谐振接地电网失谐度测量及跟踪补偿技术研究

失谐度是谐振接地电网的重要参数之一,与电网中性点偏移电压、弧隙电压的上升速度和残流的大小紧密相关,合理调节失谐度的大小是保障电网安全、稳定运行的重要措施。针对当前存在的电网失谐度测量精度低、电路抗干扰能力弱等不足,给出了一种外加扫频信号的失谐度测量方法,设计了拥有良好实时性的两级可调消弧线圈,并在微机控制技术的基础上提出了旨在实现谐振接地电网自动跟踪补偿的系统控制策略。该系统具有反应速度快、跟踪性能良好等优点。

谐振接地电网自动调谐技术的研究

提出了谐振接地电网脱谐度的外加扫频信号自动测量法 ,可将测量误差控制在0 5 6%以下 ,测量时间不长于 2 0s.在准确测量的基础上 ,又直接以脱谐度为被控量 ,设计了消弧线圈的自动跟踪调谐方案 ,安全可靠 .同时设计了可完成调谐过程的模糊控制器 ,实时性好 ,控制规则通用性强 ,所需设备甚少 。

中性点位移电压在谐振接地电网中的应用

为解决谐振接地电网在运行时出现的跟踪失灵、调谐过多、补偿和接地故障不相匹配而造成残流过大等问题,提出了利用中性点位移电压的检测、分析和计算来解决问题的新思路。首先,对中性点位移电压的特性进行了分析,然后将其应用在跟踪灵敏度定值的计算上,有效解决了跟踪失灵、调谐过多的问题;接着,利用中性点位移电压变化量的特点,可以将运行方式改变和系统扰动区分开来;最后,计算得到高阻接地与低阻接地对应的中性点位移电压取值范围,由此可将这两种故障形式显著地区分开来,从而实现了消弧线圈的智能补偿。仿真和实验室高压模拟试验验证了上述结论,有效地解决了谐振电网运行中出现的相关问题。

谐振接地电网单相接地故障初始行波分析

谐振接地电网发生单相接地故障时,从故障初始行波产生原理入手,进行了初始行波的模量分析,并推导了初始行波在母线处的传播特性。与健全线路相比,故障所在线路初始零模电流行波幅值最大且极性相反。据此能检测故障线路。ATP仿真验证了其正确性。

基于谐振接地电网预随调补偿方式

目前,越来越多的中压电网采用谐振接地方式以更加有效地熄灭接地电弧,使用这种接地方式的关键技术是消弧线圈补偿方式和消弧线圈的选择。提出了一种预调和随调相结合的补偿方式(简称预随调式),解决了预调式和随调式单独运用时存在的熄灭瞬时接地电弧的问题。

基于SOP的主动式谐振接地配电网单相接地故障区段定位方法

针对谐振接地配电网单相接地故障时定位困难的问题,着眼柔性开关设备(soft open point,SOP)投入改造交流配网的发展趋势,提出一种基于SOP附加三相对称低频电压的主动式故障区段定位新方法。该方法利用消弧线圈对低频外加信号的过补偿作用,凸显了故障点与消弧线圈安装处的电感电流流通回路。根据低频网络中电感电流与电容电流的固有幅值比,形成自适应判据实现故障区段的有效判定。所提方法原理简单,不受过渡电阻、系统运行方式以及线路长度影响,可靠性较高。PSCAD仿真结果表明该方法的正确性和可行性。

谐振接地系统单相接地故障瞬时功率分析

针对谐振接地系统发生单相接地故障时故障信号呈现的非正弦特征,基于瞬时功率理论来挖掘细微故障特征,并展现能量在线路上的传递过程。讨论了系统发生单相接地故障时的暂态过程。对故障时线路上瞬时零序功率、瞬时实功率和瞬时虚功率进行了推导、计算和分析。通过对故障前后健全线路以及故障线路上瞬时功率的分解和比对,指出:健全线路在系统发生故障前后瞬时功率变化不明显;而故障线路在故障前后瞬时功率变化显著,线路上传递的瞬时能量和各相之间交换的能量均明显增大,特别是故障线路瞬时功率分解得到的振荡分量中含有故障前没有的不同频率的振荡成分。构造了基于瞬时功率的故障选线综合算法。按照故障前后瞬时功率变化量最大为故障线路的原则可实现故障选线。仿真验证该方法有效,而且物理意义清晰。

应用故障暂态特性实现配电网故障选线的新方法

通过研究谐振接地电网中零序信号的暂态特性,建立了零序电流信号频谱能量分布与故障发生时刻、接地点过渡电阻之间的关系。在利用小波包对暂态零序信号进行分解的基础上,给出了能量比因子和暂态因子的定义,提出了基于以上两个因子取值的自适应故障选线方法。该方法充分利用了暂态零序信号中的低频、工频和高频信息,自适应地选择在故障特征最明显的频带中进行选线,对母线和高阻接地故障均有良好的灵敏性和可靠性。理论分析与仿真结果证明所述方法正确、可行,可实现无死区的故障选线。

基于能谱熵测度的自适应单相接地故障选线方法

根据单相接地的故障特性,将小波包和信息熵结合对故障暂态电流进行分析,定义能谱熵作为单相接地故障的暂态普适特征量,定量量度暂态的不确定性。分析了故障暂态信号频谱分布的特性规律,定义能谱熵测度及饱和熵来统计信号能量的复杂度。提出基于多尺度能谱熵测度的故障模式分类方法,将单相接地故障分为强故障、小角故障、弱故障3类模式。在此基础上,提出了基于故障模式识别的自适应选线方法。仿真和故障录波数据验证了该方法的有效性。

煤矿电网消弧选线一体化装置研究

针对煤矿电网谐振接地系统发生单相接地故障选线困难,将消弧和选线相结合,通过利用高短路阻抗消弧线圈的可控性,提出一种基于零序电流突变量的选线方法来解决煤矿电网消弧和选线的问题。理论分析及仿真验证证明该方法是可行的,并开发了消弧选线一体化装置,介绍了装置的软硬件设计。

配电网电容电流测量新方法

传统的配电网电容电流测量方法无法消除测量过程中阻尼电阻和电压互感器短路阻抗的影响,导致测量结果误差较大。为此,该文提出一种适用于谐振接地配电网的电容电流精确测量方法。利用配电网零序电压互感器向配电网注入变频电流信号,并测量消弧线圈内部电压互感器返回的电压信号,建立考虑阻尼电阻的变频等效电路,利用变频等效电路进行推演,可准确求得配电网电容电流。PSCAD仿真结果表明:所提方法可有效消除测量过程中阻尼电阻和电压互感器短路阻抗的负面影响,与传统测量方法相比精度更高。

考虑三相不平衡电流影响的改进导纳法故障选线

在分析谐振接地电网三相不平衡电流产生原因的基础上,提出了一种新的谐振接地电网单相接地故障选线方法——考虑三相不平衡电流影响的改进导纳法故障选线。该方法消除了电网三相不平衡电流对导纳法故障选线的影响,同时只需要比较故障前后以及消弧线圈调整前后各出线零序导纳变化量,即可选出故障线路。该方法拉大了故障馈线与非故障馈线故障特征量的差距。