过在配电网中性点处接入如图1所示可控电流注入设备，向配电网注入零序电流，该注入电流
Figure BDA0002313876880000021
与系统中性点电压
Figure BDA0002313876880000022
之间具有以下关系：
Figure BDA0002313876880000023
进一步推导，得到：
Figure BDA0002313876880000024
其中：Z0、Rf、C0、r0均为常数，令：
Figure BDA0002313876880000025
其中，jωC0为电容C0容抗。
由(3)式可知，注入电流
Figure BDA0002313876880000031
与中性点电压
Figure BDA0002313876880000032
及故障位置具有内在联系，通过主动调控
Figure BDA0002313876880000033
实时监测
Figure BDA0002313876880000034
并考察二者间的相量关系，方能够使故障位置信息得以突显。
基于以上思路，构造定子部分系统导纳值
Figure BDA0002313876880000035
作为故障特征量。对
Figure BDA0002313876880000036
的幅值、相位进行调控，分别使
Figure BDA0002313876880000037
对应的相量角度
Figure BDA0002313876880000038
分别为：
Figure BDA0002313876880000039
其中，注入电流为
Figure BDA00023138768800000310
中性点电压为
Figure BDA00023138768800000311
实时监测中性点电流
Figure BDA00023138768800000312
Figure BDA00023138768800000313
为A相电压；
Figure BDA00023138768800000314
为B相电压；
Figure BDA00023138768800000315
为C相电压。K为电网不对称度，在本发明中，k＝(1+a+a2)/3；其中，a＝e2Π/3。
因此，通过主动调节配电网中性点注入零序电流的幅值、相位，灵活调控故障相电压相量，同时采集中性点注入电流值及中性点电压值，即可通过判断所涉及故障特征相量的相角实现准确的故障选相功能，且可通过调节注入电流主动放大故障特征参数，增强故障选相方法的抗过渡电阻能力，提升故障选相精度。
本发明可显著提高配网运行维护水平，减少因高耗时故障查找造成的停电损失，节约人工成本、减少安全风险、提高供电可靠性。按每年每条10kV馈线年平均停电2次、每条馈线含30个台区、每个台区50个用户、每户按8kW负荷估算，传统故障巡线方式下，故障平均停电时间8小时，年负荷损失30×50×8×8×2＝19.2万kW·h；故障平均停电时间将缩短至1小时，年负荷损失降低至2.4万kW·h，每条馈线减少年负荷损失16.8万kW·h，按照电费单价0.5元/kW·h估算，每年可创造约8.4万元经济收益；1个地市局按360条馈线、平均故障率按9％计算，项目实施后每年可创造经济收益约8.4×360×9％＝272.16万元，约1年就可收回全部故障选线及FACTS柔性消弧系统建设成本，性价比率高，有很高的推广价值。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易变化或替换，都属于本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种基于故障相电压相角调控的故障选相方法，其特征在于：向在配电网中性点处注入零序电流，主动调节零序电流的幅值、相位，同时采集中性点注入电流值及中性点电压值，通过判断所涉及故障特征相量的相角实现故障选相功能。
2.一种基于故障相电压相角调控的故障选相方法，其特征在于：配电网中的A、B、C三相电路的输出端均并联电阻(R0)和电容(C0)，同时在靠近C相电路的输出端并联可调电阻(Rf)。
3.一种基于故障相电压相角调控的故障选相方法，其特征在于：以定子部分系统导纳值
Figure FDA0002313876870000011
作为故障特征量；使
Figure FDA0002313876870000012
对应的相量角度
Figure FDA0002313876870000013
分别为：
Figure FDA0002313876870000014
其中，注入电流为
Figure FDA0002313876870000015
中性点电压为
Figure FDA0002313876870000016
实时监测中性点电流
Figure FDA0002313876870000017
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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