[发明专利]一种适用于谐振接地系统对地电容电流的测量方法

说明书

一种谐振接地系统(中性点经消弧线圈接地系统)电容电流测量方法，属于配电网自动化领域。系统对地电容电流的准确测量，涉及到消弧线圈容量配置、补偿度调整、故障点残流控制等一系列问题。利用谐振接地系统单相接地故障点熄弧后的电气特征，测量该过程的谐振频率与衰减因子等参数，计算系统失谐度，再根据补偿电感(含消弧线圈及接地变零序电感)可计算得到系统对地电容或电容电流。本发明不需要外加任何专用设备或调整现有设备运行状态，安全性较高。

技术领域

本发明涉及电力系统自动化领域，特别涉及一种谐振接地系统对地电容电流测量方法。

背景技术

对于谐振接地(中性点经消弧线圈接地)系统，若系统电容电流测量不准确，则可能使消弧线圈容量配置不合理、失谐度过大或过小，进一步导致接地故障点残流过大影响熄弧效果或者欠补偿运行，以及可能产生谐振或拍频等现象引起较为严重的过电压，加重故障危害程度。

现有电容电流测量多采用主动测量方法，如信号注入法、偏置法、中性点阻抗法等。信号注入法还包括三频率法、两频率法、扫频法等不同方法，其均为通过在电压互感器二次侧注入电流信号，并测量开口三角测电压，计算其数量关系，得到系统对地电容，但该类方法的测量精度依赖于注入电流的幅值与频率；偏置法包括偏置阻抗法、偏执电容法等方法，其原理主要是通过改变系统中性点电位，得到电压、电流与系统对地电容之间的约束关系，从而计算得到系统对电容，但该方法操作相对复杂，且由于需要利用一次设备进行作业，具有一定的危险性；中性点阻抗法的原理是通过改变中性点的阻抗，并多次测量中性点电压幅值，即可通过计算得到系统对地电容，该方法需要对中性点阻抗合理取值，且对系统不对称度与失谐度等参数有所依赖。以上各方法中，信号注入法中的扫频法可以用作实时测量。在配置合理，测量参数准确的情况下，以上各种主动测量方法均能够较为准确地测量系统对电容。但同样，各个方法均存在不同方面的缺陷，使测量存在失准的风险。为避免在选用的单一测量方法可能存在测量结果偏差较大且难以验证的可能，有必要寻找一种附加成本低、操作简单且测量结果准确可靠的系统对地电容测量方法。

单相接地故障时，系统暂态过程是一个在故障点虚拟电源激励下的零状态响应；而故障点电弧熄灭后，系统暂态过程是一个非零状态下的零输入响应。熄弧后的暂态过程仅和补偿电感(含消弧线圈电感与接地变电感)、系统对地电容以及系统等效电阻有关，与故障点状态(如过渡电阻大小、电弧稳定程度等)无关。即，熄弧后的暂态过程可反映消弧线圈电感值与对地电容值之间的约束关系。因此，在消弧线圈电感值已知的情况下，可以根据熄弧后暂态电气量计算系统对地电容电流。

发明内容

本发明目的在于解决谐振接地系统(中性点经消弧线圈接地系统)电容电流测量问题，作为一种被动测量方法，可为消弧线圈的调整提供反馈信息。

一种测量谐振接地系统(中性点经消弧线圈接地系统)中利用单相接地故障熄弧后信息的电容电流的方法，是对传统的主动测量方法的补充方案，其特征在于：

系统的工作基本流程为：

a.根据录波器中所记录的单相接地故障电弧熄灭后的母线零序电压或消弧线圈零序电流等电气量，测量得到熄弧后这些电气量的谐振角频率ω_h及衰减因子δ等参数；

b.根据公式

计算得到系统失谐度，其中ω₀为工频角频率；

c.测量补偿电感L，一般该值为消弧线圈零序电感与接地变压器零序电感之和；

d.根据公式

计算得到系统对地电容；

e.根据公式