CN111289802A - 一种适用于谐振接地系统对地电容电流的测量方法 - Google Patents

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Abstract

一种谐振接地系统(中性点经消弧线圈接地系统)电容电流测量方法，属于配电网自动化领域。系统对地电容电流的准确测量，涉及到消弧线圈容量配置、补偿度调整、故障点残流控制等一系列问题。利用谐振接地系统单相接地故障点熄弧后的电气特征，测量该过程的谐振频率与衰减因子等参数，计算系统失谐度，再根据补偿电感(含消弧线圈及接地变零序电感)可计算得到系统对地电容或电容电流。本发明不需要外加任何专用设备或调整现有设备运行状态，安全性较高。

Description

一种适用于谐振接地系统对地电容电流的测量方法
技术领域
本发明涉及电力系统自动化领域，特别涉及一种谐振接地系统对地电容电流测量方法。
背景技术
对于谐振接地(中性点经消弧线圈接地)系统，若系统电容电流测量不准确，则可能使消弧线圈容量配置不合理、失谐度过大或过小，进一步导致接地故障点残流过大影响熄弧效果或者欠补偿运行，以及可能产生谐振或拍频等现象引起较为严重的过电压，加重故障危害程度。
现有电容电流测量多采用主动测量方法，如信号注入法、偏置法、中性点阻抗法等。信号注入法还包括三频率法、两频率法、扫频法等不同方法，其均为通过在电压互感器二次侧注入电流信号，并测量开口三角测电压，计算其数量关系，得到系统对地电容，但该类方法的测量精度依赖于注入电流的幅值与频率；偏置法包括偏置阻抗法、偏执电容法等方法，其原理主要是通过改变系统中性点电位，得到电压、电流与系统对地电容之间的约束关系，从而计算得到系统对电容，但该方法操作相对复杂，且由于需要利用一次设备进行作业，具有一定的危险性；中性点阻抗法的原理是通过改变中性点的阻抗，并多次测量中性点电压幅值，即可通过计算得到系统对地电容，该方法需要对中性点阻抗合理取值，且对系统不对称度与失谐度等参数有所依赖。以上各方法中，信号注入法中的扫频法可以用作实时测量。在配置合理，测量参数准确的情况下，以上各种主动测量方法均能够较为准确地测量系统对电容。但同样，各个方法均存在不同方面的缺陷，使测量存在失准的风险。为避免在选用的单一测量方法可能存在测量结果偏差较大且难以验证的可能，有必要寻找一种附加成本低、操作简单且测量结果准确可靠的系统对地电容测量方法。
单相接地故障时，系统暂态过程是一个在故障点虚拟电源激励下的零状态响应；而故障点电弧熄灭后，系统暂态过程是一个非零状态下的零输入响应。熄弧后的暂态过程仅和补偿电感(含消弧线圈电感与接地变电感)、系统对地电容以及系统等效电阻有关，与故障点状态(如过渡电阻大小、电弧稳定程度等)无关。即，熄弧后的暂态过程可反映消弧线圈电感值与对地电容值之间的约束关系。因此，在消弧线圈电感值已知的情况下，可以根据熄弧后暂态电气量计算系统对地电容电流。
发明内容
本发明目的在于解决谐振接地系统(中性点经消弧线圈接地系统)电容电流测量问题，作为一种被动测量方法，可为消弧线圈的调整提供反馈信息。
一种测量谐振接地系统(中性点经消弧线圈接地系统)中利用单相接地故障熄弧后信息的电容电流的方法，是对传统的主动测量方法的补充方案，其特征在于：
系统的工作基本流程为：
a.根据录波器中所记录的单相接地故障电弧熄灭后的母线零序电压或消弧线圈零序电流等电气量，测量得到熄弧后这些电气量的谐振角频率ωh及衰减因子δ等参数；
b.根据公式
Figure BDA0002362066250000021
计算得到系统失谐度，其中ω0为工频角频率；
c.测量补偿电感L，一般该值为消弧线圈零序电感与接地变压器零序电感之和；
d.根据公式
Figure BDA0002362066250000022
计算得到系统对地电容；
e.根据公式
Figure BDA0002362066250000023
计算得到相应电压等级下系统对地电容电流IC，其中，Um为正常相电压幅值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明能够利用发生接地故障后，利用故障信息对系统失谐度及系统电容电流进行测量，从而为消弧线圈的调整提供反馈信息。
二、本发明无需单独测量设备，利用已有母线电压互感器或出线电流互感器即可完成信号测量。
三、本发明无需对一次设备进行操作，相对安全。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：
附图1为某典型10kV谐振接地系统；
附图2为失谐度为-8％时仿真实验结果。
具体实施方式
为实现上述目的，本发明可用下述技术方案来实现：
I、在发生单相接地故障后，利用如图1中，PT记录母线零序电压或CT2记录消弧线圈中电流，其所记录波形如图2所示，uC即为母线零序电压，iL为流经消弧线圈的电流。
II、判断大致熄弧时刻，并截取熄弧后2到5个工频周期长的数据，利用最小二乘算法计算x(t)＝Umsin(ωt+φ)e-δt中的谐振角频率ω及衰减因子δ。在此例中，测量得到电压及电流的谐振频率均为51.93Hz(即谐振角频率为326.29rad/s)、衰减因子为8.58s-1，由此可以利用公式
Figure BDA0002362066250000031
计算得到系统失谐度v为-59.84％。
III、根据接地变压器与消弧线圈参数，计算得到补偿电感L为806.93mH，结合失谐度计算结果，利用公式
Figure BDA0002362066250000032
可以计算得到系统对地电容为7.86μF，进一步，利用公式
Figure BDA0002362066250000033
计算得到电压等级为10kV时的系统电容电流为42.77A。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种测量谐振接地系统(中性点经消弧线圈接地系统)中利用单相接地故障熄弧后信息的电容电流的方法，是对传统的主动测量方法的补充方案，其特征在于：
a.根据录波器中所记录的单相接地故障电弧熄灭后的母线零序电压或消弧线圈零序电流等电气量，测量得到熄弧后这些电气量的谐振角频率ωh及衰减因子δ等参数；
b.根据公式
Figure FDA0002362066240000011
计算得到系统失谐度，其中ω0为工频角频率；
c.测量补偿电感L，一般该值为消弧线圈零序电感与接地变压器零序电感之和；
d.根据公式
Figure FDA0002362066240000012
计算得到系统零序电容；
e.根据公式
IC＝3Uphω0C
计算得到相应电压等级下系统对地电容电流IC，其中，Uph为额定相电压有效值。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112051486A (zh) * 2020-09-11 2020-12-08 山东科汇电力自动化股份有限公司 一种利用首端故障时刻计算系统电容电流的方法
CN113009270A (zh) * 2021-04-14 2021-06-22 中国石油大学(华东) 一种利用熄弧前后暂稳态信息的消弧线圈补偿效果评价方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102981061A (zh) * 2012-11-16 2013-03-20 广东中钰科技有限公司 一种变电站配电系统中的对地电容测量仪
CN103715695A (zh) * 2013-12-24 2014-04-09 国家电网公司 智能配电网中性点接地有源全补偿控制系统
US20180238945A1 (en) * 2015-08-28 2018-08-23 Robert Bosch Gmbh Method and Device for Determining a Sensor Coil Inductance
CN108880274A (zh) * 2017-05-15 2018-11-23 赤多尼科两合股份有限公司 一种谐振变换器的输出电流检测电路
CN109633364A (zh) * 2019-01-03 2019-04-16 广东电网有限责任公司 一种互感器绕组及熔断器故障评估方法、装置和设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102981061A (zh) * 2012-11-16 2013-03-20 广东中钰科技有限公司 一种变电站配电系统中的对地电容测量仪
CN103715695A (zh) * 2013-12-24 2014-04-09 国家电网公司 智能配电网中性点接地有源全补偿控制系统
US20180238945A1 (en) * 2015-08-28 2018-08-23 Robert Bosch Gmbh Method and Device for Determining a Sensor Coil Inductance
CN108880274A (zh) * 2017-05-15 2018-11-23 赤多尼科两合股份有限公司 一种谐振变换器的输出电流检测电路
CN109633364A (zh) * 2019-01-03 2019-04-16 广东电网有限责任公司 一种互感器绕组及熔断器故障评估方法、装置和设备

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张毅等: "低阻接地故障有源电压消弧算法性能分析和改进", 《电网技术》 *
杨帆等: "中压配电网单相接地故障熄弧后的电气特征分析", 《电力系统自动化》 *
薛永端等: "利用熄弧后暂态信息测量谐振接地系统的对地电容", 《电工技术学报》 *
阎春雨等: "接地电容电流的测量", 《河北电力技术》 *
陈筱薷等: "基于同步量测的谐振接地系统高阻接地故障区段暂态定位", 《电力系统自动化》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112051486A (zh) * 2020-09-11 2020-12-08 山东科汇电力自动化股份有限公司 一种利用首端故障时刻计算系统电容电流的方法
CN112051486B (zh) * 2020-09-11 2023-07-14 山东科汇电力自动化股份有限公司 一种利用首端故障时刻计算系统电容电流的方法
CN113009270A (zh) * 2021-04-14 2021-06-22 中国石油大学(华东) 一种利用熄弧前后暂稳态信息的消弧线圈补偿效果评价方法

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