基于Z型接地变压器的配电网单相接地故障柔性消弧系统

煤矿供配电系统通常采用中性点非有效接地方式,该方式下的供电线路多数采用电缆线路,井下供电系统复杂,使用的电压等级较多,发生单相接地故障时极易在接地点形成间歇性电弧。而现有中性点非有效接地配电网单相接地故障消弧技术存在消弧效果不佳、难以精准测量配电网对地参数等问题。我国煤矿10 kV变电站中变压器绕组最常用的接线方式是三角形接线,该方式需通过专用接地变压器(大多是Z型接地变压器)人为引出中性点连接消弧线圈。针对上述情况,设计了一种基于Z型接地变压器的配电网单相接地故障柔性消弧系统。当配电网发生接地故障初始时刻,首先实时测量配电网的三相电源电动势和中性点电压,当中性点电压幅值大于三相电源电动势的15%时,可判断为接地故障;对比三相电源电动势,其中电源电动势最小相为故障相。在单相接地故障发生后,迅速闭合故障相对应的快速投切开关,同时投入有源逆变器和Z型接地变压器功率转换模块,其中Z型接地变压器功率转换模块将中性点电压反相钳制接近于故障相电源电动势,中性点电压与故障相电源电压差值的幅值和相位由有源逆变器精确补偿,实现将故障点电压和电流抑制至零的控制目标。一定时间延时后切除快速投切开关,若中性点电压有效降低则可判断该故障为瞬时性接地故障,即可恢复配电网正常运行,否则判断为永久性故障,采取故障馈线隔离措施,恢复配电网正常运行。仿真结果表明,当单相接地故障过渡电阻为500Ω和3000Ω时,仅通过Z型接地变压器功率转换,故障点电压和电流抑制率达79%~83%,不能完全达到消弧效果;投入柔性消弧系统可有效抑制故障点电压和电流,抑制率达98%以上,实现配电网单相接地故障的可靠消弧。

Z型接地变压器在PSCAD下的仿真模型构建

PSCAD是电力系统常用的仿真软件,在利用其进行电力系统仿真时却发现在元件库中不存在实际常用的Z型接地变压器。针对在仿真中发现的问题,文章在分析Z型接地变压器原理的基础上,利用PSCAD中的单相三绕组变压器模块,设计搭建了Z形接地变压器模型,并对其进行了理论分析和仿真验证。通过对某35k V配电网经消弧线圈接地系统的仿真表明该接地变压器模型设计合理,从而为中性点接地系统建立正确仿真模型奠定了基础。

Z型接地变压器在谐振接地系统中的运用

介绍了谐振接地系统中Z型接地变压器的接线及原理、结构与特点和Z型接地变压器的直流电阻、电压比、零序阻抗、空载、负载等项目的试验方法。提供了现场试验的有关数据和经验,分析了现场试验中应注意的问题和解决的方法。

基于EMTP的Z型接地变压器仿真研究

在分析Z型接地变压器原理的基础上,将其进行一定的简化,利用耦合元件建立基于EMTP的Z型接地变压器模型,并利用简化Z型接地变压器模型建立了10 kV电缆配电网系统仿真,仿真结果证明了该方法的有效性,该模拟方法为中性点接地系统正确仿真奠定了基础,补充了部分仿真软件的仿真模型。

调容式自动跟踪接地补偿及选线成套装置的应用

结合电站选用接地补偿及选线装置的实例,对传统消弧线圈接地系统在运行中存在的问题进行了简要分析,重点阐述了调容式自动跟踪消弧线圈成套装置的工作原理、性能特点、有关技术参数的选择和配置及应用。