CN110470899B - 一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电工技术领域，尤其是指一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法，其包括测控系统、信号注入装置、电压互感器TV、电流互感器TA、耦合变压器T、阻尼电阻R、真空接触器K1以及真空接触器K2；所述测量方法包括以下步骤：步骤一，采用异频注入法和不对称电压法分别对配电网的电容电流进行测量，设异频注入法测量得到的电容电流结果为Ic1，不对称电压法测得的结果为Ic2；步骤二，为Ic1、Ic2分别分配相应的隶属度函数为A1、A2；步骤三，根据隶属度综合得到配电网的电容电流Ic为Ic＝A1Ic1+A2Ic2，其中A1+A2＝1。本发明提高配电网电容电流测量的适应性和准确度。

Description

一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法
技术领域
本发明涉及电工技术领域，尤其是指一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法。
背景技术
现有电容电流测量方法不能适用不同情况的配电网，如有的测量方法适用于不对称度小、中性点位移电压比较低的情况，有的测量方法适用于不对称度大，中性点位移电压比较大的情况，大多数电容电流测量方法有较大的局限性，测量准确度也有待提高。
发明内容
本发明针对现有技术的问题提供一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供的一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法，包括测控系统、信号注入装置、电压互感器TV、电流互感器TA、耦合变压器T、阻尼电阻R、真空接触器K1以及真空接触器K2；所述电流互感器TA的输入端通过真空接触器K1与配电网的一次等值电路连接，所述电压互感器TV的输入端与配电网的一次等值电路连接，所述电流互感器TA的输出端以及所述电压互感器TV的输出端分别与测控系统的输入端连接，所述测控系统的输出端与信号注入装置以及真空接触器K2连接，所述电流互感器TA通过耦合变压器T的一次绕组与阻尼电阻R的一端连接，阻尼电阻R的另一端接地，所述真空接触器K2与阻尼电阻R并联，所述信号注入装置与耦合变压器T的二次绕组连接；
所述测量方法包括以下步骤：
步骤一，采用异频注入法和不对称电压法分别对配电网的电容电流进行测量，设异频注入法测量得到的电容电流结果为Ic1，不对称电压法测得的结果为Ic2；
步骤二，为Ic1、Ic2分别分配相应的隶属度函数为A1、A2；
步骤三，根据隶属度综合得到配电网的电容电流Ic为Ic＝A1Ic1+A2Ic2，其中A1+A2＝1。
其中，所述步骤一中的异频注入法通过耦合变压器T向电网一次侧注入异频信号，其注入电流iS(t)可通过安装在中性点的电流互感器TA测得；信号注入到一次系统后，通过系统的等效分布电容构成回路；注入信号在接地变压器的零序电感和等效分布电容上产生的压降uTV(t)通过安装在中性点处的电压互感器TV测得，得到零序等值电路，由此可得：
Figure BDA0002117564390000021
设ωS＝mω1；
其中，ωS为注入信号角频率，ω1为基波角频率，m为一常系数。将ωS＝mω1代入
Figure BDA0002117564390000022
可得，
Figure BDA0002117564390000031
整理可得到，
Figure BDA0002117564390000032
Figure BDA0002117564390000033
Figure BDA0002117564390000034
其中，所述步骤一中的不对称电压法测量时，使得真空接触器K1断开，电压互感器TV测得的电网不对称电压E0即为真空接触器K1断口上的电压；当K1闭合后，电流互感器TA测得的即为中性点电流I0，由此可得零序等值电路；
令L＝L0+Lσ，三相线路泄漏电阻
Figure BDA0002117564390000035
由零序等值电路知，
Figure BDA0002117564390000036
Figure BDA0002117564390000037
Figure BDA0002117564390000038
由于R、L0、Lσ在工频下均为已知，通过方程联立求得R0和3C后，则可测得配电网的电容电流Ic2。
其中，在不对称度较小的电网，设置隶属度为A1＝0.7～0.9,A2＝0.3～0.1,而在不对称度较大的电网，设置隶属度为A1＝0.1～0.3,A2＝0.9～0.7。
其中，耦合变压器T的一次绕组与二次绕组的变比为6000/600。
其中，所述测控系统包括微处理器、信号调理电路以及人机接口，所述电压互感器TV和所述电流互感器TA分别通过信号调理电路与微处理器连接，所述微处理器与信号注入装置连接，所述人机接口与微处理器连接。
本发明的有益效果：
本发明不仅适用于不对称度较小的电网，也适用于不对称度较大的电网，根据隶属度函数综合运算得到的电容电流准确度比现有的方法提高了一个等级，提高配电网电容电流测量的适应性和准确度。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明采用异频注入法得到的零序等值电路图。
图3为本发明采用不对称电压法得到的零序等值电路图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。
一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法，如图1，包括测控系统、信号注入装置、电压互感器TV、电流互感器TA、耦合变压器T、阻尼电阻R、真空接触器K1以及真空接触器K2；所述电流互感器TA的输入端通过真空接触器K1与配电网的一次等值电路连接，所述电压互感器TV的输入端与配电网的一次等值电路连接，所述电流互感器TA的输出端以及所述电压互感器TV的输出端分别与测控系统的输入端连接，所述测控系统的输出端与信号注入装置以及真空接触器K2连接，所述电流互感器TA通过耦合变压器T的一次绕组与阻尼电阻R的一端连接，阻尼电阻R的另一端接地，所述真空接触器K2与阻尼电阻R并联，所述信号注入装置与耦合变压器T的二次绕组连接；
其中，图1中的虚线框外的为配电网的一次等值电路，虚线框内所示的即为消弧接地补偿装置；阻尼电阻R用以抑制中性点可能出现的串联谐振过电压；真空接触器K1和真空接触器K2由测控系统控制，K1用以消弧接地装置的投切和不对称电压的测量，真空接触器K2用以阻尼电阻的投切。中压配电网的一次等值电路，以集中参数模拟分布参数。
Figure BDA0002117564390000051
分别为配电网的三相电源电压，
Figure BDA0002117564390000052
分别为三相对地电压，CA、CB、CC分别为三相线路对地电容，r为线路对地泄漏电阻，令三相的泄漏电阻相等。
所述测量方法包括以下步骤：
步骤一，采用异频注入法和不对称电压法分别对配电网的电容电流进行测量，设异频注入法测量得到的电容电流结果为Ic1，不对称电压法测得的结果为Ic2；
步骤二，为Ic1、Ic2分别分配相应的隶属度函数为A1、A2；
步骤三，根据隶属度综合得到配电网的电容电流Ic为Ic＝A1Ic1+A2Ic2，其中A1+A2＝1。
本发明不仅适用于不对称度较小的电网，也适用于不对称度较大的电网，根据隶属度函数综合运算得到的电容电流准确度比现有的方法提高了一个等级，提高配电网电容电流测量的适应性和准确度。
本实施例所述的一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法，所述步骤一中的异频注入法通过耦合变压器T向电网一次侧注入异频信号，其注入电流iS(t)可通过安装在中性点的电流互感器TA测得；信号注入到一次系统后，通过系统的等效分布电容构成回路；注入信号在接地变压器的零序电感和等效分布电容上产生的压降uTV(t)通过安装在中性点处的电压互感器TV测得，与等效分布电容的容抗相比，线路自身感抗很小，可以忽略不计，忽略耦合变压器的激磁阻抗，得到零序等值电路如图2所示，由此可得：
Figure BDA0002117564390000061
设ωS＝mω1；
其中，ωS为注入信号角频率，ω1为基波角频率，m为一常系数。将ωS＝mω1代入
Figure BDA0002117564390000062
可得，
Figure BDA0002117564390000063
整理可得到，
Figure BDA0002117564390000064
Figure BDA0002117564390000071
Figure BDA0002117564390000072
本实施例所述的一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法，所述步骤一中的不对称电压法测量时，使得真空接触器K1断开，电压互感器TV测得的电网不对称电压E0即为真空接触器K1断口上的电压；当K1闭合后，电流互感器TA测得的即为中性点电流I0，由此可得零序等值电路如图3所示；
令L＝L0+Lσ，三相线路泄漏电阻
Figure BDA0002117564390000073
由零序等值电路知，
Figure BDA0002117564390000074
Figure BDA0002117564390000075
Figure BDA0002117564390000076
由于R、L0、Lσ在工频下均为已知，通过方程联立求得R0和3C后，则可测得配电网的电容电流Ic2。
本实施例所述的一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法，在不对称度较小的电网，设置隶属度为A1＝0.7～0.9,A2＝0.3～0.1,而在不对称度较大的电网，设置隶属度为A1＝0.1～0.3,A2＝0.9～0.7。
本实施例所述的一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法，耦合变压器T的一次绕组与二次绕组的变比为6000/600。具体地，上述设置主要作用是将信号注入装置与高压系统隔离开来，有利于信号注入装置的长期可靠运行，并降低了信号注入装置的维修更换成本。
本实施例所述的一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法，所述测控系统包括微处理器、信号调理电路以及人机接口，所述电压互感器TV和所述电流互感器TA分别通过信号调理电路与微处理器连接，所述微处理器与信号注入装置连接，所述人机接口与微处理器连接。具体地，所述人机接口可以外接键盘以及液晶显示屏，用于供给操作人员进行操作以及及时查看；信号调理电路为现有技术，其指的是把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号的电路，此处不再赘述；所述微处理器可以为DSP控制处理器，用于实现测控系统对信号注入装置的控制，DSP的应用为现有技术，此处不再赘述。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法，其特征在于：包括测控系统、信号注入装置、电压互感器TV、电流互感器TA、耦合变压器T、阻尼电阻R、真空接触器K1以及真空接触器K2；所述电流互感器TA的输入端通过真空接触器K1与配电网的一次等值电路连接，所述电压互感器TV的输入端与配电网的一次等值电路连接，所述电流互感器TA的输出端以及所述电压互感器TV的输出端分别与测控系统的输入端连接，所述测控系统的输出端与信号注入装置以及真空接触器K2连接，所述电流互感器TA通过耦合变压器T的一次绕组与阻尼电阻R的一端连接，阻尼电阻R的另一端接地，所述真空接触器K2与阻尼电阻R并联，所述信号注入装置与耦合变压器T的二次绕组连接；
所述测量方法包括以下步骤：
步骤一，采用异频注入法和不对称电压法分别对配电网的电容电流进行测量，设异频注入法测量得到的电容电流结果为Ic1，不对称电压法测得的结果为Ic2；
步骤二，为Ic1、Ic2分别分配相应的隶属度函数为A1、A2；
步骤三，根据隶属度综合得到配电网的电容电流Ic为Ic=A1Ic1+A2Ic2，其中A1+A2=1。
2.根据权利要求1所述的一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法，其特征在于：耦合变压器T的一次绕组与二次绕组的变比为6000/600。
3.根据权利要求1所述的一种基于隶属度函数的配电网电容电流测量方法，其特征在于：所述测控系统包括微处理器、信号调理电路以及人机接口，所述电压互感器TV和所述电流互感器TA分别通过信号调理电路与微处理器连接，所述微处理器与信号注入装置连接，所述人机接口与微处理器连接。
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