[发明专利]一种配电网机载线路故障仿真实验系统

说明书

本发明公开了一种配电网机载线路故障仿真实验系统，包括全补偿控制模块、自适应零序导纳测量模块和PWM控制的处理芯片，所述全补偿控制模块为根据预调和随调相结合的补偿方式，且全补偿控制模块内部分为正常状态单元和故障响应单元，所述自适应零序导纳测量模块采用差分算法，所述PWM控制的处理芯片用于控制从消弧线圈逆变器的功率器件。本发明所述的一种配电网机载线路故障仿真实验系统，在通过分析接地故障特征的基础上，研究开发一种能对接地故障电流进行全补偿的技术，实现60ms内通过电力电子技术在中性点注入一个反向电流将接地故障点电流快速补偿到“零”并迅速定位线路，从而迅速永久消弧，减少配电网触电事故、提高运行安全性。

技术领域

本发明涉及配电网机载线路领域，特别涉及一种配电网机载线路故障仿真实验系统。

背景技术

目前对配电网接地故障保护的研究主要集中于小电流接地故障的选线与定位方面，关注的重点主要是提高选线装置实用化水平、提高整体选线的成功率上，还缺少如何主动快速的补偿掉接地故障电流从而消灭弧光、减少触电事故的研究。

从实践工作中我们得到结论，无论任何方式灵敏度和可靠性判定也取决于接地电流的大小，而接地电流的大小又与配电网中性点的接地方式密切关系。为解决触电保护问题，一些供电企业将配电网中性点接地方式改为小电阻接地方式，希望以此回避小电流接地故障保护的难题，在出现人体触电或导线坠地时及时跳闸切除故障线路。然而，理论分析与工程实践均表明，以目前的技术而言，小电阻接地配电网接地保护反应接地电阻的能力只有300Ω左右，中性点接地方式改为小电阻方式不仅无法在出现高阻接地故障时可靠报警、跳闸，反而增加了解决问题的难度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种配电网机载线路故障仿真实验系统，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种配电网机载线路故障仿真实验系统，包括全补偿控制模块、自适应零序导纳测量模块和PWM控制的处理芯片，所述全补偿控制模块为根据预调和随调相结合的补偿方式，且全补偿控制模块内部分为正常状态单元和故障响应单元，所述自适应零序导纳测量模块采用差分算法，所述全补偿控制模块的正常状态单元内部记录有故障录波数据，所述正常状态单元内部通过消弧线圈控制器定时对中性点电压U0、主线圈档位和电抗值L1进行检测，且中性点电压U0、主线圈档位和电抗值L1的检测数值均利用电容电流检测算法计算出当前系统的对地电容值C0，所述故障响应单元包括启动故障选线程序，所述启动故障选线程序内部分别包括快速选线算法模块和快速谐波分析算法模块，所述快速选线算法模块输出端与快速谐波分析算法模块输入端对应连接，所述快速谐波分析算法模块输出端连接有全电流估计算法模块，所述全电流估计算法模块输出端连接有补偿电流生成算法模块，所述PWM控制的处理芯片可完成包括采样、电流跟踪、指令运算，PWM驱动信号生成等复杂的算法，且PWM控制的处理芯片用于控制从消弧线圈逆变器的功率器件，使接地电流得到有效补偿的同时监视逆变器工况。

优选的，所述当前系统的对地电容值C0与主线圈档位开关量进行比对，若当前系统的对地电容值C0与主线圈档位开关量利用调档算法比对不合适，则根据调档指令将主线圈调到过补偿15％附近档位。

优选的，所述故障录波数据利用快速谐波分析算法进行数据分析，计算各条线路在单相接地故障的各种状况下的零序基波无功电流值，推算各条线路的对地电容C1和所占比例，以及不同单相接地故障情况下的电流畸变成分。

优选的，所述故障响应单元内部根据单相接地故障信号检测线路零序电流I01,I02,……I0n，所述快速选线算法模块和快速谐波分析算法模块根据检测线路零序电流I01,I02,……I0n分析得出故障线路出口处的零序电流I0m，所述全电流估计算法模块利用故障线路出口处的零序电流I0m、正常状态下计算出的系统对地电容C0、故障线路电容大小及该故障状况下的电流畸变经验值进行故障全电流估算，得出整个系统含故障线路接地电流、含有功分量和谐波分量的故障电流If。