CN111262234A - 一种自适应全补偿消弧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自适应全补偿消弧方法，包括以下步骤:步骤S01、系统电容电流与对地漏电流参数计算，确定有源补偿的参数整定值；步骤S02、单相接地故障辨识，安全可靠的启动消弧线圈消除关隐患；步骤S03、主从消弧线圈的协同控制，以准确实现全补偿；步骤S04、故障消失后从消弧线圈退出机制，防止消弧线圈误动作，引发系统故障；步骤S05、建立自适应全补偿消弧系统，从而实现自适应全补偿。本发明能够快速、准确地补偿残流，使得接地残流限制在较小的范围甚至完全消除，从而有效抑制电弧接地过电压，保障设备的安全运行，减少供电中断及发生电力事故带来的经济损失，同时，保证人员人身安全，提高供电的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，具体地讲，本发明涉及一种自适应全补偿消弧方法。
背景技术
随着城市配电网容量的日益扩大以及电缆线路的大量使用,接地故障对地电容电流不断增大, 其中的有功分量也随之大幅提高。有功电流分量主要是由电力设备的泄漏电流、零序回路中的有功损耗、电晕损耗和消弧线圈的有功损耗等引起的。
谐振接地方式符合配电网运行对安全性和可靠性的要求，但是谐振接地方式中传统消弧线圈并不能补偿有功分量与过补偿的无功分量以及谐波分量，所以发生单相接地故障时，仍然有较大残流，甚至越限。较大的残流残流将导致电弧无法及时熄灭，使单相接地故障有可能进一步发展为供电中断等其他事故。同时，接地电弧的维持会引起过电压，并使得事故进一步发展，呈现范围扩大化，危害巨大化，损失严重化的趋势，给电力系统和用户造成不可估量的危害。
而且较大的接地残流会增大人身的接触电压和跨步电压，对人身安全及生命带来了巨大的威胁。
因此，本领域技术人员亟需提供一种自适应全补偿消弧方法，能够快速、准确地补偿残流，使得接地残流限制在较小的范围甚至完全消除，从而有效抑制电弧接地过电压，保障设备的安全运行，减少供电中断及发生电力事故带来的经济损失，同时，保证人员人身安全，提高供电的安全性和可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种自适应全补偿消弧方法，能够快速、准确地补偿残流，使得接地残流限制在较小的范围甚至完全消除，从而有效抑制电弧接地过电压，保障设备的安全运行，减少供电中断及发生电力事故带来的经济损失，同时，保证人员人身安全，提高供电的安全性和可靠性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种自适应全补偿消弧方法，包括以下步骤:
步骤S01、系统电容电流与对地漏电流参数计算，确定有源补偿的参数整定值；
步骤S02、单相接地故障辨识，安全可靠的启动消弧线圈消除关隐患；
步骤S03、主从消弧线圈的协同控制，以准确实现全补偿；
步骤S04、故障消失后从消弧线圈退出机制，防止消弧线圈误动作，引发系统故障；
步骤S05、建立自适应全补偿消弧系统，从而实现自适应全补偿。
优选的，所述步骤S01包括：步骤S011、通过电力电子装置有源扰动，准确计算电容电流及对地漏电流；步骤S012、使主消弧线圈工作在谐振点附近，对单相故障状态下的系统进行准确建模；步骤S013、求解接地故障时残流的有功分量与无功分量，从而确定有源补偿的参数整定值。
优选的，所述单相接地故障辨识具体包括基于信号有源注入，采用极化零序电流检测方法，分析中性点电压的偏移。
优选的，所述主从消弧线圈的协同控制包括：从消弧线圈的电流补偿整定值需根据主线圈的补偿状况确定，确保二者协同控制以准确实现全补偿。
优选的，所述自适应全补偿消弧系统包含主消弧装置、辅助有源补偿装置和测量控制单元。
优选的，所述主消弧装置通过预随调式的控制方式实现限制中性点位移电压与补偿故障电流基波容性无功分量的任务。
优选的，测量控制单元通过对主从消弧线圈进行协同控制，从而实现自适应全补偿。
本发明提供了一种自适应全补偿消弧方法，具有以下优点：配电网发生单相接地故障时，根据所辨识的数据与主消弧线圈的抽头位置，计算应补偿有功、无功分量，模拟负阻抗性质，随当前中性点电压变化，调节电力电子装置输出电流值。本发明能够快速、准确地补偿残流，使得接地残流限制在较小的范围甚至完全消除，从而有效抑制电弧接地过电压，保障设备的安全运行，减少供电中断及发生电力事故带来的经济损失，同时，保证人员人身安全，提高供电的安全性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明的自适应全补偿消弧方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本发明的限定。
本发明提供一种自适应全补偿消弧方法，包括以下步骤:
步骤S01、系统电容电流与对地漏电流参数计算，确定有源补偿的参数整定值；步骤S01包括：步骤S011、通过电力电子装置有源扰动，准确计算电容电流及对地漏电流；步骤S012、使主消弧线圈工作在谐振点附近，对单相故障状态下的系统进行准确建模；步骤S013、求解接地故障时残流的有功分量与无功分量，从而确定有源补偿的参数整定值。
步骤S02、单相接地故障辨识，安全可靠的启动消弧线圈消除关隐患；单相接地故障辨识具体包括基于信号有源注入，采用极化零序电流检测方法，分析中性点电压的偏移。
传统单相接地消弧线圈启动通过中性点电压越限来界定，但是实际运行容易发生高阻接地故障，接地电阻甚至大于5千欧姆，此时中性点电压并没有越限，此状态对系统运行及人身安全依然存在潜在危险。研究基于信号有源注入，采用极化零序电流检测方法，分析中性点电压的偏移，安全可靠的启动消弧线圈消除相关隐患。
步骤S03、主从消弧线圈的协同控制，以准确实现全补偿；主从消弧线圈的协同控制包括：从消弧线圈的电流补偿整定值需根据主线圈的补偿状况确定，确保二者协同控制以准确实现全补偿。
在同等硬件和背景条件下，主消弧线圈的调谐过程、响应速度和动作成功率对从消弧线圈的补偿有很大的影响。在控制不一致的情况下，会增加测控系统的故障率、缩短测控系统的寿命，同时也影响补偿的效果。即从消弧线圈的电流补偿整定值需根据主线圈的补偿状况确定，确保二者协同控制才能准确实现全补偿。
步骤S04、故障消失后从消弧线圈退出机制，防止消弧线圈误动作，引发系统故障；由于采用全补偿的方式，在接地故障消失后，已发串联谐振引发系统中性点电压越限，引起消弧线圈无法退出运行。需研究全补偿的条件下接地故障消失时消弧线圈的退出机制，防止消弧线圈误动作，引发系统故障。
步骤S05、建立自适应全补偿消弧系统，从而实现自适应全补偿。自适应全补偿消弧系统包含主消弧装置、辅助有源补偿装置和测量控制单元。主消弧装置通过预随调式的控制方式实现限制中性点位移电压与补偿故障电流基波容性无功分量的任务。测量控制单元通过对主从消弧线圈进行协同控制，从而实现自适应全补偿。
采用具备四象限运行能力的电力电子装置，具备输出有功与无功电流的输出能力，能够很好地配合传统消弧线圈，弥其不足。通过控制环节调节电力电子装置的输出电流，使之与接地残流大小相同，方向相反，从而实现对接地残流的大小限制甚至完全消除。
全电流补偿的关键首先在于正常工况下对地电容、绝缘电阻等线路参数大小估计，从而准确设定全电流补偿装置的单相接地故障时工作点。再次配电网发生单相接地故障时，根据所辨识的数据与消弧线圈补偿状态，，研究消弧线圈和有源补偿辅助装置的协调控制机制，在消弧线圈补偿系统大部分电流电容的基础上，通过有源补偿辅助装置补偿残流的计算应补偿有功、无功分量，模拟负阻抗性质，随当前中性点电压变化，调节电力电子装置输出电流值，从而实现残流全补偿。最后在单相接地故障消失后，通过装置的阻尼防止串联谐振的放生，从而全电流补偿装置能够安全可靠地退出运行。
综上所述，本发明提供了一种自适应全补偿消弧方法，具有以下优点：配电网发生单相接地故障时，根据所辨识的数据与主消弧线圈的抽头位置，计算应补偿有功、无功分量，模拟负阻抗性质，随当前中性点电压变化，调节电力电子装置输出电流值。本发明能够快速、准确地补偿残流，使得接地残流限制在较小的范围甚至完全消除，从而有效抑制电弧接地过电压，保障设备的安全运行，减少供电中断及发生电力事故带来的经济损失，同时，保证人员人身安全，提高供电的安全性和可靠性。
虽然本发明主要描述了以上实施例，但是只是作为实例来加以描述，而本发明并不限于此。本领域普通技术人员能做出多种变型和应用而不脱离实施例的实质特性。例如，对实施例详示的每个部件都可以修改和运行，与所述变型和应用相关的差异可认为包括在所附权利要求所限定的本发明的保护范围内。
本说明书中所涉及的实施例，其含义是结合该实施例描述的特地特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。说明书中出现于各处的这些术语不一定都涉及同一实施例。此外，当结合任一实施例描述特定特征、结构或特性时，都认为其落入本领域普通技术人员结合其他实施例就可以实现的这些特定特征、结构或特性的范围内。
Claims (7)
1.一种自适应全补偿消弧方法，其特征在于, 包括以下步骤:
步骤S01、系统电容电流与对地漏电流参数计算，确定有源补偿的参数整定值；
步骤S02、单相接地故障辨识，安全可靠的启动消弧线圈消除关隐患；
步骤S03、主从消弧线圈的协同控制，以准确实现全补偿；
步骤S04、故障消失后从消弧线圈退出机制，防止消弧线圈误动作，引发系统故障；
步骤S05、建立自适应全补偿消弧系统，从而实现自适应全补偿。
2.如权利要求1所述的自适应全补偿消弧方法，其特征在于, 所述步骤S01包括：步骤S011、通过电力电子装置有源扰动，准确计算电容电流及对地漏电流；步骤S012、使主消弧线圈工作在谐振点附近，对单相故障状态下的系统进行准确建模；步骤S013、求解接地故障时残流的有功分量与无功分量，从而确定有源补偿的参数整定值。
3.如权利要求1所述的自适应全补偿消弧方法，其特征在于, 所述单相接地故障辨识具体包括基于信号有源注入，采用极化零序电流检测方法，分析中性点电压的偏移。
4.如权利要求1所述的自适应全补偿消弧方法，其特征在于, 所述主从消弧线圈的协同控制包括：从消弧线圈的电流补偿整定值需根据主线圈的补偿状况确定，确保二者协同控制以准确实现全补偿。
5.如权利要求1所述的自适应全补偿消弧方法，其特征在于, 所述自适应全补偿消弧系统包含主消弧装置、辅助有源补偿装置和测量控制单元。
6.如权利要求5所述的自适应全补偿消弧方法，其特征在于, 所述主消弧装置通过预随调式的控制方式实现限制中性点位移电压与补偿故障电流基波容性无功分量的任务。
7.如权利要求5所述的自适应全补偿消弧方法，其特征在于, 测量控制单元通过对主从消弧线圈进行协同控制，从而实现自适应全补偿。
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| CN113595048A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-11-02 | 国网河南省电力公司新野县供电公司 | 一种全补偿消弧线圈接地残流检测方法及系统 |
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