含電力電子變壓器的配電網(wǎng)單相接地故障集成化消弧方法

簡(jiǎn)玉婕，郭謀發(fā)，游建章

（福州大學(xué) 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，福建 福州 350108）

0 引言

單相接地故障占配電網(wǎng)故障總數(shù)的80%以上，且易轉(zhuǎn)化為弧光接地故障［1］，持續(xù)燃燒的接地電弧會(huì)引起全系統(tǒng)過(guò)電壓，易損壞設(shè)備，甚至引發(fā)火災(zāi)及停電［2］。

有源（柔性）消弧技術(shù)具有可補(bǔ)償接地故障電流中大幅增加的有功電流分量和諧波電流分量，提高系統(tǒng)的消弧能力，促使故障點(diǎn)電弧熄滅，有效避免接地電弧電流能量及燃弧過(guò)電壓對(duì)系統(tǒng)絕緣造成威脅，進(jìn)而引起故障擴(kuò)大等優(yōu)點(diǎn)［3］。目前，基于電力電子技術(shù)的有源消弧方法已有一定的成果，例如：福州大學(xué)學(xué)者提出了基于配電網(wǎng)三相級(jí)聯(lián)H 橋CHB（Cascaded H-Bridge）變流器的柔性自適應(yīng)消弧方法［4］；中國(guó)石油大學(xué)及山東理工大學(xué)學(xué)者提出了適應(yīng)線路參數(shù)動(dòng)態(tài)變化的全補(bǔ)償新算法［5］；瑞典中立公司開(kāi)發(fā)的接地故障綜合補(bǔ)償裝置［6-7］，長(zhǎng)沙理工大學(xué)［8］、武漢大學(xué)［9-11］等單位研發(fā)的殘流全補(bǔ)償裝置等均已實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。采用有源電力電子裝置實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)單相接地故障消弧已有理論支撐和應(yīng)用案例，保障了其技術(shù)可行性和可靠性。

文獻(xiàn)［12］提出一種配電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)單相CHB變流器接地的有源消弧方法，其無(wú)需借助消弧線圈即可實(shí)現(xiàn)接地故障消弧。然而，單個(gè)CHB 模塊作為有源消弧裝置存在耐壓低、輸出電平數(shù)少、諧波含量高、容量有限和直流側(cè)電容供電困難等問(wèn)題［13-16］。文獻(xiàn)［4，17］借鑒靜止無(wú)功補(bǔ)償器技術(shù)思路，提出將星形接地的三相CHB 變流器經(jīng)連接電感直接掛于配電網(wǎng)各相線，通過(guò)分相注入補(bǔ)償電流實(shí)現(xiàn)接地故障消弧。……