CN110967597A - 一种对地电容电流检测方法 - Google Patents

一种对地电容电流检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110967597A
CN110967597A CN201911239850.6A CN201911239850A CN110967597A CN 110967597 A CN110967597 A CN 110967597A CN 201911239850 A CN201911239850 A CN 201911239850A CN 110967597 A CN110967597 A CN 110967597A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
neutral point
arc suppression
suppression coil
capacitance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911239850.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110967597B (zh
Inventor
周锐
夏俊雅
于传
杨春玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Certification & Inspection Group Anhui Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
Training Center of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
Anhui Electrical Engineering Professional Technique College
Original Assignee
China Certification & Inspection Group Anhui Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
Training Center of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
Anhui Electrical Engineering Professional Technique College
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Certification & Inspection Group Anhui Co ltd, State Grid Corp of China SGCC, State Grid Anhui Electric Power Co Ltd, Training Center of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd, Anhui Electrical Engineering Professional Technique College filed Critical China Certification & Inspection Group Anhui Co ltd
Priority to CN201911239850.6A priority Critical patent/CN110967597B/zh
Publication of CN110967597A publication Critical patent/CN110967597A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110967597B publication Critical patent/CN110967597B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/086—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution networks, i.e. with interconnected conductors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605—Measuring capacitance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/088—Aspects of digital computing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

一种对地电容电流检测方法，涉及中压输配电技术领域。构建中性点经消弧线圈接地电路，再从电压源到电流源的变换，以消弧线圈并联可调电导的初始电导值计算中性点通过电流，然后改变消弧线圈并联电导值再次计算中性点通过电流，最后通过计算得到系统对地电容值。本发明提出了一种通过改变中性点电阻阻值，分别测量改变阻值前、后中性点过电流的值，计算系统对地电容电流的方法。其中流过中性点电流值可以直接从中性点电流互感器，即零序电流互感器得到，数值为零序电流的3倍。该方法测量信号容易得到，方法简单，对系统影响小，实用性高、精度高。

Description

一种对地电容电流检测方法
技术领域
本发明涉及中压输配电技术领域，具体是涉及一种对地电容电流检测方法。
背景技术
我国35kV及以下配电网系统多采用中性点非有效接地方式，其中中性点经消弧线圈接地方式应用广泛。对该种系统，单相接地故障最为常见，发生单相接地时，接地电容电流由中性点消弧线圈电抗器补偿，限制了接地电流的大小，减少恢复电压，使电弧容易熄灭，避免电弧重燃，减少对电路危害。我国电网系统，对中性点非有效接地方式，发生单相接地故障时允许短时允许2小时，该种接地方式有效减少故障电流危害。
目前，主要采用的对地电容电流检测方法有极大值法、注入信号法、阻抗三角形法等方法。但是，注入法需要向系统注入谐波，谐波会对系统及测量造成影响，阻抗法、极值法等需要对消弧线圈反复调节，对设备造成损害。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种对地电容电流检测方法，测量信号容易得到，方法简单，对系统影响小，实用性高、精度高。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种对地电容电流检测方法，构建中性点经消弧线圈接地电路，再从电压源到电流源的变换，以消弧线圈并联可调电导的初始电导值计算中性点通过电流，然后改变消弧线圈并联电导值再次计算中性点通过电流，最后通过计算得到系统对地电容值。
具体的，构建中性点经消弧线圈接地电路步骤为：
电导G与电容L即导纳支路并联在线路接地回路中，其中，
Figure BDA0002305894630000011
分别为A相、B相、C相电源的相电压；L为消弧线圈电感，G为消弧线圈并联可调电导；CA、CB、CC分别为电网A相、B相、C相的对地电容；GA、GB、GC分别为电网A相、B相、C相的对地电导。
具体的，从电压源到电流源的变换步骤为：
将电压源与导纳的串联转化成为电流源与导纳的并联，其中，
Figure BDA0002305894630000012
分别为
Figure BDA0002305894630000013
Figure BDA0002305894630000014
的等效电流源，
Figure BDA0002305894630000015
为中性点通过电流；可以得到：
Figure BDA0002305894630000021
Figure BDA0002305894630000022
具体的，以消弧线圈并联可调电导的初始电导值计算中性点通过电流步骤为：
计G1消弧线圈并联可调电导的初始电导值；
计YLC为A、B、C三相电容容纳之和中性点接消弧线圈感纳的差，即：
YLC＝ωCA+ωCB+ωCC-YL，式中YL为消弧线圈感纳
Figure BDA0002305894630000023
计GΣ＝GA+GB+GC为A、B、C三相电导之和；
计KZ为系统的不对称矢量和KZ＝GA+jωCA+α2(GB+jωCB)+α(GC+jωCC)，式中α＝ej120°；
那么，通过电流
Figure BDA0002305894630000024
为：
Figure BDA0002305894630000025
带入(1)式得到：
Figure BDA0002305894630000026
具体的，改变消弧线圈并联电导值再次计算中性点通过电流步骤为：
计G2为改变后消弧线圈并联电导值，那么，此时中性点通过电流值
Figure BDA0002305894630000027
为：
Figure BDA0002305894630000028
具体的，计算步骤为：
将(5)式除以(4)式：
Figure BDA0002305894630000029
化简得到
Figure BDA0002305894630000031
化简(7)式等号右边实部为GΣ，虚部为jYLC；从而计算得到系统对地电容值：
Figure BDA0002305894630000032
令
Figure BDA0002305894630000033
化简(7)式得到实部为
Figure BDA0002305894630000034
化简(7)式得到虚部为：
Figure BDA0002305894630000035
本发明的对地电容电流检测方法，其有益效果表现在：
本发明提出了一种通过改变中性点电阻阻值，分别测量改变阻值前、后中性点过电流的值，计算系统对地电容电流的方法。其中流过中性点电流值可以直接从中性点电流互感器，即零序电流互感器得到，数值为零序电流的3倍。该方法测量信号容易得到，方法简单，对系统影响小，实用性高、精度高。
附图说明
以下结合实施例和附图对本发明的对地电容电流检测方法作进一步的详述。
图1是中性点经消弧线圈接地电路图。
图2是对图1接地电路进行电压源到电流源的变换图。
图3是实验仿真电路图。
具体实施方式
本发明提出的一种对地电容电流检测方法，主要步骤为：构建中性点经消弧线圈接地电路，再从电压源到电流源的变换，以消弧线圈并联可调电导的初始电导值计算中性点通过电流，然后改变消弧线圈并联电导值再次计算中性点通过电流，最后通过计算得到系统对地电容值。下面依次介绍各步骤方法：
步骤①、构建中性点经消弧线圈接地电路
如图1所示，电导G与电容L即导纳支路并联在线路接地回路中。
其中，
Figure BDA0002305894630000036
分别为A相、B相、C相电源的相电压；L为消弧线圈电感，G为消弧线圈并联可调电导；CA、CB、CC分别为电网A相、B相、C相的对地电容；GA、GB、GC分别为电网A相、B相、C相的对地电导。
步骤②、从电压源到电流源的变换
如图2所示，将电压源与导纳的串联转化成为电流源与导纳的并联。
其中，
Figure BDA0002305894630000041
分别为
Figure BDA0002305894630000042
的等效电流源，
Figure BDA0002305894630000043
为中性点通过电流。可以得到：
Figure BDA0002305894630000044
Figure BDA0002305894630000045
步骤③、以消弧线圈并联可调电导的初始电导值计算中性点通过电流
计G1消弧线圈并联可调电导的初始电导值。
计YLC为A、B、C三相电容容纳之和中性点接消弧线圈感纳的差(又称失协度)，即：
YLC＝ωCA+ωCB+ωCC-YL，式中YL为消弧线圈感纳
Figure BDA0002305894630000046
计GΣ＝GA+GB+GC为A、B、C三相电导之和。
计KZ为系统的不对称矢量和KZ＝GA+jωCA+α2(GB+jωCB)+α(GC+jωCC)，式中α＝ej120°。
那么，通过电流
Figure BDA0002305894630000047
为：
Figure BDA0002305894630000048
带入(1)式得到：
Figure BDA0002305894630000049
步骤④、改变消弧线圈并联电导值再次计算中性点通过电流
计G2为改变后消弧线圈并联电导值，那么，此时中性点通过电流值
Figure BDA00023058946300000410
为：
Figure BDA0002305894630000051
步骤⑤、计算
将(5)式除以(4)式：
Figure BDA0002305894630000052
化简得到
Figure BDA0002305894630000053
化简(7)式等号右边实部为GΣ，虚部为jYLC。从而计算得到系统对地电容值：
Figure BDA0002305894630000054
令
Figure BDA0002305894630000055
化简(7)式得到实部为
Figure BDA0002305894630000056
化简(7)式得到虚部为：
Figure BDA0002305894630000057
根据上述测量方法原理，通过改变中性点接地电阻大小测量两次中性点电流即3倍的零序电流就可以计算出系统电容的大小。选择中性点电抗和电阻的值对测量及单相接地后可以正确的跟踪补偿至关重要。电阻和电抗的值选择需要满足两个条件：脱谐度在±5％以内；保证中性点长时间电压偏移不超过相电压额定电压的15％。下面进行仿真计算：
在matlab中搭建实验电路如图3所示。该系统为10KV配网。出线4条。L1、L2为架空线路，L3、L4为电缆线路长度分别为10、15、20、10km。由于换位不充分，L1的A相多2Km。各个线路的参数如表1，总零序电抗为1.52×10-5F谐振电感设置为0.67H。如需跟踪补偿可以在L1上设置故障，分别设置中性点接地电阻由1000Ω到300Ω和2000Ω到500Ω，记录中性点电流的变化根据公式(8)计算结果与实际相符满足测量要求(表2所示)。
表1配电系统参数
Figure BDA0002305894630000058
Figure BDA0002305894630000061
表2计算结果
Figure BDA0002305894630000062
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种对地电容电流检测方法，其特征在于：构建中性点经消弧线圈接地电路，再从电压源到电流源的变换，以消弧线圈并联可调电导的初始电导值计算中性点通过电流，然后改变消弧线圈并联电导值再次计算中性点通过电流，最后通过计算得到系统对地电容值。
2.如权利要求1的对地电容电流检测方法，其特征在于：构建中性点经消弧线圈接地电路步骤为：
电导G与电容L即导纳支路并联在线路接地回路中，其中，
Figure FDA0002305894620000011
分别为A相、B相、C相电源的相电压；L为消弧线圈电感，G为消弧线圈并联可调电导；CA、CB、CC分别为电网A相、B相、C相的对地电容；GA、GB、GC分别为电网A相、B相、C相的对地电导。
3.如权利要求2的对地电容电流检测方法，其特征在于：从电压源到电流源的变换步骤为：
将电压源与导纳的串联转化成为电流源与导纳的并联，其中，
Figure FDA0002305894620000012
分别为
Figure FDA0002305894620000013
Figure FDA0002305894620000014
的等效电流源，
Figure FDA0002305894620000015
为中性点通过电流；可以得到：
Figure FDA0002305894620000016
Figure FDA0002305894620000017
4.如权利要求3的对地电容电流检测方法，其特征在于：以消弧线圈并联可调电导的初始电导值计算中性点通过电流步骤为：
计G1消弧线圈并联可调电导的初始电导值；
计YLC为A、B、C三相电容容纳之和中性点接消弧线圈感纳的差，即：
YLC＝ωCA+ωCB+ωCC-YL，式中YL为消弧线圈感纳
Figure FDA0002305894620000018
计GΣ＝GA+GB+GC为A、B、C三相电导之和；
计KZ为系统的不对称矢量和KZ＝GA+jωCA+α2(GB+jωCB)+α(GC+jωCC)，式中α＝ej120°；
那么，通过电流
Figure FDA0002305894620000021
为：
Figure FDA0002305894620000022
带入(1)式得到：
Figure FDA0002305894620000023
5.如权利要求4的对地电容电流检测方法，其特征在于：改变消弧线圈并联电导值再次计算中性点通过电流步骤为：
计G2为改变后消弧线圈并联电导值，那么，此时中性点通过电流值
Figure FDA0002305894620000024
为：
Figure FDA0002305894620000025
6.如权利要求5的对地电容电流检测方法，其特征在于：计算步骤为：
将(5)式除以(4)式：
Figure FDA0002305894620000026
化简得到
Figure FDA0002305894620000027
化简(7)式等号右边实部为GΣ，虚部为jYLC；从而计算得到系统对地电容值：
Figure FDA0002305894620000028
令
Figure FDA0002305894620000029
化简(7)式得到实部为
Figure FDA00023058946200000210
化简(7)式得到虚部为：
Figure FDA00023058946200000211
CN201911239850.6A 2019-12-06 2019-12-06 一种对地电容电流检测方法 Active CN110967597B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911239850.6A CN110967597B (zh) 2019-12-06 2019-12-06 一种对地电容电流检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911239850.6A CN110967597B (zh) 2019-12-06 2019-12-06 一种对地电容电流检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110967597A true CN110967597A (zh) 2020-04-07
CN110967597B CN110967597B (zh) 2022-03-11

Family

ID=70033300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911239850.6A Active CN110967597B (zh) 2019-12-06 2019-12-06 一种对地电容电流检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110967597B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112595896A (zh) * 2020-11-28 2021-04-02 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种对地电容参数检测方法
CN112865059A (zh) * 2020-12-30 2021-05-28 上海宏力达信息技术股份有限公司 一种适用于链式柔性消弧测量控制的方法及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102638033A (zh) * 2012-04-19 2012-08-15 刘宝稳 一种消弧线圈综合控制方法
CN102761119A (zh) * 2012-07-13 2012-10-31 刘宝稳 变参比压法的消弧线圈跟踪调谐控制方法
CN104917169A (zh) * 2015-07-10 2015-09-16 山东大学 用于中性点经消弧线圈接地系统的对地电容检测方法
US20160233661A1 (en) * 2013-09-16 2016-08-11 State Grid Corporation Of China Single-phase-to-earth fault processing device and method for neutral non-effectively grounded distribution network
CN106093591A (zh) * 2016-06-27 2016-11-09 国网河南省电力公司新乡供电公司 一种中性点不接地配电网电容电流测量系统及方法
CN106802361A (zh) * 2017-02-21 2017-06-06 国家电网公司 一种配网混连接地运行的电容电流测量方法及系统
CN107332227A (zh) * 2017-09-05 2017-11-07 国网湖南省电力公司 中性点不接地系统的单相接地故障电压消弧方法及系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102638033A (zh) * 2012-04-19 2012-08-15 刘宝稳 一种消弧线圈综合控制方法
CN102761119A (zh) * 2012-07-13 2012-10-31 刘宝稳 变参比压法的消弧线圈跟踪调谐控制方法
US20160233661A1 (en) * 2013-09-16 2016-08-11 State Grid Corporation Of China Single-phase-to-earth fault processing device and method for neutral non-effectively grounded distribution network
CN104917169A (zh) * 2015-07-10 2015-09-16 山东大学 用于中性点经消弧线圈接地系统的对地电容检测方法
CN106093591A (zh) * 2016-06-27 2016-11-09 国网河南省电力公司新乡供电公司 一种中性点不接地配电网电容电流测量系统及方法
CN106802361A (zh) * 2017-02-21 2017-06-06 国家电网公司 一种配网混连接地运行的电容电流测量方法及系统
CN107332227A (zh) * 2017-09-05 2017-11-07 国网湖南省电力公司 中性点不接地系统的单相接地故障电压消弧方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李晓波等: "基于偏置阻抗法的配电网电容电流测量新方法", 《电力系统保护与控制》 *
赵军等: "基于变电阻电压扰动的配电网对地参数精确测量新方法", 《电力系统保护与控制》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112595896A (zh) * 2020-11-28 2021-04-02 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种对地电容参数检测方法
CN112865059A (zh) * 2020-12-30 2021-05-28 上海宏力达信息技术股份有限公司 一种适用于链式柔性消弧测量控制的方法及系统
CN112865059B (zh) * 2020-12-30 2023-03-14 上海宏力达信息技术股份有限公司 一种适用于链式柔性消弧测量控制的方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN110967597B (zh) 2022-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106093591B (zh) 一种中性点不接地配电网电容电流测量系统及方法
CN103454555B (zh) 基于参数识别的配电网单相接地故障区段定位方法
CN104898021B (zh) 一种基于k‑means聚类分析的配电网故障选线方法
CN104181442A (zh) 基于相关分析的配电网单相接地故障区段定位方法
CN103792465A (zh) 一种基于零序电压的配电网单相接地故障测距的方法
CN108957225B (zh) 一种计及电缆分布电容的直流配电线路单端故障测距方法
CN205910263U (zh) 一种中性点不接地配电网电容电流测量系统
CN110967597B (zh) 一种对地电容电流检测方法
CN111103500B (zh) 一种计及阻尼电阻的谐振接地配电网对地参数测量方法
CN112285485A (zh) 基于故障快速转移熄弧装置的配电网故障测距方法
CN112234579B (zh) 大型水轮发电机的注入式定子接地保护方法及系统
CN107831378B (zh) 一种检验消弧线圈补偿效果的装置及方法
Yang et al. A novel fault location method for HVDC transmission lines
CN107870265A (zh) 一种基于高精度dft的电网对地电容检测方法
CN109001589B (zh) 基于非全相运行故障录波数据的线路参数时域计算方法
CN202748409U (zh) 可消除工频干扰的线路工频参数测量装置
CN109635374A (zh) 一种基于动态相量时域法的短路电流计算方法及装置
CN115622015A (zh) 基于故障后配电网对地参数测量的有源消弧方法
LIANG et al. Research on setting method of time domain distance protection
Nan et al. A new method of measuring capacitance current in non-effective grounding power system
CN105353194A (zh) 三相中性点不接地系统的电压采样装置
CN105067952B (zh) 小电流接地系统单相接地故障的寻址系统
Fu et al. The calculation of 750kV line parameters based on ATP-EMTP simulation
Kong et al. Modeling and Simulation of Fault Location with Traveling Wave for 35kV Distribution Networks
Gao et al. Fault line detection based on cross correlation coefficient for distribution network with DG

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant