專利名稱：配電網(wǎng)接地故障電流測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)接地故障電流的測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的通過電壓互感器向配電網(wǎng)注入信號(hào)，測(cè)量配電網(wǎng)接地故障電流的方法主要有兩種一種是通過變電站母線電壓互感器三角側(cè)注入變頻信號(hào)，并在電壓互感器三角側(cè)并聯(lián)一電感，通過尋找諧振頻率計(jì)算配電網(wǎng)對(duì)地電容電流；另一種是通過變電站母線電壓互感器三角側(cè)注入兩個(gè)或三個(gè)不同頻率的信號(hào)，測(cè)量信號(hào)電壓和信號(hào)電流，建立方程組，求解配電網(wǎng)對(duì)地電容電流值。
這兩種方法的缺點(diǎn)是未考慮到變電站母線電壓互感器短路阻抗的影響，使測(cè)量精度大大降低，事實(shí)上由于變電站母線電壓互感器短路阻抗較大，因此按照上述方法在絕大多數(shù)應(yīng)用情況下根本不可能得到正確的測(cè)試結(jié)果，有時(shí)誤差甚至為真實(shí)值的好幾倍。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有配電網(wǎng)接地故障電流測(cè)量方法所存在的測(cè)量精度低的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種精確的配電網(wǎng)接地故障電流測(cè)量方法，解決了母線電壓互感器短路阻抗影響測(cè)量精度的問題，提高了配電網(wǎng)接地故障電流測(cè)量的準(zhǔn)確性，本發(fā)明方法不需改變配電網(wǎng)一次接線，不影響配電網(wǎng)正常運(yùn)行。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案包括以下步驟1)從變電站母線電壓互感器開口三角側(cè)注入一個(gè)角頻率為ω1的電流信號(hào)I1；2)測(cè)量對(duì)應(yīng)于I1的電壓互感器二次星型側(cè)相電壓U1；3)改變注入信號(hào)頻率，再?gòu)碾妷夯ジ衅鏖_口三角側(cè)注入另一個(gè)角頻率為ω2的電流信號(hào)I2；4)測(cè)量對(duì)應(yīng)于I2的電壓互感器二次星型側(cè)相電壓U2；5)利用下述公式計(jì)算出配電網(wǎng)接地故障電流值ICIC=3ω0ω2ω1-ω1ω2ω1Im(k1k2U.2I.2)-ω2Im(k1k2U.1I.1)U]]>上式中 表示對(duì)復(fù)數(shù) 取虛部，k1為電壓互感器一次側(cè)與二次星形側(cè)變比，k2為電壓互感器一次側(cè)與開口三角側(cè)變比，ω0為配電網(wǎng)工頻角頻率，U為配電網(wǎng)相電壓。
上述步驟1)或步驟3)中的注入信號(hào)角頻率ω1及ω2取值范圍為60～500rad/s。
上述步驟2)或步驟4)中，二次星型側(cè)相電壓可以為A相、B相和C相中的任意一相電壓。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明通過變電站母線電壓互感器向被測(cè)配電網(wǎng)注入變頻電流信號(hào)，測(cè)量分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)不同頻率注入信號(hào)的電壓互感器二次星型側(cè)相電壓，根據(jù)注入的電流信號(hào)和測(cè)出的電壓信號(hào)計(jì)算配電網(wǎng)接地故障電流值。本發(fā)明方法中配電網(wǎng)接地故障電流值的計(jì)算完全與電壓互感器短路阻抗無關(guān)，且本發(fā)明是在變電站母線低壓側(cè)進(jìn)行測(cè)量，不需改變配電網(wǎng)一次接線。因此本發(fā)明方法完全避免了變電站電壓互感器短路阻抗對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，大大提高了測(cè)量精度，且不影響配電網(wǎng)正常運(yùn)行，操作簡(jiǎn)單、快捷、安全、可靠，徹底解決了變電站電壓互感器短路阻抗影響配電網(wǎng)接地故障電流測(cè)量精度的技術(shù)難題。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明的接線圖。
圖2是本發(fā)明的原理圖。
圖3是本發(fā)明的等效原理圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1，圖1為利用變電站母線電壓互感器和配電網(wǎng)接地故障電流測(cè)量?jī)x4實(shí)施本發(fā)明的接線圖。變電站母線電壓互感器有原邊繞組1和副邊繞組2、3。三繞組均為三相繞組，原邊繞組1采用星形接線方式，即其首端接電網(wǎng)三相母線5，尾端星形連接后再接地。副邊繞組2為星形接線方式，三相繞組尾端連接在一起，a相繞組的首尾端分別接入測(cè)量?jī)x4的兩個(gè)電壓信號(hào)輸入端子；副邊繞組3為開口三角形接線方式，即三相繞組的首、尾相連接，摔出兩個(gè)端子d0、d1，分別接入測(cè)量?jī)x4的兩個(gè)電流信號(hào)送出端子上。實(shí)際測(cè)量時(shí)，只需利用測(cè)量?jī)x4從電壓互感器二次開口三角側(cè)注入兩個(gè)不同頻率的電流信號(hào)，并測(cè)量分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)不同頻率電流信號(hào)的電壓互感器二次星型側(cè)一相返回電壓信號(hào)即可。
本發(fā)明的原理圖如圖2所示。從電壓互感器開口三角側(cè)注入一個(gè)角頻率為ω1的電流信號(hào)I1，測(cè)量對(duì)應(yīng)于I1的二次星形側(cè)相電壓U1；再改變注入信號(hào)頻率，從電壓互感器開口三角側(cè)注入另一個(gè)角頻率為ω2的電流信號(hào)I2，測(cè)量對(duì)應(yīng)于I2的二次星形側(cè)相電壓U2；根據(jù)注入的電流信號(hào)和測(cè)量的電壓信號(hào)計(jì)算出接地故障電流值。其等效原理圖如圖3所示，令Z.1=U.1I.1k1k2,]]>Z.2=U.2I.2k1k2,]]>其中k1為電壓互感器一次側(cè)與二次星形側(cè)變比，k2為電壓互感器一次側(cè)與開口三角側(cè)變比，則有 其中R1為電壓互感器一次側(cè)漏電阻，L1為電壓互感器一次側(cè)漏電感，C為配電網(wǎng)單相對(duì)地電容。
將求得的Z1、Z2取虛部得 聯(lián)立上述兩式可得配電網(wǎng)單相對(duì)地電容C 設(shè)配電網(wǎng)工頻角頻率為ω0，配電網(wǎng)相電壓為U，根據(jù)公式IC！ω03CU可以計(jì)算出配電網(wǎng)接地故障電流ICIC=3ω0ω2ω1-ω1ω2ω1Im(k1k2U.2I.2)-ω2Im(k1k2U.1I.1)U]]>從上式中可以看出，本發(fā)明測(cè)量方法中的接地故障電流計(jì)算與電壓互感器的漏電阻R1、漏電感L1無關(guān)，因此這種測(cè)量方法完全消除了電壓互感器短路阻抗對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，大大提高了配電網(wǎng)接地故障電流的測(cè)量精度。
本發(fā)明的具體實(shí)施例采用的是10kV三相五柱式電壓互感器，該電壓互感器一次側(cè)與二次星形側(cè)變比為k1！100/1，一次側(cè)與開口三角側(cè)變比為k2=1003/1.]]>表1列出了實(shí)驗(yàn)測(cè)量電容值與實(shí)際被測(cè)電容值，表2列出了與表1對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量接地故障電流值和實(shí)際被測(cè)接地故障電流值。
表1

表2

從表1、表2可以看出，該測(cè)量方法完全消除了電壓互感器短路阻抗對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，當(dāng)兩個(gè)測(cè)量頻率分別為20Hz和60Hz時(shí)，測(cè)量值相對(duì)誤差最大不超過1％，測(cè)量精度高。
權(quán)利要求
1.一種配電網(wǎng)接地故障電流測(cè)量方法，包括如下步驟1)從變電站母線電壓互感器開口三角側(cè)注入一個(gè)角頻率為ω1的電流信號(hào)I1；2)測(cè)量對(duì)應(yīng)于I1的電壓互感器二次星型側(cè)相電壓U1；3)改變注入信號(hào)頻率，再?gòu)碾妷夯ジ衅鏖_口三角側(cè)注入另一個(gè)角頻率為ω2的電流信號(hào)I2；4)測(cè)量對(duì)應(yīng)于I2的電壓互感器二次星型側(cè)相電壓U2；5)利用下述公式計(jì)算出配電網(wǎng)接地故障電流值IcIC=3ω0ω2ω1-ω1ω2ω1Im(k1k2U.2I.2)-ω2Im(k1k2U.1I.1)U]]>上式中 表示對(duì)復(fù)數(shù) 取虛部，k1為電壓互感器一次側(cè)與二次星形側(cè)變比，k2為電壓互感器一次側(cè)與開口三角側(cè)變比，ω0為配電網(wǎng)工頻角頻率，U為配電網(wǎng)相電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)接地故障電流測(cè)量方法，其特征在于所述步驟1)或步驟3)中的注入信號(hào)角頻率ω1及ω2取值范圍為60～500rad/s。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)接地故障電流測(cè)量方法，其特征在于所述步驟2)或步驟4)中的二次星形側(cè)相電壓可以為A相、B相和C相中的任意一相電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種配電網(wǎng)接地故障電流測(cè)量方法，包括以下步驟從變電站母線電壓互感器開口三角側(cè)注入一個(gè)變頻電流信號(hào)，測(cè)量電壓互感器二次星型側(cè)相電壓；改變注入信號(hào)頻率，再測(cè)量電壓互感器二次星型側(cè)相電壓；根據(jù)注入的電流信號(hào)和測(cè)出的電壓信號(hào)，計(jì)算出配電網(wǎng)接地故障電流值。本發(fā)明方法完全避免了變電站母線電壓互感器短路阻抗對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，大大提高了測(cè)量精度，不需改變配電網(wǎng)一次接線，不影響配電網(wǎng)正常運(yùn)行，具有安全、快捷、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，徹底解決了變電站母線電壓互感器短路阻抗影響配電網(wǎng)接地故障電流測(cè)試精度的技術(shù)難題。
文檔編號(hào)G01R31/02GK101021552SQ20071003454
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月15日
發(fā)明者曾祥君, 馬洪江, 陳博, 劉張磊, 王媛媛, 許瑤 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙理工大學(xué)