[发明专利]一种中性点混合式接地故障调控装置及方法

说明书

一种中性点混合式接地故障调控装置及方法，该装置由有源变流器和可调消弧线圈L_P串联构成，并接入配电网中性点。一种中性点混合式接地故障调控方法包括以下步骤：S1：将中性点混合式接地故障调控装置接入配电网；S2：判断配电网的故障状况；S3：计算消弧电流；S4：调控中性点混合式接地故障调控装置注入消弧电流；S5：根据消弧情况判断故障是否消除。本发明能有效降低有源变流器的容量和直流侧电压等级，成本低；无需测量对地参数，消弧效果好，可靠性高。

技术领域

本发明涉及配电网技术领域，具体是涉及一种中性点混合式接地故障调控装置及方法。

背景技术

随着配电网中非线性负载及电缆线路占比不断增加，接地故障电流增大，电弧难以自行熄灭，易引起配电网停电事故。消弧线圈作为无源消弧装置具有低成本、高可靠等特性，被广泛应用于配电网中。但其仅能补偿接地故障中的无功分量，无法补偿有功及谐波分量，补偿效果有限。与无源消弧相比，有源消弧可实现接地故障电流全补偿。现有有源消弧装置主要有中性点注入式和三相直挂式结构，但都存在有源容量大、成本高等问题。

在消弧控制方法方面，按被控对象可分为电流消弧方法与电压消弧方法。现有电流消弧方法往往需要测量线路对地参数，消弧效果受对地参数测量精度影响；现有电压消弧方法受线路阻抗和负载电流影响，在低阻接地故障时，故障残流大、消弧效果差。

为解决纯有源消弧装置成本高的问题，现已提出一种降容式有源消弧装置，如图1所示。其采用有源变流器和消弧线圈并联配合形式，在接地故障发生时，消弧线圈补偿接地故障电流中的大部分无功电流，有源变流器补偿剩余无功、有功及谐波电流。因此，该结构可有效降低有源消弧装置的容量，大大降低了设备成本。由于消弧时配电网中性点电压较高，全桥式有源变流器不能直接并于配电网中相点，故有源变流器需连接升压变压器。升压变压器具有体积大、成本高等特点，增加了消弧装置的投入成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种中性点混合式接地故障调控装置及方法，能有效降低有源变流器的容量和直流侧电压等级，成本低；无需测量对地参数，消弧效果好，可靠性高。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种中性点混合式接地故障调控装置，由有源变流器和可调消弧线圈L_P串联构成，并接入配电网中性点。

进一步，所述有源变流器包括直流源U_dc、全桥电路和滤波电感L，所述全桥电路的交流侧一端连接到滤波电感L，交流侧另一端连接到地；所述全桥电路的直流侧一端连接到直流源U_dc的正极，直流侧另一端连接到直流源U_dc的负极；所述可调消弧线圈L_P一端与滤波电感L相连，另一端与配电网中性点相连。

进一步，所述全桥电路包括第一IGBT模块S₁、第二IGBT模块S₂、第三IGBT模块S₃和第四IGBT模块S₄，所述全桥电路的交流侧一端通过第一IGBT模块S₁发射极和第三IGBT模块S₃集电极的节点连接到滤波电感L，全桥电路的交流侧另一端通过第二IGBT模块S₂发射极和第四IGBT模块S₄集电极的节点连接到地；所述全桥电路的直流侧一端通过第一IGBT模块S₁集电极和第二IGBT模块S₂集电极的节点连接到直流源U_dc的正极，全桥电路的直流侧另一端通过第三IGBT模块S₃发射极和第四IGBT模块S₄发射极的节点连接到直流源U_dc的负极。

一种中性点混合式接地故障调控方法，包括以下步骤：

S1：将中性点混合式接地故障调控装置接入配电网；

S2：判断配电网的故障状况；