一種消弧線圈綜合控制方法

2023-09-22 21:45:35 3

專利名稱：一種消弧線圈綜合控制方法
技術領域：
本發明涉及的是一種電氣技術的測量和控制方法，具體是諧振接地系統的調諧和限制中性點位移電壓的綜合控制技術。
背景技術：
當電網發生單相接地故障後，消弧線圈在中性點能產生補償接地電容電流的感性電流，大大減小故障電流，達到熄弧的效果，我國配電網多以消弧線圈方式接地。消弧線圈全補償運行時，易造成諧振過電壓，而中性點長時間運行的電壓位移不應超過系統相電壓的 15%。目前，已提出的電容電流測量方法中極值法、相位法、阻抗三角形法只適用於預調式消弧線圈，屬於間接逐步接近式測量，無法測量系統對地分布電導，測量過程繁瑣等缺點，僅適用於預調式消弧線圈；兩點法、三點法、注人信號法、諧振法結合曲線擬合法和已知增量補償電流法可直接測量故障接地時電容電流，雖然既適用於預調式也適用於隨調式消弧線圈，但從理論上無法或不能實現系統電容和電導的完全精確測量或測量控制方式複雜。隨調式消弧線圈往往採取過補償15%的方式使遠離諧振點以限制中性點位移電壓；預調式消弧線圈多並聯阻尼電阻以限制中性點位移電壓，但是上方法中不能精確的將中性點位移電壓控制在某個目的值上。為解決以上問題發明了一種消弧線圈綜合控制方法。該方法可以實現諧振接地系統精確調諧並解決中性點位移電壓的精確控制的綜合技術難題。

發明內容
技術問題本發明所要解決的技術問題是一種消弧線圈綜合控制方法，該方法能精確地測量系統電容和電導，用於消弧線圈的調諧控制，同時該方法給出了隨調式消弧線圈過補償或欠補償狀態遠離諧振點限制中性點位移電壓的精確電感值，也給出了預調式消弧線圈在全補償(可連續調感)或非全補償(有級調感)狀態下限制中性點位移電壓並聯的精確電納值，本發明適用於任何諧振接地電網系統，及任何消弧線圈裝置，從而解決了系統參數測量、消弧線圈精確調諧和中性點位移電壓的控制的綜合技術難題。技術方案為解決以上述技術問題，本發明提出一種消弧線圈綜合控制方法包括以下步驟步驟a :建立新的等效運算模型，將中性點電壓看作電網不對稱度k控制的受控電壓源kEA，構造此受控源與大地的「虛短」支路，其支路電流為Itl = O。建立電源三相線路和消弧線圈與虛短支路的四條迴路，列迴路電流方程，解得中性點電壓方程。等效運算電路圖見附圖
2。步驟b :將已知阻尼電導&並聯至消弧線圈兩端，測量零序電壓的有效值Utll和相位供I;控制器改變消弧線圈並聯電導值至Gl2 (Gl2 Φ Gli)，從新測量零序電壓的有效值Utl2和相位供2。測量完成後切斷阻尼電阻，見附圖I。
步驟c :消弧線圈補償狀態的判斷。以增大為例，檢測零序電壓的相位。如果相位增大，即可判斷消弧線圈欠補償；如果相位減小可判斷消弧線圈過補償。消弧線圈並聯不同阻尼電阻時jYu+G +GJ勺相位圖見圖3，其中L = ω C Σ -I/ (ω Lx)。步驟d :計算系統總電容和總電導及消弧線圈的調諧。失諧量為
權利要求
1.一種消弧線圈綜合控制方法，其特徵在於建立新的中性點接地系統等效電路運算模型；能精確地測量系統總電容和總電導；同時本發明給出了隨調式消弧線圈在過補償或欠補償狀態下限制中性點位移電壓的精確電感值；也給出了預調式消弧線圈在全補償(可連續調感)或非全補償(有級調感)狀態下限制中性點位移電壓並聯的精確阻尼電納值，具體步驟如下 (1)建立等效電路運算模型； (2)將已知的阻尼電阻並聯至消弧線圈兩端，測量當前阻尼電阻下零序電壓的幅值Utll和相位仍，並保存； (3)控制器改變阻尼電阻，從新測量零序電壓的幅值Utl2和相位內，並保存； (4)根據測量數據計算系統失諧量《CS-1/( LX)、系統對地總電容總電導、全補償等效電感、達到諧振狀態需要調節的電感量和根據相位變化判斷消弧線圈補償狀態，保存計算數據； (5)消弧線圈的調諧及限制中性點位移電壓 a.預調式消弧線圈等效電感調節至諧振狀態，並聯特定大小的阻尼電阻使中性點位移電壓降至目的值； b.隨調式消弧線圈切斷測量阻尼電阻，調節消弧線圈使之過補償或欠補償以遠離諧振點使中性點位移電壓降至目的值； (6)當發生接地故障 a.預調式消弧線圈立刻切斷阻尼電阻； b.隨調式消弧線圈立刻調節至諧振狀態； (7)未發生接地故障，中性點零序電壓變化，則從(2)開始重複執行。
2.根據權利要求I所述的一種消弧線圈綜合控制方法，其特徵在於，建立新的中性點接地系統等效電路運算模型，將中性點電壓看作電網不對稱度k控制的受控電壓源kEA，構造此受控源與大地的「虛短」支路，其支路電流為Itl = O，建立電源三相線路和消弧線圈與虛短支路的四條迴路，列迴路電流方程，解得中性點電壓方程。
3.根據權利要求I所述的一種消弧線圈綜合控制方法，其特徵在於，比較消弧線圈並聯阻尼電阻改變前後零序電壓的相位即可判斷消弧線圈的補償狀態，以電導&增大為例，檢測中性點電壓Utl的相位如果相位增大內-內>0，可判斷消弧線圈欠補償；如果相位減小內-仍<0，即可判斷消弧線圈過補償。
4.根據權利要求I所述的一種消弧線圈綜合控制方法，其特徵在於，依據阻尼電阻及其改變前後測量的零序電壓有效值和相位，即可由式I式計算系統失諧量CoCs -1/( LX)、由式2計算系統對地總電導、由式3計算系統對地總電容、由式4計算諧振需要調節的電感量
5.根據權利要求I所述的一種消弧線圈綜合控制方法，其特徵在於，給出了隨調式消弧線圈在過補償或欠補償狀態下限制中性點位移電壓的精確電感值，具體方案如下 隨調式消弧線圈過補償或欠補償將中性點位移電壓Utl限制在CIEa以內，a為係數，其中O < a Ea < Um，Um為消弧線圈全補償諧振過電壓，則消弧線圈等效電感L應滿足
6.根據權利要求I所述的一種消弧線圈綜合控制方法，其特徵在於，給出了預調式全補償(可連續調感)消弧線圈或非全補償(有級調感)消弧線圈限制中性點位移電壓並聯的精確阻尼電納值，具體方案如下 (1)預調式非全補償(有級調感)消弧線圈通過並阻尼以限制中性點位移電壓將預調式有級調感消弧線圈調節至接近諧振狀態此時滿足U < L < Lq，若將中性點位移電壓U0限制在P Ea以內，P為係數，其中O < P Ea < Un，Un為消弧線圈調節至接近諧振狀態不並阻尼的中性點位移電壓，則並聯的阻尼電導應滿足
7.根據權利要求I和權利要求3所述的一種消弧線圈綜合控制方法，其特徵在於，對於對地電阻較小的電網，可以忽略電網對地總電導，根據權利要求3判斷系統補償狀態，然後計算忽略電網對地總電導的失諧量為 Ylc = ±'卜2( 12卜式 9I U012-U022 上式弧線圈過補償時上式取負，欠補償時上式取正；對於忽略電網對地總電導的系統電容、諧振需要調節電感的計算同式3、式4;對於忽略電網對地總電導的隨調式或預調式消弧線圈限制中性點位移電壓的計算同式5、式6、式7、式8，只需令Gs= O。
全文摘要
本發明公開了一種消弧線圈綜合控制方法。本發明建立新的中性點接地系統等效運算模型，只需兩次改變並聯在消弧線圈兩端的阻尼電阻，就可實現諧振接地系統精確調諧和中性點位移電壓的精確控制。本發明能精確地測量系統電容和電導，同時該方法給出了隨調式消弧線圈在過補償或欠補償遠離諧振點限制中性點位移電壓的精確電感值，也給出了預調式消弧線圈在全補償或非全補償狀態下限制中性點位移電壓並聯的精確電納值。本發明適用於任何諧振接地電網系統，及任何消弧線圈裝置。本發明具有操作簡單，易於實現，適用範圍廣，影響系統運行小等優點。
文檔編號H02H9/08GK102638033SQ20121012247
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月19日 優先權日2012年4月19日
發明者劉寶穩 申請人:劉寶穩