CN108736461A - 一种利用复数运算进行调谐的新方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充分利用复数运算进行调谐的新方法。包括以下步骤:步骤一，断开中性点隔离开关，记录此时中性点自然不平衡电压有效值U_bd及相角θ；步骤二，中性点隔离开关闭合，记录中性点电压有效值U₀及相角θ₀；步骤三，计算两种状态下有效值比及相角差；步骤四，根据复数形式，构造方程组，求解对地参数；该方法能实时调节，操作简单，实用性强。能广泛应用于消弧线圈的调谐。

Description

一种利用复数运算进行调谐的新方法

技术领域

本发明涉及的是一种谐振接地系统配电网对地参数测量和对消弧线圈跟踪调谐的新技术。

背景技术

供配电系统的故障率，尤其是架空线路90％以上是单相接地故障。近年来，随着城市电网的改造，电缆供电逐渐增多，单相接地故障也随之增多，导致配电网单相接地故障电流急剧增大，单相接地故障发展成相间短路的事故频繁发生。大大降低了供电的可靠性、安全性，给企业的安全生产带来了极大的隐患。

消弧线圈调谐方法关键是对地参数的测量问题，但是目前调谐精度不高，究其原因是对地绝缘电阻和绝缘电容的测量不够准确。已有的测量技术有注入信号法、极大值法、偏置法、阻抗三角形法以及其他一些方法。入信号法是最近几年提出的测量电网电容的新方法，但是注入信号法的测量结果的准确性与频率幅值的选取有很大关系，而且测量过程中受中性点偏移电压影响很大，准确检测谐振频率也很困难。极值法，不宜实现精确调谐。阻抗三角形，在计算中忽略了消弧线圈的损耗电阻和线路对地的泄漏电阻，存在一定理论误差。对于中性点不接限压电阻的“随调式”消弧线圈，阻抗三角形的夹角很小，计算误差就会很大。而采用该新方法在一定程度上克服上面的缺点，对进行配电电网调谐具有十分重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用复数运算进行调谐的新方法只需通过测得中性点不接地以及经消弧线圈并联电阻接地两种运行方式下的中性点电压及其相量比，同时观察电压相量进行幅值和相角的复数转换和运算，最终实现系统对地绝缘电阻和绝缘电容的精确测量，既适用于预调式消弧线圈，也适用于随调式消弧线圈，对单相接地故障(单相直接接地和经低电阻接地)都能很好的实现消弧线圈的精确调谐。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现。

一种利用复数运算进行调谐的新方法，其特征在于，配电网系统对地电容的测量包括以下步骤：

步骤a：当中性点隔离开关断开时，系统工作在中性点不接地方式下，此时中性点不平衡电压为记录此时不平衡电压幅值为相角为θ′；

上两式中为A相电压；为系统参数不对称矢量和，其中g_∑＝g_A+g_B+g_C为系统总的对地电导；C_∑＝C_A+C_B+C_C为系统总的对地电容。

步骤b：当中性点隔离开关闭合之后，系统工作在中性点经消弧线圈并联电阻接地方式下，此时中性点电压为记录此时中性点电压幅值为相角为θ₀；

将式2代入式+可得中性点电压的另一种表示形式：

即：

步骤c：在中性点隔离开关变化过程中，系统三相对地电容及系统固有的绝缘电阻不变，可假设的相量夹角记为θ＝|θ′-θ₀|，其幅值比记为可得：式6代入式5可得：

步骤d：将式7两边均按照复数的基本表示形式a+jb进行整理，可得：

根据复数运算规则，使等式两边实部虚部分别相等，可得一组关于系统对地电容C_∑及对地电导g_∑的方程组，如下：

解式9得，即可求得系统对地电容C_∑及对地电导g_∑的表达式分别为：

最后，测量结束后电力电子开关或继保装置关切断偏置元件,然后预调式消弧线圈将消弧线圈等效电感调节至电容电流全补偿状态；随调式消弧线圈根据需要的补偿状态(过补偿或欠补偿)相应调节等效电感。

附图说明

图1是利用复数运算的消弧线圈调谐控制流程框图

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体内容。

一种利用复数运算进行调谐的新方法，如图1所示，其特征在于，配电网系统对地电容的测量包括以下步骤：

步骤a：当中性点隔离开关断开时，系统工作在中性点不接地方式下，此时中性点不平衡电压为记录此时不平衡电压幅值为相角为θ′；

上两式中为A相电压；为系统参数不对称矢量和，其中g_∑＝g_A+g_B+g_C为系统总的对地电导；C_∑＝C_A+C_B+C_C为系统总的对地电容。

步骤b：当中性点隔离开关闭合之后，系统工作在中性点经消弧线圈并联电阻接地方式下，此时中性点电压为记录此时中性点电压幅值为相角为θ₀；

将式2代入式3可得中性点电压的另一种表示形式：

即：

步骤c：在中性点隔离开关变化过程中，系统三相对地电容及系统固有的绝缘电阻不变，可假设的相量夹角记为θ＝|θ′-θ₀|，其幅值比记为可得：式6代入式5可得：

步骤d：将式7两边均按照复数的基本表示形式a+jb进行整理，可得：

根据复数运算规则，使等式两边实部虚部分别相等，可得一组关于系统对地电容C_∑及对地电导g_∑的方程组，如下：

解式9得，即可求得系统对地电容C_∑及对地电导g_∑的表达式分别为：

最后，测量结束后电力电子开关或继保装置关切断偏置元件,然后预调式消弧线圈将消弧线圈等效电感调节至电容电流全补偿状态；随调式消弧线圈根据需要的补偿状态(过补偿或欠补偿)相应调节等效电感。

Claims (2)

1.一种利用复数运算进行调谐的新方法，其特征在于,只需通过测得中性点不接地以及经消弧线圈并联电阻接地两种运行方式下的中性点电压及其相量比，同时观察电压相量进行幅值和相角的复数转换和运算，最终实现系统对地绝缘电阻和绝缘电容的精确测量，既适用于预调式消弧线圈，也适用于随调式消弧线圈，对单相接地故障(单相直接接地和经低电阻接地)都能很好的实现消弧线圈的精确调谐。

2.根据权利要求1，所述的一种利用复数运算进行调谐的新方法，其特征在于，配电网系统对地电容的测量包括以下步骤：

步骤a：当中性点隔离开关断开时，系统工作在中性点不接地方式下，此时中性点不平衡电压为记录此时不平衡电压幅值为相角为θ′。

上两式中为A相电压；为系统参数不对称矢量和，其中α＝e^j120°；g_∑＝g_A+g_B+g_C为系统总的对地电导；C_∑＝C_A+C_B+C_C为系统总的对地电容。

步骤b：当中性点隔离开关闭合之后，系统工作在中性点经消弧线圈并联电阻接地方式下，此时中性点电压为记录此时中性点电压幅值为相角为θ₀；

将式2代入式3可得中性点电压的另一种表示形式：

即：

步骤c：在中性点隔离开关变化过程中，系统三相对地电容及系统固有的绝缘电阻不变，可假设的相量夹角记为θ＝|θ′-θ₀|，其幅值比记为可得：

式6代入式5可得：

步骤d：将式7两边均按照复数的基本表示形式a+jb进行整理，可得：

根据复数运算规则，使等式两边实部虚部分别相等，可得一组关于系统对地电容C_∑及对地电导g_∑的方程组，如下：

解式9得，即可求得系统对地电容C_∑及对地电导g_∑的表达式分别为：

最后，测量结束后电力电子开关或继保装置关切断偏置元件,然后预调式消弧线圈将消弧线圈等效电感调节至电容电流全补偿状态；随调式消弧线圈根据需要的补偿状态(过补偿或欠补偿)相应调节等效电感。