(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111471832.8 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 国网四川省电力公司电力科 学研究 院 地址 610041 四川省成 都市高新区锦晖西 二街16号 (72)发明人 赵福平　范松海　宁鑫　韩晓言　 张星海　冀一玮　尚豪　吴月峥　 宁文军　赵莉华　黄小龙　曾德华　 陈展　 (74)专利代理 机构 北京盛凡佳华专利代理事务 所(普通合伙) 11947 代理人 王艳 (51)Int.Cl. H02H 9/08(2006.01)G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于电容二分法投切的配电网单相接 地故障消弧方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于电容器组二分法投切 的单相高阻接地故障点消弧方法。 本申请从 simulink中10kV配电网故障的仿真模型入手， 在 确定了二分法柔性投切电容的优化理论及操作 方法的基础上， 提出了基于电容器组二分法投切 的单相高阻接地故障点消弧方法， 减小了故障发 生后零序电流及故障点电流的波动程度， 提高了 消弧的效果。 本方案所需的成本较低、 实用性较 强， 适合推广使用。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114268085 A 2022.04.01 CN 114268085 A 1.一种基于电容 二分法投切的配电网单相接地故障消弧方法， 其特 征在于， 包括： 基于本发明所提出的二分法电容器组投切消弧方式， 针对10kV配电网单相高阻接地故 障情况通过有效降低故障点电流进行消弧； 根据与单电容投切法对比， 本发明对故障点电流的降低效果更好， 且产生的零序冲击 电流更小； 本发明具有灵活性， 可以任意组合需要投入的电容， 使故障点电流最小， 消弧效果最 好。 2.本发明通过引入电容器组投切二分法进行单相高阻接地故障点消弧， 并通过仿真软 件验证效果。 在消弧线圈过补偿情况下， 可以通过投入电容器组增大容性电流实现容性电 流与感性电流的平衡。 为避免容性电流过大， 减小投入时产生的零序冲击电流， 可采用二分 法柔性投切电容。 假设需要投入的电容理论值为C， 二分法即先 投入与C/2大小接近的电容， 随后依次投入C/4、 C/8 ……直到几乎实现全补偿为止。 该方法比无级调节方式准确度低， 但 其操作简单、 成本较低， 适用于覆盖山林地区的复杂配电网络。 二分法投切电容器组消弧法 除了能够减小零序冲击电流以外， 还具有较强的灵活性， 在不同的负荷情况、 故障情况下， 可以采取不同的投切策略， 不同的电容器大小 进行组合可以得到最优的消弧效果。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114268085 A 2一种基于电容二分法投切的配电网 单相接地故障消弧方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种配电网单相接地故障消弧方法， 具体涉及一种基于电容二分法投 切的配电网单相接地故障消弧方法。 技术背景 [0002]10kV配电线路架空线有时需要跨过山林区域， 受外部因素(如雷击、 大风等)的影 响， 架空线可能会与较高的树木枝干间发生放电。 由于树木的电阻率高， 体积大， 因此会构 成线路的单相高阻接地 故障。 发生单相高阻接地 故障后， 由于故障点阻值较高， 阻性电流值 较小， 可以短时运行。 但由于线路分布电容的存在， 故障点有容性电流在导线和大地之 间连 通， 长时间运行 可能形成电弧， 损毁设备， 造成山火。 [0003]单相高阻接地故障消弧的关键在于减小电网对地的容性电流。 一般可以在中性点 接入消弧线圈， 通过消弧线圈产生的感性电流抵消电网对地容性电流。 但考虑到系统负荷 增长和电网发展规划， 消弧线圈通常运行在过补偿状态， 造成故障点处存在感性电流， 同样 存在产生电弧的风险。 [0004]为避免电弧产生， 需要保证电网对地的感性电流和容性电流值尽可能接近， 减小 电网对地的电流。 在消弧线圈过补偿情况下， 可以通过投入电容器组增大容性电流实现容 性电流与感性电流的平衡。 为避免容性电流过大， 减小投入时产生的零序冲击电流， 可采用 二分法柔性投切电容。 该方法比无级调节方式准确度低， 但其操作简单、 成本较低， 适用于 覆盖山林地区的复杂配电网络 。 发明内容 [0005]本申请实施拟提供一种基于电容二分法投切的配电网单相接地故障消弧方法， 主 要目的在于对配电网接地 故障消弧线圈过补偿情况下， 采用二分法柔性投切电容进行接地 故障的消弧。 [0006]针对消弧线圈过补偿的缺点， 本发明通过引入电容器 组投切二分法对配电网单相 接地故障电容器组的投切方式进 行优化。 提出了基于电容二分法投切的配电网单相接地 故 障消弧方法， 分析了10kV配电网单相接地故障时的故障电流， 运用二分法投切电容器组进 行优化消弧， 降低了故障点的电流， 达 到了很好的消弧效果。 [0007]本发明的技术方案为： 一种基于电容二分法投切的配电网单相接地故障消弧方 法。 [0008](1)测量对地 容性电流 [0009]本发明利用扫频法测量对地容性电流， 扫频法是利用电路谐振原理， 在电网中性 点处接入一个电感L(一般是电路自带 的消弧线圈)， 并向电网中性点注入一个变频电流信 号， 测量中性点处电流与电感电压的变化情况， 当电流和电压达到最大值时， 变频电流信号 的频率即为 L与线路电容C的谐振频率f0， 依据电路原理， L、 C和f0存在如下关系：说　明　书 1/4 页 3 CN 114268085 A 3