用于中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的對地電容檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的對地電容檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國中壓配電網(wǎng)多采用中性點非有效接地方式。隨著電網(wǎng)規(guī)模擴大，電網(wǎng)出線數(shù) 量增多，線路對地電容電流日益增大，單相接地故障電弧難W自焰，且產(chǎn)生較高的過電壓， 可能危害健全相造成兩相短路。因此，需采用自動調(diào)諧的消弧線圈裝置進行補償來保證配 電網(wǎng)運行可靠性。
[0003] 消弧線圈自動跟蹤補償?shù)年P(guān)鍵是準(zhǔn)確測量系統(tǒng)對地電容W確定消弧線圈的投入 容量。中性點位移電壓法根據(jù)串聯(lián)諧振原理，通過調(diào)節(jié)消弧線圈檔位使中性點位移電壓達 到最大值W確定諧振點。該方法需要頻繁調(diào)節(jié)消弧線圈，對于級差調(diào)節(jié)的消弧線圈，諧振點 難W準(zhǔn)確找到，導(dǎo)致測量誤差較大。兩點法與=點法通過測量消弧線圈檔位調(diào)節(jié)前后中性 點位移電壓來計算系統(tǒng)對地電容值。前者忽略了電網(wǎng)阻巧率及消弧線圈的有功損耗電導(dǎo)， 因此會導(dǎo)致較大的計算誤差；后者雖考慮了電網(wǎng)阻巧率，但同樣忽略了消弧線圈的有功損 耗電導(dǎo)，影響計算精度。阻抗S角形法利用串聯(lián)諧振中電阻電抗之間的S角形關(guān)系計算系 統(tǒng)對地電容。該方法要求較高的電網(wǎng)不平衡度，電網(wǎng)不平衡度較低時無法得到準(zhǔn)確的測量 結(jié)果。注入變頻信號法利用電壓互感器向消弧線圈注入變頻信號，通過系統(tǒng)反映到電壓互 感器二次側(cè)的信息來確定系統(tǒng)諧振頻率，從而計算系統(tǒng)的電容電流。該方法具備較高的測 量精度，但實時性較差。注入恒頻信號法從電壓互感器開口=角側(cè)注入多個頻率恒定的電 流信號，通過測量PT二次側(cè)電壓計算出配電網(wǎng)對地電容值和電容電流值。該方法在恰當(dāng)?shù)?選頻下可準(zhǔn)確測量出系統(tǒng)對地電容值。
[0004] 因此，為了提高供電的可靠性與經(jīng)濟性，對中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的系統(tǒng)對 地電容值的測量研究顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種用于中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的對地電 容檢測方法，本方法通過瞬時控制用來投切阻巧電阻的電力電子開關(guān)的工作狀態(tài)，W產(chǎn)生 含有豐富頻率成分的擾動電壓、電流脈沖，利用該擾動電壓、電流信號并結(jié)合基于電力電子 擾動技術(shù)的諧波阻抗測量方法計算對地電容，W用于消弧線圈的自調(diào)諧。"預(yù)調(diào)式"消弧線 圈在電網(wǎng)正常工作時串聯(lián)或并聯(lián)阻巧電阻W限制中性點位移過電壓，而電力電子開關(guān)因其 動作的迅速性而逐漸被用來在故障狀態(tài)下快速退出阻巧電阻。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，包括阻巧電阻、反并聯(lián)的電力電子開關(guān)和消弧線圈， 其中，反并聯(lián)的電力電子開關(guān)和阻巧電阻并聯(lián)后與消弧線圈串聯(lián)，或反并聯(lián)的電力電子開 關(guān)與阻巧電阻串聯(lián)后和消弧線圈并聯(lián)。
[000引一種用于中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的對地電容檢測方法，包括W下步驟：
[0009] (1)瞬時控制反并聯(lián)的電力電子開關(guān)的通、斷；
[0010] (2)使阻巧電阻暫時退出工作，電力電子開關(guān)側(cè)產(chǎn)生擾動電壓、電流信號；
[0011] 做檢測電力電子開關(guān)側(cè)的電壓、電流信號；
[0012] (4)對擾動信號進行FFT分析，得到不同頻次的諧波分量；
[0013] (5)根據(jù)諧波阻抗測量方法，計算對地電容。
[0014] 所述步驟（1)中，當(dāng)消弧線圈串聯(lián)阻巧電阻時，控制電力電子開關(guān)短時間導(dǎo)通；當(dāng) 消弧線圈并聯(lián)阻巧電阻情況下，控制電力電子開關(guān)短時間關(guān)斷。
[0015] 所述步驟（4)中，當(dāng)電力電子開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)受控瞬時改變時，根據(jù)故障分析理論， 相當(dāng)于在無源系統(tǒng)短時疊加上一個等效電源W產(chǎn)生擾動電壓、電流，利用該電壓、電流信號 進行諧波阻抗測量。
[0016] 所述步驟（4)的具體方法為：設(shè)加(jnw)和dl(jnw)分別為電力電子開關(guān)受控 下產(chǎn)生的擾動電壓、電流脈沖信號經(jīng)傅立葉變換后頻率為no的分量，其中《為基頻，則線 性二端口網(wǎng)絡(luò)在各個頻率下的諧波阻抗為：
[0017]
[0018] 所述步驟巧）中，當(dāng)消弧線圈并聯(lián)阻巧電阻時，在t =0時刻控制電力電子開關(guān)短 時導(dǎo)通，根據(jù)電路理論并結(jié)合求得的諧波阻抗，可得：
[0019]
[0020] 其中Uw(t)為中性點位移電壓，L,為消弧線圈電感，R是與消弧線圈串聯(lián)的阻巧電 阻，ii(t)是電力電子開關(guān)短時導(dǎo)通后流過其的擾動電流，Ui(t)是電力電子開關(guān)兩端的擾 動電壓；
[0021] 由（2)可求出不同頻次下系統(tǒng)理論對地電容：
[0024] 所述步驟巧）中，當(dāng)消弧線圈并聯(lián)阻巧電阻時，消弧線圈并聯(lián)阻巧電阻時，在t = 0換流時刻控制電力電子開關(guān)短時關(guān)斷，根據(jù)電路理論并結(jié)合求得的諧波阻抗，可得：
[0025]
[0026] 其中U2(t)為電力電子開關(guān)兩端擾動電壓，i2(t)為擾動電流，由式（4)可求出不 同頻次下系統(tǒng)理論對地電容：
[0027]
[00測其中
[0029] 本發(fā)明的有益效果為：
[0030] (1)本方案基于"預(yù)調(diào)式"消弧線圈自身結(jié)構(gòu)，無需外部電路控制；
[0031] (2)通過控制電力電子開關(guān)的觸發(fā)角，使得電力電子開關(guān)兩端擾動信號的大小及 持續(xù)時長可控，該信號既可W在電力電子開關(guān)兩端被檢測到，同時又不影響系統(tǒng)的正常工 作。
[003引 做電力電子開關(guān)兩端產(chǎn)生的電壓電流脈沖信號含有大量的頻率成分，因此，在不 同頻率下均可計算出系統(tǒng)對地電容值，各個頻率下求得的系統(tǒng)對地電容值可W相互參考W 增加計算結(jié)果的精確性。
【附圖說明】
[0033]圖1為中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的連接示意圖；
[0034] 圖2為本發(fā)明的流程示意圖；
[0035] 圖3為本發(fā)明消弧線圈串聯(lián)阻巧電阻等效電路；
[0036] 圖4為本發(fā)明消弧線圈并聯(lián)在電阻等效電路。
【具體實施方式】：
[0037] 下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[003引"預(yù)調(diào)式"消弧線圈在電網(wǎng)正常工作時串聯(lián)或并聯(lián)阻巧電阻W限制中性點位移過 電壓，而電力電子開關(guān)因其動作的迅速性而逐漸被用來在故障狀態(tài)下快