CN111106609B - 一种自产供电电源相电压跌落计算方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电网电力技术领域，尤其涉及一种自产供电电源相电压跌落计算方法。本申请提供了一种自产供电电源相电压跌落计算方法，包括以下步骤：计算各变压器归算到一次侧的漏抗；计算漏抗产生的电压降落和变压器二次输出电压；根据输出电压计算故障相电压经自产供电电源后的电压跌落值；根据电压跌落值计算调压变压器补偿系数。本申请提供的电压跌落计算方法，适用于通过自产供电电源补偿故障相电压的情况。通过本申请中提供的计算方法，可以准确的计算基于自产供电电源相电压的跌落，为实现单相接地故障电压的全补偿提供理论基础。

Description

一种自产供电电源相电压跌落计算方法

技术领域

本申请涉及电网电力技术领域，尤其涉及一种自产供电电源相电压跌落计算方法。

背景技术

国内外配电网单相接地故障占80％以上，严重影响电网及设备的安全运行，安全处理接地故障对社会及经济发展有重要作用。当系统的电容电流大于10A以上时，采用消弧线圈接地方式。消弧线圈能够在一定程度上减少故障电流，系统可带故障运行2小时，但消弧线圈不能实现全补偿，故障点依然存在小于10A的残流，残流的存在可引起人身触电、火灾事故，以及严重威胁电网和设备的安全稳定运行。当系统的电容电流较大时，多采用小电阻接地方式，当发生单相接地故障时，放大故障线路零序电流，继电保护装置快速切除故障线路，但此种接地方式供电可靠性难以保障，且存在高阻接地时，继电保护拒动的风险。

当前，为能够彻底消除单相接地故障危害，同时保证供电可靠性。在相关技术中提出了一种自产供电相电源的接地故障电流补偿系统及方法，该系统无源产生供电相电源，并将反相供电相电源及谐波相电源按照故障逻辑投入系统。实现配电网接地故障无功电流、谐波电流及有功电流的完全补偿。

但是由于系统中电力设备、供电线路以及对地电容存在而产生的损耗使得补偿电压幅值跌落，该方法考虑到相供电电源等系统自身设备造成的损耗，通过电压调节器进行控制，以期能够实现完全补偿。但是目前相关研究中并未给出电压跌落的计算方法，具体实施过程中存在一定的问题。

发明内容

本申请提供了一种自产供电电源相电压跌落计算方法，可以准确的计算基于自产供电电源相电压的跌落，为实现单相接地故障电压的全补偿提供理论基础。

本申请解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种自产供电电源相电压跌落计算方法，所述方法包括以下步骤：

计算各变压器归算到一次侧的漏抗；

计算所述漏抗产生的电压降落和变压器二次输出电压；

根据所述输出电压计算故障相电压经自产供电电源后的电压跌落值；

根据所述电压跌落值计算调压变压器补偿系数。

可选的，所述自产供电电源包括三相变压器T₁和T₂、调压变压器T₃，所述调压变压器T₃为单相变压器，输出与系统故障相电压幅值相同，相位相反的相电压。

可选的，所述计算各三相变压器归算到一次侧的漏抗包括：

根据下式计算各三相变压器一次侧的漏抗：

调压变压器T₃变比为k，漏抗归算到一次侧等效为：

三相变压器T₂变比为m，漏抗归算到一次侧等效为：

三相变压器T₁变比为n，漏抗归算到一次侧等效为：

其中，U_N为三相变压器额定电压，S为三相变压器额定容量，X'_σ1、X'_σ2、X'_σ3分别为变压器T₁、T₂、T₃漏抗标幺值。

可选的，所述计算所述漏抗产生的电压降落和变压器二次输出电压包括：

根据下式计算各变压器二次输出电压：

三相变压器T₁二次输出电压：

三相变压器T₂二次输出电压：

调压变压器T₃二次输出电压：

其中，U₁为系统单相电压，Q为无功功率。

可选的，所述根据所述输出电压计算故障相电压经自产供电电源后的电压跌落值包括：

根据下式计算电压跌落值：

其中，Ea为故障相电压，Ea＝U₁，Q为无功功率。

可选的，所述调压变压器的补偿系数为

可选的，所述自产供电电源包括一台或两台三相变压器。

可选的，所述自产供电电源的三相电压信号经调压变压器变为单相电压信号，补偿故障相电压。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

本申请提供了一种自产供电电源相电压跌落计算方法，包括以下步骤：计算各变压器归算到一次侧的漏抗；计算漏抗产生的电压降落和变压器二次输出电压；根据输出电压计算故障相电压经自产供电电源后的电压跌落值；根据电压跌落值计算调压变压器补偿系数。本申请提供的电压跌落计算方法，适用于通过自产供电电源补偿故障相电压的情况。通过本申请中提供的计算方法，可以准确的计算基于自产供电电源相电压的跌落，为实现单相接地故障电压的全补偿提供理论基础。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的自产供电电源相电压跌落计算方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的自产供电电源相电压跌落计算方法的等值电路图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

请参考附图1，附图1为本申请实施例提供的一种自产供电电源相电压跌落计算方法流程示意图，如图1所示，本申请实施例提供的自产供电电源相电压跌落计算方法包括以下步骤：

计算各变压器归算到一次侧的漏抗；

计算所述漏抗产生的电压降落和变压器二次输出电压；

根据所述输出电压计算故障相电压经自产供电电源后的电压跌落值；

根据所述电压跌落值计算调压变压器补偿系数。

本申请提供的电压跌落计算方法，适用于通过自产供电电源补偿故障相电压的情况。通过本申请中提供的计算方法，可以准确的计算基于自产供电电源相电压的跌落，为实现单相接地故障电压的全补偿提供理论基础。

可选的，所述自产供电电源包括三相变压器T₁和T₂、调压变压器T₃，所述调压变压器T₃为单相变压器，输出与系统故障相电压幅值相同，相位相反的相电压。

可选的，所述计算各三相变压器归算到一次侧的漏抗包括：

根据下式计算各三相变压器一次侧的漏抗：

调压变压器T₃变比为k，漏抗归算到一次侧等效为：

三相变压器T₂变比为m，漏抗归算到一次侧等效为：

三相变压器T₁变比为n，漏抗归算到一次侧等效为：

其中，U_N为三相变压器额定电压，S为三相变压器额定容量，X'_σ1、X'_σ2、X'_σ3分别为变压器T₁、T₂、T₃漏抗标幺值。

可选的，所述计算所述漏抗产生的电压降落和变压器二次输出电压包括：

根据下式计算各变压器二次输出电压：

三相变压器T₁二次输出电压：

三相变压器T₂二次输出电压：

调压变压器T₃二次输出电压：

其中，U₁为系统单相电压，Q为无功功率。

可选的，所述根据所述输出电压计算故障相电压经自产供电电源后的电压跌落值包括：

根据下式计算电压跌落值：

其中，Ea为故障相电压，Ea＝U₁，Q为无功功率。

可选的，所述调压变压器的补偿系数为

可选的，所述自产供电电源包括一台或两台三相变压器，根据三相变压器的联结组别确定。

可选的，所述自产供电电源的三相电压信号经调压变压器变为单相电压信号，补偿故障相电压。

作为本申请实施例提供的一种实施方式，如图2所示为本申请实施例提供的自产供电电源相电压跌落计算方法的等值电路图。

以A相发生接地故障为例，记变压器变比k＝m＝n＝1，额定电压UN＝5.77kV，额定容量S＝2MVA，各变压器漏抗标幺值X'_σ1＝X'_σ2＝X'_σ3＝0.1pu。

对于10kV电网系统，各相电压Ea＝Eb＝Ec＝5.77kV，无功功率Q＝-1397kVar。

根据下式求变压器T₁、T₂和T₃的归算到一次侧的漏抗：

求得：

根据下式求变压器T₁、T₂和T₃二次侧输出：

求得：

进而求得自产供电电源相电压跌落值：

ΔU＝E_a-U₄＝1.072kV

因此，为实现接地故障的完全补偿，调压变压器的补偿系数：

本申请实施例提供了一种自产供电电源相电压跌落计算方法，包括以下步骤：计算各变压器归算到一次侧的漏抗；计算漏抗产生的电压降落和变压器二次输出电压；根据输出电压计算故障相电压经自产供电电源后的电压跌落值；根据电压跌落值计算调压变压器补偿系数。本申请提供的电压跌落计算方法，适用于通过自产供电电源补偿故障相电压的情况。通过本申请实施例中提供的计算方法，可以准确的计算基于自产供电电源相电压的跌落，为实现单相接地故障电压的全补偿提供理论基础。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (4)

1.一种自产供电电源相电压跌落计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：计算各变压器归算到一次侧的漏抗；

计算所述漏抗产生的电压降落和变压器二次输出电压；

根据所述输出电压计算故障相电压经自产供电电源后的电压跌落值；

根据所述电压跌落值计算调压变压器补偿系数；

所述自产供电电源包括三相变压器T₁和T₂、调压变压器T₃，所述三相变压器T₁与三相电网系统相连接，所述三相变压器T₂与所述三相变压器T₁相连接，所述调压变压器T₃与所述三相变压器T₂相连接，所述调压变压器T₃为单相变压器，输出与系统故障相电压幅值相同，相位相反的相电压；

所述计算各三相变压器归算到一次侧的漏抗包括：

根据下式计算各三相变压器一次侧的漏抗：

调压变压器T₃变比为k，漏抗归算到一次侧等效为：

三相变压器T₂变比为m，漏抗归算到一次侧等效为：

三相变压器T₁变比为n，漏抗归算到一次侧等效为：

其中，U_N为三相变压器额定电压，S为三相变压器额定容量，X'_σ1、X'_σ2、X'_σ3分别为变压器T₁、T₂、T₃漏抗标幺值；

所述计算所述漏抗产生的电压降落和变压器二次输出电压包括：

根据下式计算各变压器二次输出电压：

三相变压器T₁二次输出电压：

三相变压器T₂二次输出电压：调压变压器T₃二次输出电压：

其中，U₁为系统单相电压，Q为无功功率。

2.根据权利要求1所述的自产供电电源相电压跌落计算方法，其特征在于，所述根据所述输出电压计算故障相电压经自产供电电源后的电压跌落值包括：

根据下式计算电压跌落值：

其中，Ea为故障相电压，Ea＝U₁，Q为无功功率。

3.根据权利要求1所述的自产供电电源相电压跌落计算方法，其特征在于，所述调压变压器的补偿系数为

4.根据权利要求1所述的自产供电电源相电压跌落计算方法，其特征在于，所述自产供电电源的三相电压信号经调压变压器变为单相电压信号，补偿故障相电压。