谐振接地电网预随调补偿方式及其实现

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,采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。文中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难的问题。在这种补偿方式下,消弧线圈在正常运行时置于15%过补偿点附近,故障时再快速调整消弧线圈到全补偿点处。针对这种补偿方式,设计了一种主从式消弧线圈方案,它以自动调匝式消弧线圈为主体,串联辅以晶闸管电子开关投切的N个细调线圈,它们的电感值采用二进制组合,可构成2N个补偿值。该新型补偿方式及主从式消弧线圈可靠性在EMTP仿真实验并口10 kV高压物理模拟实验中得到了验证。

谐振接地系统的新型自动调谐装置

分析了线路对地电容对故障电流负序分量和零序分量的影响以及故障电流负序分量在配电系统中的分布特征,提出了根据接地时刻线路负序电流的相对最大值确定故障线路、根据故障线路负序电流和消弧线圈电流的相位差决定消弧线圈的调节方向、以故障线路负序电流分量的最小值为调节目标的新型综合自动调谐方法。该调谐方法在完成调谐的同时也完成了故障选线,但它并不以正确的故障选线为前提条件,无须测量配电系统的对地电容,也不受配电系统运行方式的影响。即使在故障接地期间改变配电系统的运行方式,该方法也能及时判断并准确调节消弧线圈电感使配电系统重新回到谐振状态。对开发的新型自动调谐装置样机进行了动模实验,结果验证了所提出的方法的正确性和装置的可行性。

基于新型磁控消弧线圈的电磁混合消弧及配合选线新方法

为了解决谐振接地系统中单相接地故障消弧和故障线路可靠识别的难题,本文提出一种基于新型磁控消弧线圈的电磁混合消弧及配合选线方法。采用由磁控电抗器(MCR)和逆变器构成的新型磁控消弧线圈,提出了基于接地故障电流无功和有功分量解耦补偿的电磁混合消弧及系统对地参数测量方法,详细分析了消弧线圈补偿对线路零序导纳的影响,提出了基于动态零序导纳的配合选线理论,利用逆变器的等效负阻特性,能够提高故障线路动态零序导纳对MCR调节量的灵敏度,论述了该方法及相应的配合选线控制策略和选线判据。该选线判据具有确定性和唯一性,无需集中交叉比较。通过仿真分析和模拟平台实验验证了本文所述理论、方法和控制策略的正确性和可行性。

用于消弧线圈控制的单相接地电流测量方法

为提高消弧线圈动作的成功率,提出了一种既适合于"随调式",又适合于"预调式"消弧线圈控制的接地电流测量方法。该法是先测量出电网正常运行的零序电压,而后控制消弧线圈输出一个已知的增量补偿电流,再测得该增量补偿电流输出后的电网零序电压值,依据这3个量准确计算出电网的接地电流的电容电流(或脱谐电流)分量和有功电流(阻尼电流)分量。模拟试验和挂网运行均证明该方法测量简便、精确。

Rogowski线圈信号电阻对纳秒级脉冲大电流的响应

研制了一种自积分型Rogowski线圈,从电路理论和电路仿真角度分析了信号电阻的寄生电感和线圈对地电容对测量信号的影响。采用电阻并联的方法,制作了小电感信号电阻。在定标和大电流测量实验中,小电感信号电阻的使用,消除了测量信号的平顶振荡和波形畸变,验证了理论分析的正确性。经定标,采用小电感信号电阻的Rogowski线圈对方波脉冲前沿的响应为11 ns,灵敏度为4.25 mV.A-1。该线圈性能稳定,已用于测量长脉冲强流电子束加速器二极管的电流,测得的电流波型平顶较好,半高脉宽为180 ns,幅度约为15.36 kA。

基于高漏抗式消弧线圈的配电网单相接地故障状态辨识

在谐振接地配电网中,防止在接地故障消失后消弧线圈与系统对地电容发生串联谐振,是一个值得关注的问题。预防发生串联谐振的关键在于能否准确识别配电网单相接地状态的变化,本文在高漏抗式消弧线圈的基础上提出一种识别系统接地状态的方法,称为频率跟踪算法。研究接地故障消失时,高漏抗式消弧线圈在不同的晶闸管导通角度对系统暂态零序电压的影响。利用跟踪零序电压频率来辨识接地故障状态,在接地故障动态模拟高压试验室中进行模拟试验,并分析了频率跟踪算法辨识接地故障状态的方法在实际现场的应用情况。

谐振接地系统单相接地故障区段定位方法

针对配电网因分支多、接地故障电阻大导致的单相接地故障定位问题,提出一种针对谐振接地系统的单相接地故障区段带电定位方法。该方法在故障发生后调节消弧线圈的补偿电流,利用调节前后线路上多个馈线终端单元(FTU)测量到的零序电流变化量信息确定故障区段。提出了单相经过渡电阻接地时,将零序电流按零序电压进行折算的方法,从而解决了调节消弧线圈后零序电压发生变化的问题。现场试验对该方法进行了验证,表明该方法能够满足实用要求。

基于调相法的消弧线圈自动跟踪补偿的测量方法

提出了一种基于调相法的消弧线圈自动跟踪补偿测量方法。对于消弧线圈并阻尼电阻接地的配电网,通过投切并联在消弧线圈两端的阻尼电阻以增加系统的阻尼率,同时调节消弧线圈的电感量,保证调节前后零序电压的相位互差90°,即可根据已知信息计算出系统的对地电容和对地电导的精确值。通过在Matlab中建立仿真模型并进行仿真实验,验证了所提出的新型调谐方法的正确性。这种调谐新方法操作简单,易于实现,并且在预调式和随调式消弧线圈中均可使用。

基于失谐量的消弧线圈跟踪调谐方法

为实现消弧线圈的跟踪调谐,提出基于失谐量(ωCΣ-1/(ωL))的消弧线圈跟踪调谐方法。对于消弧线圈并阻尼电阻接地的配电网,改变消弧线圈并联阻尼电阻的大小,测量中性点电压的幅值和相位。通过相位的变化便可判断消弧线圈的补偿状态,根据中性点电压的幅值、阻尼电导和现有的消弧线圈电感值即可计算失谐量,以此失谐量作为反馈量可求出线路对地电容的大小,进而调节消弧线圈可实现电网无功电流的跟踪控制补偿。通过Matlab进行相应的仿真计算,表明变阻尼测量对系统运行影响小,在预调式和随调式消弧线圈中均可使用。

零残流消弧线圈综述

国内实现零残流有2种方法:第一种方法即在谐振接地系统接地相的滞后相接电容或超前相接电感,该方法需在电网一次侧施加能分相操作的开关及相应的电感及电容,同时该方法相当于人为造成了两相经过渡电阻接地的故障;第二种方法即有源注入的方案,该方法选出接地故障的线路,借鉴有源电力滤波的理念来实现零残流。而目前针对谐振接地系统,其选线技术还不太完善,若接地线路错选,则后续接地电流的估算及对有源逆变器的控制等工作都是朝着错误的方向继续前进。另外零残流消弧线圈的被补偿电流是不可测的,因此不能完全套用有源电力滤波器的方案来实现"零残流"。

自动调谐式消弧线圈测量跟踪问题的研究

精确的测量和跟踪是自动调谐式消弧线圈精确地补偿系统电容电流、有效地熄灭接地点电弧的前提和基础。在模拟试验和现场运行经验的基础上,分析了影响测量精确度的几个问题,并提出了修正公式和应对措施;最后讨论了跟踪准确度和灵敏度的实现方法。

自适应控流型故障选线方案

针对国内配电网单相接地故障选线问题,提出了一种全新而有效的选线方法:当配电网发生单相接地故障时,通过对母线PT二次侧开口三角有控制地实行短路,以产生强度足够大同时又不至于大到影响系统正常运行的瞬时短路脉冲进入系统,置于各出线端的短路脉冲检测器通过对该短路脉冲电流的检测与区分以实现故障线路的判定。理论、仿真分析以及模拟实验都验证了该方法的有效性。

谐振接地配电系统馈线单相接地故障的暂态电流保护新原理

该文提出了用于中性点谐振(经消弧线圈)接地模式配电网馈线单相接地暂态电流保护的新原理。该保护的判断准则是理论分析的定义,所以是固定不变值,它具有较高的可靠性和灵敏度,毋须整定计算。在谐振接地系统馈线单相接地故障时,故障馈线的故障相暂态电流分量(TCC)与非故障相 TCC 的差别在于有消弧线圈提供的电感性 TCC。为了消除电感性 TCC 的影响,文中提出了基于正交小波分解算法的、有选择性地提取馈线各相间 TCC 组合特征频带的测度比值作为判断准则,这样可获得与不接地模式具有同样性质的判断准则。经ATP和MATLAB仿真验证表明:该保护原理具和适应性,适合于谐振接地模式的任何配电系统。

新型地感线圈测速仪检定装置关键技术研究

介绍了地感线圈测速仪的测速原理,提出了一种利用电流信号作为干扰信号来模拟标准车速的方法。利用ARM9控制板作为主控单元,集成信号处理、电流调节、雷莫接口等各个子模块,最终实现整个检定装置系统。实际试验结果表明,该装置能准确高效地检定各种型号的地感线圈测速仪,值得推广使用。

一种基于可控短路的故障选线方案

当中性点非有效接地系统发生单相接地后,由于故障电流太小难以检测,使得接地线路的判定困难。对此,提出了一种全新而有效的选线方法,其基本思想是通过对系统中性点实行可控的有效接地,从而将中性点非有效接地系统在短时间内变成中性点有效接地系统,以产生强度足够大但又不至于影响系统正常运行的短路脉冲用于故障线路的选定。利用频谱分析建立了区分故障与非故障线路短路脉冲的有效判据,并基于该判据对所述选线方法的灵敏度进行了分析,最终通过动模实验对该方法的有效性进行了印证。

快速调匝式消弧线圈及接地选线一体化装置研究

文章分析了自动调谐消弧线圈现状及存在的问题,提出并实现了采用主从式结构的快速调匝消弧线圈、预调与随调相结合的调谐方式以及单相接地故障选线原理,并详细阐述了它的工作方式和软硬件设计。电网正常运行时监测系统对地电容变化,对地电容发生变化时精确计算电容电流,接地故障时进行全补偿消弧,并给出选线结果。从消弧线圈具有16档细调功能,故障时投入可以精确补偿系统对地电容电流,补偿精度达到1安培以内。模拟试验表明这种新型快速调匝式消弧线圈能够有效地熄灭电力系统发生的各种单相接地电弧,并可以进行正确选线,它的推出将大大提高中压配电网的运行可靠性。

消弧线圈接地系统暂态能量选线新方法

针对现有利用暂态量的选线方法在电压过零附近时故障灵敏度低的问题,通过把消弧线圈支路作为一条健全线路,利用其暂态能量与其他所有线路暂态能量之和为零的关系,提出了一种基于消弧线圈暂态能量的谐振接地电网故障选线新方法。此选线方法无需判断故障合闸角,也无需整定,不仅能克服在电压过零附近故障选线灵敏度低的缺点,还能适应消弧线圈接地系统各种变化,具有很强的抗干扰能力及自适应性。大量的数字仿真结果表明,该方法有效、可靠。

跟踪补偿消弧装置变参调谐通用方法

为实现消弧线圈精确跟踪调谐,适应不同变参调谐方式,提出了跟踪补偿消弧装置变参调谐通用方法。对于通过改变支路阻抗(变参)的形式实现自动跟踪调谐的消弧线圈,测量变参前后零序电压或中性点电流的幅值和相位差即可精确测量电网对地分布总电容和分布总电导,参数的变化可以是电阻或电感单个参数的变化,也可以是电阻和电感2个参数同时变化。由于不受变参形式的影响,在预调式和随调式消弧线圈中均可适用。仿真计算结果表明,该方法可在线实时测量,不影响系统运行,实现了消弧线圈的跟踪控制补偿。

配电网谐振接地方式的控制

对各种配电网中性点接地方式进行了比较 ,指出了中性点经消弧线圈接地方式是目前合理的接地方式。对各种消弧线圈自动调谐装置进行了分析 ,总结归纳出国内外在谐振接地方式下对配电网的控制方式 ,提出了配电网谐振接地方式下优化、协调控制的思路。

不同接地方式配电系统的单相接地故障仿真分析

首先介绍了配电网的3种接地方式(不接地、经电阻接地、谐振接地)的原理和特点,然后利用MAT LAB仿真平台,对某10kV配电网的这三种接地方式进行了仿真比较,针对该配电网的输电线单相接地问题给出了较为准确的数值仿真解,指出了中性点经消弧线圈接地方式是目前比较合理的接地方式。