CN117277249B - 一种配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法及系统 - Google Patents

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CN117277249B CN202311542324.3A CN202311542324A CN117277249B CN 117277249 B CN117277249 B CN 117277249B CN 202311542324 A CN202311542324 A CN 202311542324A CN 117277249 B CN117277249 B CN 117277249B
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Abstract

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。

Description

一种配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法及系统
技术领域
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。
背景技术
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。
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。
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。
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。
发明内容
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。
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：
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。
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：
获取所述接地电阻处的接地电阻值；
确定所述接地电阻值与所述故障判别值的数值大小关系；
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；
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。
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：
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；
其中，所述第一感性电流和所述第二感性电流为同向电流。
可选地，所述故障判别值的计算步骤包括：
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；
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。
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：
获取所述配电网中的中性点电压值和母线电压值；
根据所述母线电压值和预设比例系数，确定故障电压阈值；
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；
若是，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。
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。
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：
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；
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；
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。
可选地，所述逻辑判断模块包括：
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；
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。
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：
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；
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。
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：
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；
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；
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。
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。
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。
附图说明
图1为本发明实施例涉及的继电系统的硬件运行环境的架构示意图；
图2为本发明实施例涉及的基于配电网的实际运行搭建的配电网电弧仿真模型示意图；
图3为本发明配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法方法的第一实施例的流程示意图；
图4为本发明配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法方法的第二实施例的流程示意图；
图5为本发明配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法方法的第三实施例的流程示意图；
图6为本发明实施例涉及的继电系统的架构示意图；
图7为本发明实施例涉及的另一种继电系统的架构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图作进一步说明。
具体实施方式
为了应对不同故障工况，本申请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。
为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
作为一种实现方案，图1为本发明实施例方案涉及的继电系统的硬件运行环境的架构示意图。
如图1所示，该继电系统可以包括：处理器1001，例如CPU，存储器1005，用户接口1003，网络接口1004，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、注入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器（non-volatile memory），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的继电系统的架构并不构成对继电系统的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法程序。其中，操作系统是管理和控制配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法程序的硬件和软件资源的程序，配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法程序以及其他软件或程序的运行。
在图1所示的继电系统中，用户接口1003主要用于连接终端，与终端进行数据通信；网络接口1004主要用于后台服务器，与后台服务器进行数据通信；处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法程序。
在本实施例中，继电系统包括：存储器1005、处理器1001及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法程序，其中：
处理器1001调用存储器1005中存储的配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法程序时，执行以下操作：
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。
基于上述基于继电保护技术的继电系统的硬件架构，提出本发明配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法方法的实施例。
处理器1001调用存储器1005中存储的配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法程序时，执行以下操作：
获取所述接地电阻处的接地电阻值；
确定所述接地电阻值与所述故障判别值的数值大小关系；
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；
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。
处理器1001调用存储器1005中存储的配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法程序时，执行以下操作：
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；
其中，所述第一感性电流和所述第二感性电流为同向电流。
处理器1001调用存储器1005中存储的配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法程序时，执行以下操作：
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；
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。
处理器1001调用存储器1005中存储的配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法程序时，执行以下操作：
获取所述配电网中的中性点电压值和母线电压值；
根据所述母线电压值和预设比例系数，确定故障电压阈值；
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；
若是，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。
第一实施例，
参照图2，图2示出一种基于配电网的实际运行搭建的配电网电弧仿真模型示意图。首先利用PSCAD/EMTDC建立如图2所示的配电网仿真模型，110kV/10kV的变电所共有六回出线，架空线路有4条，分别是L1=20km、L2=24km、L4=16km、L6=12km，纯电缆线路有2条，分别是L3=16km、L5=15km。其中，架空线路的正序阻抗为：R1=0.45Ω/km，L1=1.172mH/km，C1=6.1nF/km，零序阻抗为：R0=0.7Ω/km，L0=3.91mH/km，C0=3.8nF/km；电缆馈线的正序阻抗为：R1=0.075Ω/km，L1=0.254mH/km，C1=318nF/km， 零序阻抗为：R0=0.102Ω/km，L0=0.892mH/km，C0=212nF/km。该继电系统的中性点经消弧线圈接地，并在仿真模型中设置单相接地故障，故障点设置在馈线L1距离首段母线10km处，故障初始角均为90°，过渡电阻为0.01Ω。
参照图3，所述配电网单相接地故障电压电流配合消弧方法方法包括以下步骤：
步骤S10，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；
在本实施例中，继电系统实时监测配电网的中性点，当配电网出现单相接地故障时，继电系统的消弧线圈向所述配电网中性点处的两端，分别补偿两个感性电流。其中，中性点指的是配电网的零点，感性电流指的是与配电网的总电容电流大小相同、方向相反的电流。
可选地，感性电流In的表达式如下：
其中，U0为故障相电压，L为随调式消弧线圈的电感值，IC为配电网的总电容电流，IC表达式为：
其中，N为故障相个数，C0为故障相电容，为角频率。
步骤S20，获取所述中性点处基于所述感性电流反馈的故障判别值；
步骤S30，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；
在本实施例中，在向中性点处的两端补偿两个同向的感性电流之后，获取中性点处基于注入的感性电流生成的故障判别值。
故障判别值用于判断单相故障的故障类型，根据故障判别值的大小，判断配电网的接地电阻是否位于电压消弧死区，若判断接地电阻位于电压消弧死区，则意味着故障类型为高阻的电压型故障，若判断接地电阻不位于电压消弧死区，则意味着故障类型为低阻的电流型故障。
在本实施例中，电压消弧死区指的是配电网中不受故障影响而出现电压下降的区域，用于保护配电网中容易受电压变化影响的设备区域。
步骤S40，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；
步骤S50，否则，向所述中性点处补偿所述有源消弧电流，以使所述配电网的接地点电流置零。
在本实施例中，在根据故障判别值判断完故障类型之后。若接地电阻位于电压消弧死区（即故障类型为高阻的电压型故障），则向配电网中的故障相补偿有源消弧电流，以使故障相的电压置零。若接地电阻不位于电压消弧死区（即故障类型为低阻的电流型故障），则向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。
在本实施例中，有源消弧电流指的是降低故障相两端的电流的电流降。可选地，有 源消弧电流的表达式如下：
其中，U0为中性点电压，YG为故障相所对应的对地总导纳，Rf为故障判别值，UA为故障相的实时相电压。
在本实施例提供的技术方案中，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。
进一步的，在本实施例中，所述步骤S10包括：
步骤S11，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。
可选地，本实施例中，继电系统的消弧线圈，同时向中性点两端注入两股同向的感性电流，穿过中性点的感性电流作为首端注入的第一感性电流，而未穿过中性点的感性电流作为末端注入的第二感性电流。
进一步的，在本实施例中，所述故障判别值的计算步骤包括：
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；
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。
可选地，在本实施例中，故障判别值的计算，引入故障相电压值、故障相对应的对地总导纳值以及从中性点两端注入的电流值差来计算故障判别式。
作为一可选实施方式，故障判别值Rf的表达式如下：
其中，（I n0－I' n0）为第一感性电流与第二感性电流的电流值差，Ub0为实时测量的故障相电压，YG为故障相所对应的对地总导纳。
第二实施例
参照图4，基于第一实施例，所述步骤S30包括：
步骤S31，获取所述接地电阻处的接地电阻值；
步骤S32，确定所述接地电阻值与所述故障判别值的数值大小关系；
步骤S33，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位于所述电压消弧死区；
步骤S34，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不位于所述电压消弧死区。
作为一可选实施方式，在本实施例中，继电系统的设置于接地电阻处的阻值采集传感器获取接地电阻处的实时接地电阻值，将接地电阻的电阻值（即接地电阻值）与故障判别值进行比较，如果接地电阻值大于或等于故障判别值，则意味着该电阻位于电阻值较大的电压消弧死区，如果小于，则判断接地电阻处超出了电压消弧死区范围，处于电阻值较小的非电压消弧死区。
示例性地，设接地电阻值为Rt，故障判别值为Rf。
若Rt≥Rf，则判断接地电阻处位于电压消弧死区；
若Rt＜R，则判断接地电阻处不位于电压消弧死区。
在本实施例提供的技术方案中，实时监测接地电阻值，根据接地电阻值和计算得到的故障判别值来判断接地电阻是否位于电压消弧死区，从而选择相应的消弧策略来保障配电网在故障时的有效熄弧。
在第三实施例
参照图5，基于任一实施例，所述步骤S10之前，还包括：
步骤S60，获取所述配电网中的中性点电压值和母线电压值；
步骤S70，根据所述母线电压值和预设比例系数，确定故障电压阈值；
步骤S80，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；
步骤S90，若是，判断所述配电网出现所述单相接地故障；
步骤S100，否则，判断所述配电网未出现所述单相接地故障。
作为一可选实施例，对于继电系统如何检测配电网中出现故障，根据配电网中的中性点电压值和母线电压值来进行判断。
在本实施例中，继电系统通过电压采集装置采集母线处的电压，得到母线电压值，母线电压值用于确定故障电压阈值，根据母线电压值和预设比例系数，计算故障电压阈值。可选地，故障电压阈值=母线电压值*预设比例系数。
在本实施例中，在确定出故障电压阈值之后，比较中性点电压值和故障电压阈值之间的大小关系，若中性点电压值大于或等于故障电压阈值，则判断配电网出现单相接地故障，否则判断配电网未出现单相接地故障。
示例性地，设母线电压值为U0，中性点电压值Um，预设比例系数为15%。
若U0≥Um，则线路发生单相接地故障；
若U0＜Um，则线路没有发生单相接地故障。
在本实施例提供的技术方案中，使用实时中性点电压值、母线电压值和预设比例系数来判断配电网是否出现了单相接地故障，以确保及时检测出单相接地故障，为后续的熄弧策略的执行提供先决条件，从而保障配电网安全、可靠运行。
此外，参照图6，本实施例还提出一种继电系统的架构，所述继电系统包括：
有源逆变模块100，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；
逻辑判断模块200，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值是否位于电压消弧死区；
闭环控制模块300，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。
其中，所述逻辑判断模块包括：
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；
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。
此外，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：
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；
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。
此外，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：
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；
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；
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。
此外，参照图7，本实施例还提出另一种继电系统的架构，继电系统包括数据采集模块、保护启动模块、有源逆变模块和控制算法模块。
数据采集模块中的数据采集单元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；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。
保护启动模块用于判断是否发生接地故障。
有源逆变模块用于判断发生的故障类型为电压型逆变还是电流型逆变。
控制算法模块用于根据不同的故障类型，调用相应的控制算法来对配电网中的单相故障作消弧处理。
此外，本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序包括程序指令，计算机程序可以存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该程序指令被继电系统中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。
因此，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实施例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各个步骤。
其中，所述计算机可读存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。
需要说明的是，由于本申请实施例提供的存储介质，为实施本申请实施例的方法所采用的存储介质，故而基于本申请实施例所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该存储介质的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本申请实施例的方法所采用的存储介质都属于本申请所欲保护的范围。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

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：
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；
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：
获取所述接地电阻处的接地电阻值；
确定所述接地电阻值与所述故障判别值的数值大小关系；
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位于所述电压消弧死区；
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不位于所述电压消弧死区；
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，补偿两个感性电流的步骤包括：
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；
其中，所述第一感性电流和所述第二感性电流为同向电流；
所述故障判别值的计算步骤包括：
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；判别公式如下：
；
其中，（I n0－I' n0）为第一感性电流与第二感性电流的电流值差，Ub0为实时测量的故障相电压，YG为故障相所对应的对地总导纳；
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。
2.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：
获取所述配电网中的中性点电压值和母线电压值；
根据所述母线电压值和预设比例系数，确定故障电压阈值；
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；
若是，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；
有源消弧电流的表达式如下：
；
其中，U0为中性点电压，YG为故障相所对应的对地总导纳，Rf为故障判别值，UA为故障相的实时相电压。
3.一种继电系统，其特征在于，用于执行如权利要求1至2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，所述继电系统包括：
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，补偿两个感性电流；
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；
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。
4.如权利要求3所述的继电系统，其特征在于，所述逻辑判断模块包括：
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；
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。
5.如权利要求3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：
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，三相对地电导，并实时检测更新保存；
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。
6.如权利要求3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：
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；
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；
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。
7.一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2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的步骤。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2160173A1 (en) * 1994-10-11 1996-04-12 Takashi Ishiguro Ground fault detecting apparatus and method for detecting ground fault of field circuit and exciting circuit by detecting ground fault current flowing from ground to neutral pointof exciting circuit
CN105322528A (zh) * 2014-06-30 2016-02-10 中国石油大学(华东) 小电流接地故障有源消弧时注入电流两点计算方法
CN105717394A (zh) * 2016-02-22 2016-06-29 国网四川省电力公司电力科学研究院 基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法
CN105977947A (zh) * 2015-12-04 2016-09-28 长沙理工大学 一种配电网有源消弧装置及其电流控制方法
CN112260249A (zh) * 2020-10-21 2021-01-22 西安工程大学 一种配电网单相接地故障柔性消弧方法
CN112271714A (zh) * 2020-10-14 2021-01-26 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种配电网接地故障消弧切换方法及系统
CN112350293A (zh) * 2020-10-30 2021-02-09 西安工程大学 一种二次注入电流的配电网单相接地故障有源消弧方法
CN113097989A (zh) * 2021-04-16 2021-07-09 长沙理工大学 一种柔性接地配电网故障复合消弧方法
CN114629091A (zh) * 2022-04-08 2022-06-14 长沙理工大学 一种考虑线路阻抗的配电网单相接地故障混合消弧方法
CN115117867A (zh) * 2022-07-26 2022-09-27 河海大学 一种基于有源消弧全补偿衰减直流特征的配电网故障跟踪检测装置与方法
CN116125196A (zh) * 2022-12-02 2023-05-16 南京大贺电力科技有限公司 一种高压电缆故障行波测距系统及方法
CN116154739A (zh) * 2023-03-06 2023-05-23 长沙理工大学 一种风电场集电线路单相接地故障点电压完全抑制方法
CN116995633A (zh) * 2023-08-02 2023-11-03 长沙理工大学 一种配电网经电压消弧线圈的接地方法及系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7068045B2 (en) * 2003-07-25 2006-06-27 Gaton Corporation Apparatus and method for real time determination of arc fault energy, location and type

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2160173A1 (en) * 1994-10-11 1996-04-12 Takashi Ishiguro Ground fault detecting apparatus and method for detecting ground fault of field circuit and exciting circuit by detecting ground fault current flowing from ground to neutral pointof exciting circuit
CN105322528A (zh) * 2014-06-30 2016-02-10 中国石油大学(华东) 小电流接地故障有源消弧时注入电流两点计算方法
CN105977947A (zh) * 2015-12-04 2016-09-28 长沙理工大学 一种配电网有源消弧装置及其电流控制方法
CN105717394A (zh) * 2016-02-22 2016-06-29 国网四川省电力公司电力科学研究院 基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法
CN112271714A (zh) * 2020-10-14 2021-01-26 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种配电网接地故障消弧切换方法及系统
CN112260249A (zh) * 2020-10-21 2021-01-22 西安工程大学 一种配电网单相接地故障柔性消弧方法
CN112350293A (zh) * 2020-10-30 2021-02-09 西安工程大学 一种二次注入电流的配电网单相接地故障有源消弧方法
CN113097989A (zh) * 2021-04-16 2021-07-09 长沙理工大学 一种柔性接地配电网故障复合消弧方法
CN114629091A (zh) * 2022-04-08 2022-06-14 长沙理工大学 一种考虑线路阻抗的配电网单相接地故障混合消弧方法
CN115117867A (zh) * 2022-07-26 2022-09-27 河海大学 一种基于有源消弧全补偿衰减直流特征的配电网故障跟踪检测装置与方法
CN116125196A (zh) * 2022-12-02 2023-05-16 南京大贺电力科技有限公司 一种高压电缆故障行波测距系统及方法
CN116154739A (zh) * 2023-03-06 2023-05-23 长沙理工大学 一种风电场集电线路单相接地故障点电压完全抑制方法
CN116995633A (zh) * 2023-08-02 2023-11-03 长沙理工大学 一种配电网经电压消弧线圈的接地方法及系统

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