CN111262224A - 基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法，包括：在微电网中设置有断路器、消谐装置、接地点、控制器和录波器，其中，消谐装置设置于中性点处；将并网断路器的辅助触点引入控制器中，并由控制器实时监控并记录辅助触点的状态；当控制器监测到辅助触点断开时，控制器控制接地断路器闭合，并在预设控制时间段投入消谐装置；录波器记录PT数据以用于辨识铁磁谐振的发生情况。本发明能够有效避免孤岛模式下的微电网多PT铁磁谐振带来的危害，提高微电网的安全性、可靠性。

Description

基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法
技术领域
本发明涉及微电网自动化技术领域，尤其是涉及基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法。
背景技术
微电网是由分布式电源、用电负荷、配电设置、储能装置、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统，是电网的未来发展方向之一，微电网接入10-35kV电网已经非常普遍。通常微电网由多个经营实体组成，每个实体不可避免地需要独立测量电压。
从技术成熟度和经济性的角度来说，电压互感器(PT)仍然是用户首选，因此相对于传统高压配电网，在微电网中存在多个PT并联运行的情形。微电网的运行模式包括并网运行和孤岛运行两种。在孤岛运行模式下，微电网将失去主网中性点消弧线圈或者小电阻的电压钳位，此时并联运行的PT更容易发生铁磁谐振。
目前，现有技术对单PT系统铁磁谐振的机理和抑制方法研究较多，而对于多PT铁磁谐振的抑制措施研究的相对缺乏。一旦电网发生电压互感器铁磁谐振，容易发生电压互感器烧毁、爆炸等恶性事故。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法，有效避免孤岛模式下的微电网多PT铁磁谐振带来的危害，提高微电网的安全性、可靠性。
第一方面，本发明实施例提供了基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法，包括：
在微电网中设置有断路器、消谐装置、接地点、控制器和录波器，其中，所述消谐装置设置于中性点处；
将并网断路器的辅助触点引入所述控制器中，并由所述控制器实时监控并记录辅助触点的状态；
当所述控制器监测到所述辅助触点断开时，所述控制器控制接地断路器闭合，并在预设控制时间段投入所述消谐装置；
所述录波器记录PT数据以用于辨识铁磁谐振的发生情况。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述消谐装置包括消谐电阻和消谐接地变压器。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述消谐电阻和所述消谐接地变压器设置于微电网的母联断路器和中性点之间。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述消谐电阻根据不平衡电压和环境温度确定，且所述消谐电阻与不平衡电压和环境温度成正比关系。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述消谐电阻为10-20Ω。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述录波器包括采样模块、存储模块和电源模块，用于记录接地断路器闭合后，微电网中电压互感器的电压波形数据。
本发明提供了基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法，包括：在微电网中设置有断路器、消谐装置、接地点、控制器和录波器，其中，消谐装置设置于中性点处；将并网断路器的辅助触点引入控制器中，并由控制器实时监控并记录辅助触点的状态；当控制器监测到辅助触点断开时，控制器控制接地断路器闭合，并在预设控制时间段投入消谐装置；录波器记录PT数据以用于辨识铁磁谐振的发生情况。本发明能够有效避免孤岛模式下的微电网多PT铁磁谐振带来的危害，提高微电网的安全性、可靠性。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法流程图；
图2是本发明实施例提供的抑制装置示意图；
图3是本发明实施例提供的应用案例示意图；
图4是本发明实施例提供的中性点电压的波形图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
微电网是由分布式电源、用电负荷、配电设置、储能装置、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统，是电网的未来发展方向之一，微电网接入10-35kV电网已经非常普遍。通常微电网由多个经营实体组成，每个实体不可避免地需要独立测量电压。从技术成熟度和经济性的角度来说，电压互感器(PT)仍然是用户首选，因此相对于传统高压配电网，在微电网中存在多个PT并联运行的情形。微电网的运行模式包括并网运行和孤岛运行两种。在孤岛运行模式下，微电网将失去主网中性点消弧线圈或者小电阻的电压钳位，此时并联运行的PT更容易发生铁磁谐振。
目前，现有技术对单PT系统铁磁谐振的机理和抑制方法研究较多，而对于多PT铁磁谐振的抑制措施研究的相对缺乏。一旦电网发生电压互感器铁磁谐振，容易发生电压互感器烧毁、爆炸等恶性事故。基于此，本发明实施例提供了基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法，有效避免孤岛模式下的微电网多PT铁磁谐振带来的危害，提高微电网的安全性、可靠性。
实施例一：
图1为本发明实施例提供的基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法流程图。
步骤S101，在微电网中设置有断路器、消谐装置、接地点、控制器和录波器，如图2所示，消谐装置设置于中性点处；
步骤S102，将并网断路器的辅助触点引入所述控制器中，并由所述控制器实时监控并记录辅助触点的状态；
步骤S103，当控制器监测到辅助触点断开时，控制器控制接地断路器闭合，并在预设控制时间段投入消谐装置；
步骤S104，录波器记录PT数据以用于辨识铁磁谐振的发生情况。
具体地，首先在微电网中安装硬件设备，包括接地断路器、消谐接地变压器、消谐电阻、接地点、控制器和录波器；其次，从微电网的并网断路器引出辅助触点，并将辅助触点与控制器一端连接。将控制器的另一端与接地断路器的辅助触点相连接；然后，在微电网的运行过程中，控制器实时监控并记录接地断路器辅助触点的状态；最后，当控制器监测到并网断路器辅助触点断开时，判定微电网处于孤岛模式。控制器通过接地断路器辅助触点控制接地断路器闭合，迅速投入经消谐电阻接地的消谐接地变压器。将中性点不接地的孤岛模式微电网转换为中性点非有效接地系统，为电荷的释放提供通道，即使微电网系统中有多个电压互感器并联，仍然能够有效消除谐振。录波器则记录电压互感器数据，根据电压数据是否存在三次谐波，辨识是否发生铁磁谐振，为判断的有效性提供数据支撑。
本发明实施例为解决其技术问题，所采用的装置包含了以下内容：
微电网孤岛模式中多电压互感器铁磁谐振的抑制装置，由接地断路器、消谐接地变压器、消谐电阻、接地点、控制器和录波器构成。本发明所述的接地断路器和微电网母线相连，消谐接地变压器、消谐电阻和接地点依次与所述的接地断路器串联。所述的控制器由电源，电磁开关和CPU构成，根据并网断路器的辅助触点的开合状态，控制接地断路器的辅助触点，进而控制接地断路器的开合状态，实现不同断路器之间的联动。所述的录波器由采样模块，存储模块，电源模块和通信模块构成。用于记录接地断路器闭合后，微电网中电压互感器(PT)的电压波形数据。所述的消谐电阻的阻值范围为10-20Ω，以15Ω为宜。
针对微电网电压互感器铁磁谐振问题，现有技术主要针对单一电压互感器消磁问题。与现有技术相比，本发明能够避免多电压互感器并联运行时带来的的铁磁谐振危害，提高了微电网在孤岛模式下运行时的可靠性，安全性。
实施例二：
下面对本发明的实施方式做详细说明，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施案例。
某大用户(水泥厂)的自备供电系统组成微电网，如图3所示。主电网经过一个35kV/10kV变电站为水泥厂微电网供电，中性点经消弧线圈接地，自备电源由两个容量为50MW的发电机组成，每个电源出口接有一个电压互感器(PT)，10kV母线上接有一个PT监测母线电压，系统中的PT都采用现有消谐方法。现场多次出现当自备供电系统与主网之间的断路器QF1断开后发生三倍频铁磁谐振的现象，为了解决这一问题：
首先，对该水泥厂的自备供电系统增设消谐接地变压器和消谐电阻等铁磁谐振抑制装置，其中消谐电阻的阻值为10Ω。
其次，将QF1、QF2的辅助触点引入控制器中，实现断路器联动。控制器实时监控并记录辅助触点的状态。当微电网与主网相连的断路器断开时，控制器监测到QF1的辅助触点断开，控制器控制接地断路器QF2闭合，投入消谐接地变压器及消谐电阻。从控制器检测信号到接地断路器动作，耗时为0.2s。
最后，录波器记录的中性点电压如图4所示。可见由中性点电压实测波形可知，t＝0.25s时QF1断开，在0.25-0.45s内发生三倍频铁磁谐振，t＝0.45s时QF2闭合，消谐接地变压器和消谐电阻投入，迅速消除了铁磁谐振。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法，其特征在于，包括：
在微电网中设置有断路器、消谐装置、接地点、控制器和录波器，其中，所述消谐装置设置于中性点处；
将并网断路器的辅助触点引入所述控制器中，并由所述控制器实时监控并记录辅助触点的状态；
当所述控制器监测到所述辅助触点断开时，所述控制器控制接地断路器闭合，并在预设控制时间段投入所述消谐装置；
所述录波器记录电压互感器数据以辨识铁磁谐振的发生情况。
2.根据权利要求1所述的基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法，其特征在于，所述消谐装置包括消谐电阻和消谐接地变压器。
3.根据权利要求2所述的基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法，其特征在于，所述消谐电阻和所述消谐接地变压器设置于微电网的母联断路器和中性点之间。
4.根据权利要求3所述的基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法，其特征在于，所述消谐电阻根据不平衡电压和环境温度确定，且所述消谐电阻与不平衡电压和环境温度成正比。
5.根据权利要求4所述的基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法，其特征在于，所述消谐电阻为10-20Ω。
6.根据权利要求4所述的基于孤岛模式的多电压互感器铁磁谐振抑制方法，其特征在于，所述录波器包括采样模块、存储模块和电源模块，用于记录接地断路器闭合后电压互感器的电压波形数据。
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CN112531767A (zh) * 2020-10-19 2021-03-19 国网辽宁省电力有限公司 中压孤岛微电网中性点接地方式及单相接地故障定位方法

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