基于輪換消弧的配電網單相接地故障柔性調控方法

黃澤鈞，郭 祺，涂春鳴，侯玉超，姜 飛，盧柏樺

（1. 國家電能變換與控制工程技術研究中心（湖南大學）,湖南省長沙市 410082；2. 長沙理工大學電氣與信息工程學院,湖南省長沙市 410004；3. 廣西電網有限責任公司電力科學研究院,廣西壯族自治區南寧市 530023）

0 引言

配電網結構復雜,運行方式多樣,易發生多類故障,其中單相接地故障占的比重最大。隨著配電網中電力電子設備以及非線性負載的大量接入,接地故障電流中的有功含量和諧波含量大幅增加［1-3］。目前,配電網廣泛采用的消弧線圈只能補償接地故障電流的容性無功分量,不能對有功分量和諧波分量進行補償。發生單相接地故障時,如果只補償故障電流的無功分量,有功分量依舊可能維持電弧的燃燒［4-6］。若不對故障電流進行有效抑制,將可能導致故障蔓延,引發大面積、長時間停電事故,危及電網安全可靠運行［7-9］。

隨著電力電子技術的不斷發展,有源消弧技術可實現接地故障電流中無功功率、有功功率和諧波分量的全補償,極大程度地提高了配電網的接地故障調控能力。有源消弧技術主要分為中性點有源消弧和非中性點有源消弧兩類。中性點有源消弧技術將變流器安裝于電網中性點處［10-12］,具有結構簡單、成本低等優勢,在故障期間注入消弧電流,實現了對單相接地故障的有效抑制。但該方法通常只在電網發生單相接地故障時運行,設備利用率較低。非中性點有源消弧裝置直掛于電網,不僅可工作于故障消弧模式,還可在電網正常時實現無功補償、諧波治理等功能,裝置利用率和實用性高,受到了眾多學者的廣泛關注［13-16］。……