CN110137925B - 调整接地变压器的中性点位移电压的方法 - Google Patents

调整接地变压器的中性点位移电压的方法 Download PDF

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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/08—Limitation or suppression of earth fault currents, e.g. Petersen coil

Abstract

本发明提供在接地消弧自动跟踪补偿系统中，接地变压器为中性点绝缘系统提供一个人工中性点，消弧线圈一端接在接地变的中性点上，自动跟踪补偿系统根据接地变中性点的位移电压实时测量电力系统对地电容电流，根据监测接地变中性点的位移电压自动跟踪补偿系统判断电力系统的接地状态，当中性点位移电压达到30％相电压时，自动跟踪补偿系统立即进入补偿状态，电力系统有架空线路、架空电缆混合线路及纯电缆线路，纯电缆线路三相对地电容比较平衡，接地变中性点位移电压很小，以至于影响实时检测对地电容电流的灵敏度，这时候希望调节接地变压器人为增大中性点的位移电压，以便于检测对地电容电流。本发明的有益效果是推导出中性点位移电压的实现方法。

Description

调整接地变压器的中性点位移电压的方法
技术领域
本发明属于电力领域，尤其是涉及调整接地变压器的中性点位移电压的方法。
背景技术
现在的接地消弧自动跟踪补偿系统中由接地变压器为中性点绝缘系统提供一个人工中性点，消弧线圈一端接在接地变压器的中性点上，自动跟踪补偿系统根据接地变压器中性点的位移电压实时测量电力系统对地电容电流，根据检测的对地电容电流让消弧线圈调整到对应的补偿状态，根据监测接地变压器中性点的位移电压自动跟踪补偿系统判断电力系统的接地状态，但是在电力系统的线路中，接地变压器中性点位移电压很小，以至于影响实时检测对地电容电流的灵敏度。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法简单的调整接地变压器的中性点位移电压的方法，尤其适合纯电缆线路。
本发明的技术方案是：根据电网等值接线和接地补偿零序等效电路，中性点位移电压公式
Figure GDA0002888989910000011
幅值公式为
Figure GDA0002888989910000012
在幅值公式中d≈1.5％，忽略补偿电网阻尼率d对中性点位移，对电压影响较小，得到中性点位移电压不同电压下的公式
Figure GDA0002888989910000013
和
Figure GDA0002888989910000014
由不同电压下公式得到计算电压公式
Figure GDA0002888989910000015
和
Figure GDA0002888989910000016
选取灵敏度保证有效跟踪并且不至于频繁动作，电容电流变化按1A进行跟踪，电网的不对称度一般为0.2％～1.5％；对于10kV系统，U00＝12～90V；v1＝-5％～10％，根据两个计算电压公式得到表1：不同容量失谐度、灵敏度计算结果，
表1：不同容量失谐度、灵敏度计算结果
Figure GDA0002888989910000017
为保证足够的灵敏度，又要中性点位移电压小于15％相电压，故表1ΔUQ取下限，不同容量消弧线圈灵敏度见表2：不同容量消弧线圈灵敏度，
表2：不同容量消弧线圈灵敏度
Figure GDA0002888989910000021
调整接地变压器的中性点位移电压的方法，所述接地变压器三相系统忽略电力系统三相不平衡电压U00，所述接地变压器三相参数对称状态，每柱铁心内外线圈变比相等且等于1，接地变三相对称相量图由公式
Figure GDA0002888989910000022
得出，10KV系统中：线电压UL＝10500V，10KV系统中相电压
Figure GDA0002888989910000023
内、外线圈电压
Figure GDA0002888989910000024
调偏设置在B相，在B相外线圈减匝，当
Figure GDA0002888989910000025
接地变压器中性点位移电压由公式
Figure GDA0002888989910000026
Figure GDA0002888989910000027
和
Figure GDA0002888989910000028
计算得出,调整B相外线圈匝数得到不同中性点位移电压见表3：不同调偏匝数对应的中性点位移电压；
表3：不同调偏匝数对应的中性点位移电压
K(％) 0.5 1 2 2.5
U<sub>Q</sub>(V) 11.7 23.6 47.6 59.8
利用对称分量法将三个不对称的相量分解成零序分量、正序分量和负序分量，所述零序分量为三相相量和的
Figure GDA0002888989910000029
B相调偏后首端为B1，调偏量由公式
Figure GDA00028889899100000210
计算，经过A、B1和C三相相量合成后NN1＝BB1,得到中性点位移电压公式
Figure GDA00028889899100000211
由中性点位移电压公式得到表4：利用相量图推导的中性点位移电压。
表4：利用相量图推导的中性点位移电压
K(％) 0.5 1 2 2.5
U<sub>Q</sub>(V) 11.7 23.3 46.7 58.3
进一步的，所述调偏匝数不大于2.5％。
进一步的，所述接地变压器中性点位移电压公式
Figure GDA00028889899100000212
由公式
Figure GDA00028889899100000213
Figure GDA00028889899100000214
和
Figure GDA00028889899100000215
整理得出。
进一步的，所述调偏量公式
Figure GDA0002888989910000031
经过A、B1和C三相相量合成后NN1＝BB1＝7000K，中性点位移电压公式为
Figure GDA0002888989910000032
公式中符号含义：UQ＝中性点位移电压，U00＝((CA+а2CB+аCC)/(CA+CB+CC))U0，U00＝中性点对地不平衡电压，U0＝额定相电压，CA、CB、CC--电网三相对地电容，V＝消弧线圈的失谐度，d＝补偿电网阻尼率，UQ1、UQ2、v1、v2和IC1＝运行方式改变后的中性点位移电压、失谐度及系统电容电流，K＝对应调偏减去的匝数，一般为一相线圈匝数的百分数，U0＝额定相电压
Figure GDA0002888989910000039
本发明具有的优点和积极效果是：
1、通过人为的调节接地变压器，人为增大中性点的位移电压，能够更加方便的检测对地电容电流，能够更加方便的判断接地状态。
附图说明
图1是本发明的自动跟踪补偿系统典型构成示意图；
图2是本发明的电网等值接线图；
图3是本发明的接地补偿零序等效电路；
图4是本发明的接地变ZNyn11接线图；
图5是本发明的接地变三相对称相量图；
图6是本发明的调偏后接地变三相相量图；
图7是本发明的接地变压器中性点位移电压试验线路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。
如图1-7所示：
根据电网等值接线和接地补偿零序等效电路，中性点位移电压公式
Figure GDA0002888989910000033
幅值公式为
Figure GDA0002888989910000034
在幅值公式中d≈1.5％，忽略补偿电网阻尼率d对中性点位移，对电压影响较小，得到中性点位移电压不同电压下的公式
Figure GDA0002888989910000035
和
Figure GDA0002888989910000036
由不同电压下公式得到计算电压公式
Figure GDA0002888989910000037
和
Figure GDA0002888989910000038
选取灵敏度保证有效跟踪并且不至于频繁动作，电容电流变化按1A进行跟踪，电网的不对称度一般为0.2％～1.5％；对于10kV系统，U00＝12～90V；v1＝-5％～10％，根据两个计算电压公式得到表1：不同容量失谐度、灵敏度计算结果，
表1：不同容量失谐度、灵敏度计算结果
Figure GDA0002888989910000041
为保证足够的灵敏度，又要中性点位移电压小于15％相电压，故表1ΔU0取下限，不同容量消弧线圈灵敏度见表2：不同容量消弧线圈灵敏度，
表2：不同容量消弧线圈灵敏度
Figure GDA0002888989910000042
调整接地变压器的中性点位移电压的方法，所述接地变压器三相系统忽略电力系统三相不平衡电压U00，所述接地变压器三相参数对称状态，每柱铁心内外线圈变比相等且等于1，接地变压器三相对称相量图由公式
Figure GDA0002888989910000043
得出，10KV系统中：线电压UL＝10500V，10KV系统中相电压
Figure GDA0002888989910000044
内、外线圈电压
Figure GDA0002888989910000045
调偏设置在B相，在B相外线圈减匝，当
Figure GDA0002888989910000046
接地变压器中性点位移电压由公式
Figure GDA0002888989910000047
和
Figure GDA0002888989910000048
计算得出,调整B相外线圈匝数得到不同中性点位移电压见表3：不同调偏匝数对应的中性点位移电压；
表3：不同调偏匝数对应的中性点位移电压
K(％) 0.5 1 2 2.5
U<sub>Q</sub>(V) 11.7 23.6 47.6 59.8
利用对称分量法将三个不对称的相量分解成零序分量、正序分量和负序分量，所述零序分量为三相相量和的
Figure GDA0002888989910000049
B相调偏后首端为B1，调偏量由公式
Figure GDA00028889899100000410
计算，经过A、B1和C三相相量合成后NN1＝BB1,得到中性点位移电压公式
Figure GDA00028889899100000411
由中性点位移电压公式得到表4：利用相量图推导的中性点位移电压。
表4：利用相量图推导的中性点位移电压
K(％) 0.5 1 2 2.5
U<sub>Q</sub>(V) 11.7 23.3 46.7 58.3
进一步的，所述调偏匝数不大于2.5％。
进一步的，所述接地变压器中性点位移电压公式
Figure GDA0002888989910000051
由公式
Figure GDA0002888989910000052
Figure GDA0002888989910000053
和
Figure GDA0002888989910000054
整理得出。
进一步的，所述调偏量公式
Figure GDA0002888989910000055
经过A、B1和C三相相量合成后NN1＝BB1＝7000K，中性点位移电压公式为
Figure GDA0002888989910000056
公式中符号含义：UQ＝中性点位移电压，U00＝((CA+а2CB+аCC)/(CA+CB+CC))U0，U00＝中性点对地不平衡电压，U0＝额定相电压，V＝消弧线圈的失谐度，d＝补偿电网阻尼率，UQ1、UQ2、v1、v2和IC1＝运行方式改变后的中性点位移电压、失谐度及系统电容电流，K＝对应调偏减去的匝数，一般为一相线圈匝数的百分数，U0＝额定相电压
Figure GDA0002888989910000057
本实例的工作过程：通过实验线路验证调节接地变压器的中性点位移电压的方法，图中字母含义：T—调压器，ZB—中变(10/0.4kV YNyn0)，DKSC—接地变压器，V—电压表。
变比
Figure GDA0002888989910000058
档位调至1档，1档位10.5KV，联结组别必须是YNyn0，即高压必须星接且零线引出，否则，中性点位移电压测量因没有回路测不出。
10kV接地变典型产品中性点位移电压测量值见表5：10kV接地变压器中性点位移电压测量值，
表5：10kV接地变压器中性点位移电压测量值
Figure GDA0002888989910000059
Figure GDA0002888989910000061
本实用新型推导并验证了接地变压器中性点位移电压与调偏量的关系，根据中性点位移电压UQ可以方便计算出调偏量K，也可以根据调偏量K迅速计算出中性点位移电压UQ。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.调整接地变压器的中性点位移电压的方法，其特征在于：(1)接地变压器中性点位移电压的实现方法：所述接地变压器三相系统忽略电力系统三相不平衡电压U00，U00为中性点位移对地不平衡电压，所述接地变压器三相参数对称状态，每柱铁心内外线圈变比相等且等于1，接地变压器三相对称相量图由公式
Figure FDA0002888989900000011
得出，式中n为接地变压器三相对称相量，UAH、UBH、UCH、UAL、UBL和UCL为变压器高压侧和低压侧的电压，在10KV系统中，调偏设置在B相，在B相外线圈减匝，当
Figure FDA0002888989900000012
式中i为常数，ni为i所对应的运行方式的接地变压器三相对称相量，UBHi为UBH在i所对应的点的电压，接地变压器中性点位移电压由公式
Figure FDA0002888989900000013
和
Figure FDA0002888989900000014
Figure FDA0002888989900000015
计算得出，式中UQi为运行方式改变后i所对应的中性点位移电压，K为对应调偏减去的匝数，U0是额定相电压为
Figure FDA0002888989900000016
中性点位移电压公式为
Figure FDA0002888989900000017
Figure FDA0002888989900000018
式中UQi为运行方式改变后的中性点位移电压,调整B相外线圈匝数得到不同中性点位移电压；
(2)接地变压器中性点位移电压相量图计算：利用对称分量法将三个不对称的相量分解成零序分量、正序分量和负序分量，所述零序分量为三相相量和的
Figure FDA0002888989900000019
B相调偏后首端为B1，调偏量由公式
Figure FDA00028889899000000110
计算，其中BB1为调偏量，经过A、B1和C三相相量合成后NN1＝BB1，式中NN1为A、B1和C三相相量的合成相量,得到中性点位移电压公式
Figure FDA00028889899000000111
2.根据权利要求1所述的调整接地变压器的中性点位移电压的方法，其特征在于：调偏匝数不大于2.5％。
3.根据权利要求1所述的调整接地变压器的中性点位移电压的方法，其特征在于：所述接地变压器中性点位移电压公式
Figure FDA00028889899000000112
由公式
Figure FDA00028889899000000113
Figure FDA00028889899000000114
和
Figure FDA00028889899000000115
整理得出。
4.根据权利要求1所述的调整接地变压器的中性点位移电压的方法，其特征在于：所述调偏量公式
Figure FDA00028889899000000116
经过A、B1和C三相相量合成后NN1＝BB1＝7000K，中性点位移电压公式为
Figure FDA00028889899000000117
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