CN101895123A - 一种接地变双向调偏开关控制补偿电网中性点位移电压的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接地变双向调偏开关控制补偿电网中性点位移电压的方法，所述接地变双向调偏开关安装在接地变压器的高压绕组上，一般在A、C两相分别装两只调偏开关，所述双向调偏开关的特征在于根据中性点位移电压的高低进行“正向”或“反向”调压，有效控制补偿电网中性点位移电压在合适的范围之内，满足了消弧装置测量和自动跟踪的灵敏度要求，所述“正向”调压的特征在于增加所述接地变压器高压绕组匝数，调高相电压，所述“反向”调压的特征在于减少所述接地变压器高压绕组的匝数，降低相电压，本方法可应用于消弧线圈自动跟踪中性点位移电压补偿的配电网，简单易行、经济可靠、性能稳定、大大提高自动跟踪补偿消弧装置的灵敏度，减小了中性点位移电压过高对电网安全稳定运行的威胁，提高了中性点经消弧线圈补偿电网运行的可靠性、安全性和经济性。

Description

一种接地变双向调偏开关控制补偿电网中性点位移电压的方法

技术领域

本发明涉及消弧线圈自动跟踪补偿的配电网领域，具体涉及一种接地变双向调偏开关控制补偿电网中性点位移电压的方法发明。

背景技术

消弧线圈特别是自动跟踪补偿消弧装置在配电网中得到大量的应用，这对抑制配电网弧光接地过电压、消除铁磁谐振过电压、降低配电网故障建弧率、提高供电可靠性和提高电网的安全运行水平起了较大的作用。但是由于电网网络结构、消弧装置结构以及运行方式上的一些原因，配电网经消弧装置补偿后，其中性点位移电压有时会出现异常升高。由于补偿电网中性点位移电压的异常升高造成三相电压的不对称加大，对电网的单相负荷和设备绝缘均带来不利影响，有时甚至会报母线接地信号，影响电网的安全稳定运行。所以要求补偿电网中性点长期位移电压不大于相电压的15％，由于补偿电网中性点位移电压异常升高，也造成了一些自动跟踪补偿消弧装置长期不能投运，造成了极大的浪费，影响了电网的安全稳定性。

1、消弧线圈自动跟踪中性点位移电压法原理：

补偿电网正常运行时中性点位移电压如式(1)所示，

$U_n=\frac{K_C{E}_A}{\sqrt{v^2+d^2}}---\left(1\right)$

式中，K_C-电网不对称系数；

E_A-相电压，V；

v-脱谐度；

d-阻尼率。

电网运行方式不变，电网的不对称度K_C也不变，K_C与脱谐度无关。设在抽头T1时位移电压为U_n1、在抽头T2时位移电压为U_n2，则有：

$\frac{U_{n1}}{U_{n2}}=\frac{\sqrt{v_2^2+d^2}}{\sqrt{v_1^2+d^2}}---\left(2\right)$

因为

阻尼率d可以略去，所以

$\frac{U_{n1}}{U_{n2}}=\frac{I_C-I_{L2}}{I_C-I_{L1}}---\left(3\right)$

式中，L_C是某一运行方式时电网的电容电流，A；I_L1、I_L2分别为消弧线圈在不同抽头T1、T2时的补偿电流，A。

于是可得

$I_C=\frac{I_{L2}-\frac{U_{n1}}{U_{n2}}{I}_{L1}}{1-\frac{U_{n1}}{U_{n2}}}---\left(4\right)$

式中Un1、Un2应同在调谐特性曲线的连续上升(欠补偿)部分或连续下降(过补偿)部分。通常电网的阻尼率d＝3％～5％，在推导过程中略去d，此时希望v值较大，如在15％以上，v2与d2就相差9倍以上，所以略去d值不会引起过大的误差。

依这种数学模型测量的自动跟踪消弧线圈目前在国内是比较多的，它具有以下优点：(1)结构简单，操作方便，一次设备比较可靠，制造方便；(2)在处理单相接地故障时，噪音低；(3)对电网运行方式的变化能自动跟踪，响应时间也较快。

2、目前对电网自动跟踪补偿采取的措施和存在问题：

1)中性点位移电压过低，会影响自动跟踪补偿消弧的灵敏度。一般对电网电容电流的测量都对中性点位移电压有一定的要求，如自动跟踪补偿消弧装置在中性点位移电压大于100V的情况下，才能保证测量的精度，而对电网运行方式的跟踪则要靠中性点位移电压的变化，中性点位移电压过低，一般小于5％U_Φ，会影响装置对电网电容电流的测量和对电网运行方式的跟踪。

式中，V——补偿电网脱谐度，

d——补偿电网的阻尼率，

g——电网每相的泄漏电导；

K_I——位移系数，

从式(5)可知，位移电压U_N是把中性点不对称电压U₀放大K₁倍后得来的。在有些电网不对称电压U₀很小，有的只有几伏，甚至更小，以致造成自动跟踪补偿消弧装置无法测量和跟踪，现场存在的这些问题等待解决。

2)补偿电网中性点位移电压太高会影响电网的安全稳定运行。对补偿电网中性点位移电压异常升高的原因分析如式(5)所示，而有些电网不对称电压U₀又太高了，消弧线圈加入运行后U_N又太高，以致消弧线圈不能投运。

补偿电网中性点位移电压太高会影响电网的安全稳定运行，太低又会影响自动跟踪补偿消弧装置的测量和跟踪，所以应把U_N控制在一定的范围之内。对补偿电网中性点位移电压异常升高的原因要分析清楚，控制措施可从电网运行方面采取，也可从消弧装置本身采取。要根据实际情况，具体问题，具体对待。对已运行的消弧装置供电部门可从电网上采取措施进行解决。要不断地改进产品使之适合于各种场所和运行方式，不至于因产品的运行给电网带来一些不利的影响。

发明内容

本发明提供一种接地变双向调偏开关控制补偿电网中性点位移电压的方法，把补偿电网中性点位移电压调整在合适的范围之内。这种方法简单、易行，基本上能满足消弧线圈自动跟踪灵敏度的要求，大量的研究试验和现场试验证明该方法是非常有效的。这种方法特别适合于消弧线圈自动跟踪中性点位移电压补偿的配电网。

本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种接地变双向调偏开关控制补偿电网中性点位移电压的方法，所述接地变双向调偏开关安装在接地变压器的高压绕组上，一般在A、C两相分别装两只调偏开关，所述双向调偏开关的特征在于根据中性点位移电压的高低进行“正向”或“反向”调整，把补偿电网中性点位移电压调整在合适的范围之内。所述“正向调整”的特征在于增加所述接地变压器高压绕组匝数，调高相电压。所述“反向”调整的特征在于减少所述接地变压器高压绕组的匝数，降低相电压。

作为本发明的进一步改进：

所述接地变压器的高压绕组为3个曲折绕组单元，所述绕组单元由前半绕组和后半绕组组成，所述曲折绕组单元中前半绕组和后半绕组的绕数相同、绕向相反，所述曲折绕组单元中任一个前半绕组与不同绕组单元的一个后半绕组相连。所述双向调偏开关安装在A、C两个曲折绕组单元的后半绕组；

所述双向调偏开关为5个档位；所述档位的调压范围为U_Φ±2×2.5％，U_Φ为相电压；所述档位所能调整的电压值分别为U_Φ(1+2×2.5％)、U_Φ(1+2.5％)、U_Φ(即为“0”平衡档位)；U_Φ(1-2.5％)；U_Φ(1-2×2.5％)；

所述双向调偏开关“正向”调整的电压值为U_Φ(1+2.5％)、U_Φ(1+2×2.5％)；所述双向调偏开关“反向”调整的电压值为U_Φ(1-2.5％)、U_Φ(1-2×2.5％)。

所述补偿电网中性点位移电压U_N调整的范围为5％U_Φ≤U_N≤30％U_Φ，其中U_Φ为相电压；

所述电网中性点位移电压其特征在于：所述电网中性点位移电压为电网A、B、C三相的相电压的向量和。

本发明具有下述优点：

本发明是在消弧装置的接地变压器上加单相调偏开关的方法，把补偿电网中性点位移电压控制在合适的范围之内，使其满足消弧装置自动跟踪中性点位移电压补偿的灵敏度要求。这种方法操作简单、稳定可靠、经济实用，有效控制了电网中性点位移电压在合适的范围之内，基本上能满足消弧装置测量和自动跟踪的灵敏度，减小了中性点位移电压过高对电网安全稳定运行的威胁，这种方法特别适合于消弧线圈自动跟踪中性点位移电压补偿的配电网。

附图说明

图1接地变调偏开关安装位置示意图

图2消弧装置自动跟踪补偿结构一次接线图

图3双向调偏开关的结构示意图

具体实施方式

本实施例中，接地变双向调偏开关控制补偿电网中性点位移电压的方法的实施总结如下：

如图1所示，所述接地变压器1的高压绕组为曲折绕组单元，所述曲折绕组单元由前半绕组2和后半绕组3组成，所述双向调偏开关5、6安装在A、C两相的曲折绕组单元的后半绕组；所述消弧装置4一端安装在接地变压器1的中性点0，一端与大地相连。

图3所示，所述双向调偏开关1包括可移动抽头3和5个档位，所述档位分别为“+2”、“+1”、“0”、“-1”、“+2”。所述双向调偏开关1正向调压的档位为：“+2”档位所对应的电压为U_Φ(1+2.5％)；“+1”、档位所对应的电压为U_Φ(1+2×2.5％)；所述双向调偏开关1的平衡档位为“0”，对应的电压为U_Φ；所述双向调偏开关“反向”调压的档位为：“-1”档位所对应电压值为U_Φ(1-2.5％)；“-2”档位所对应的电压值为U_Φ(1-2×2.5％)；其中U_Φ为相电压。

(1)当中性点位移电压U_N＜5％U_Φ时，满足不了消弧装置测量和自动跟踪的灵敏度要求时，正向调节调偏开关，使A、C两相同时正向调整到“+1”档位或者同时反向调整到“-1”档位。

(2)当中性点位移电压满足5％U_Φ＜U_N＜30％U_Φ时，可以满足消弧装置测量和自动跟踪的灵敏度要求时，可以调整调偏开关到“0”档位。当电网出现三相电位不平衡时，可以参照B相电位正向调整A相开关到“+1”档位，同时反向调整C相开关到“-1”档位；如果A相或C相相电压较高，可以调到“-1”档位或“-2”档位；如果较低，可以调到“+1”或“+2”档位。

(3)当中性点位移电压为30％U_Φ＜U_N＜70％U_Φ时，影响电网的安全稳定运行，或者导致消弧线圈不能投运。此时要反向调节调偏开关，使A、C两相同时反向调整“-1”或“-2”档位。

(4)当U_N＞70％U_Φ时，电网报接地故障。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.本发明提供一种接地变双向调偏开关控制补偿电网中性点位移电压的方法，所述接地变双向调偏开关安装在接地变压器的高压绕组上，一般在A、C两相分别装两只调偏开关，所述双向调偏开关的特征在于根据中性点位移电压的高低进行“正向”或“反向”调整，把补偿电网中性点位移电压调整在合适的范围之内。所述“正向调整”的特征在于增加所述接地变压器高压绕组匝数，调高相电压。所述“反向”调整的特征在于减少所述接地变压器高压绕组的匝数，降低相电压。

2.根据权利要求书1所述接地变压器的高压绕组为3个曲折绕组单元，所述绕组单元由前半绕组和后半绕组组成，所述曲折绕组单元中前半绕组和后半绕组的绕数相同、绕向相反，所述曲折绕组单元中任一个前半绕组与不同绕组单元的一个后半绕组相连。所述双向调偏开关安装在A、C两个曲折绕组单元的后半绕组；

3.根据权利要求书2所述双向调偏开关为5个档位；所述档位的调压范围为U_Φ±2×2.5％，U_Φ为相电压；所述档位所能调整的电压值分别为U_Φ(1+2×2.5％)、U_Φ(1+2.5％)、U_Φ(即为“0”平衡档位)；U_Φ(1-2.5％)；U_Φ(1-2×2.5％)；

4.根据权利要求书3，所述双向调偏开关“正向”调整的电压值为U_Φ(1+2.5％)、U_Φ(1+2×2.5％)；所述双向调偏开关“反向”调整的电压值为U_Φ(1-2.5％)、U_Φ(1-2×2.5％)；

5.根据权利要求书1所述补偿电网中性点位移电压U_N调整的范围为5％U_Φ≤U_N≤30％U_Φ，其中U_Φ为相电压；

6.根据权利要求书4所述补偿电网中性点位移电压其特征在于：所述补偿电网为中性点经消弧线圈接地系统；所述消弧线圈为自动跟踪中性点位移电压进行补偿的消弧装置。所述电网中性点位移电压为电网A、B、C三相相电压的向量和。

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