专利名称：一种消弧线圈综合控制方法
技术领域：
本发明涉及的是一种电气技术的测量和控制方法，具体是谐振接地系统的调谐和限制中性点位移电压的综合控制技术。
背景技术：
当电网发生单相接地故障后，消弧线圈在中性点能产生补偿接地电容电流的感性电流，大大减小故障电流，达到熄弧的效果，我国配电网多以消弧线圈方式接地。消弧线圈全补偿运行时，易造成谐振过电压，而中性点长时间运行的电压位移不应超过系统相电压的 15%。目前，已提出的电容电流测量方法中极值法、相位法、阻抗三角形法只适用于预调式消弧线圈，属于间接逐步接近式测量，无法测量系统对地分布电导，测量过程繁琐等缺点，仅适用于预调式消弧线圈；两点法、三点法、注人信号法、谐振法结合曲线拟合法和已知增量补偿电流法可直接测量故障接地时电容电流，虽然既适用于预调式也适用于随调式消弧线圈，但从理论上无法或不能实现系统电容和电导的完全精确测量或测量控制方式复杂。随调式消弧线圈往往采取过补偿15%的方式使远离谐振点以限制中性点位移电压；预调式消弧线圈多并联阻尼电阻以限制中性点位移电压，但是上方法中不能精确的将中性点位移电压控制在某个目的值上。为解决以上问题发明了一种消弧线圈综合控制方法。该方法可以实现谐振接地系统精确调谐并解决中性点位移电压的精确控制的综合技术难题。
发明内容
技术问题本发明所要解决的技术问题是一种消弧线圈综合控制方法，该方法能精确地测量系统电容和电导，用于消弧线圈的调谐控制，同时该方法给出了随调式消弧线圈过补偿或欠补偿状态远离谐振点限制中性点位移电压的精确电感值，也给出了预调式消弧线圈在全补偿(可连续调感)或非全补偿(有级调感)状态下限制中性点位移电压并联的精确电纳值，本发明适用于任何谐振接地电网系统，及任何消弧线圈装置，从而解决了系统参数测量、消弧线圈精确调谐和中性点位移电压的控制的综合技术难题。技术方案为解决以上述技术问题，本发明提出一种消弧线圈综合控制方法包括以下步骤步骤a :建立新的等效运算模型，将中性点电压看作电网不对称度k控制的受控电压源kEA，构造此受控源与大地的“虚短”支路，其支路电流为Itl = O。建立电源三相线路和消弧线圈与虚短支路的四条回路，列回路电流方程，解得中性点电压方程。等效运算电路图见附图
2。步骤b :将已知阻尼电导&并联至消弧线圈两端，测量零序电压的有效值Utll和相位供I;控制器改变消弧线圈并联电导值至Gl2 (Gl2 Φ Gli)，从新测量零序电压的有效值Utl2和相位供2。测量完成后切断阻尼电阻，见附图I。
步骤c :消弧线圈补偿状态的判断。以增大为例，检测零序电压的相位。如果相位增大，即可判断消弧线圈欠补偿；如果相位减小可判断消弧线圈过补偿。消弧线圈并联不同阻尼电阻时jYu+G +GJ勺相位图见图3，其中L = ω C Σ -I/ (ω Lx)。步骤d :计算系统总电容和总电导及消弧线圈的调谐。失谐量为
权利要求
1.一种消弧线圈综合控制方法，其特征在于建立新的中性点接地系统等效电路运算模型；能精确地测量系统总电容和总电导；同时本发明给出了随调式消弧线圈在过补偿或欠补偿状态下限制中性点位移电压的精确电感值；也给出了预调式消弧线圈在全补偿(可连续调感)或非全补偿(有级调感)状态下限制中性点位移电压并联的精确阻尼电纳值，具体步骤如下 (1)建立等效电路运算模型； (2)将已知的阻尼电阻并联至消弧线圈两端，测量当前阻尼电阻下零序电压的幅值Utll和相位仍，并保存； (3)控制器改变阻尼电阻，从新测量零序电压的幅值Utl2和相位内，并保存； (4)根据测量数据计算系统失谐量《CS-1/( LX)、系统对地总电容总电导、全补偿等效电感、达到谐振状态需要调节的电感量和根据相位变化判断消弧线圈补偿状态，保存计算数据； (5)消弧线圈的调谐及限制中性点位移电压 a.预调式消弧线圈等效电感调节至谐振状态，并联特定大小的阻尼电阻使中性点位移电压降至目的值； b.随调式消弧线圈切断测量阻尼电阻，调节消弧线圈使之过补偿或欠补偿以远离谐振点使中性点位移电压降至目的值； (6)当发生接地故障 a.预调式消弧线圈立刻切断阻尼电阻； b.随调式消弧线圈立刻调节至谐振状态； (7)未发生接地故障，中性点零序电压变化，则从(2)开始重复执行。
2.根据权利要求I所述的一种消弧线圈综合控制方法，其特征在于，建立新的中性点接地系统等效电路运算模型，将中性点电压看作电网不对称度k控制的受控电压源kEA，构造此受控源与大地的“虚短”支路，其支路电流为Itl = O，建立电源三相线路和消弧线圈与虚短支路的四条回路，列回路电流方程，解得中性点电压方程。
3.根据权利要求I所述的一种消弧线圈综合控制方法，其特征在于，比较消弧线圈并联阻尼电阻改变前后零序电压的相位即可判断消弧线圈的补偿状态，以电导&增大为例，检测中性点电压Utl的相位如果相位增大内-内>0，可判断消弧线圈欠补偿；如果相位减小内-仍<0，即可判断消弧线圈过补偿。
4.根据权利要求I所述的一种消弧线圈综合控制方法，其特征在于，依据阻尼电阻及其改变前后测量的零序电压有效值和相位，即可由式I式计算系统失谐量CoCs -1/( LX)、由式2计算系统对地总电导、由式3计算系统对地总电容、由式4计算谐振需要调节的电感量
5.根据权利要求I所述的一种消弧线圈综合控制方法，其特征在于，给出了随调式消弧线圈在过补偿或欠补偿状态下限制中性点位移电压的精确电感值，具体方案如下 随调式消弧线圈过补偿或欠补偿将中性点位移电压Utl限制在CIEa以内，a为系数，其中O < a Ea < Um，Um为消弧线圈全补偿谐振过电压，则消弧线圈等效电感L应满足
6.根据权利要求I所述的一种消弧线圈综合控制方法，其特征在于，给出了预调式全补偿(可连续调感)消弧线圈或非全补偿(有级调感)消弧线圈限制中性点位移电压并联的精确阻尼电纳值，具体方案如下 (1)预调式非全补偿(有级调感)消弧线圈通过并阻尼以限制中性点位移电压将预调式有级调感消弧线圈调节至接近谐振状态此时满足U < L < Lq，若将中性点位移电压U0限制在P Ea以内，P为系数，其中O < P Ea < Un，Un为消弧线圈调节至接近谐振状态不并阻尼的中性点位移电压，则并联的阻尼电导应满足
7.根据权利要求I和权利要求3所述的一种消弧线圈综合控制方法，其特征在于，对于对地电阻较小的电网，可以忽略电网对地总电导，根据权利要求3判断系统补偿状态，然后计算忽略电网对地总电导的失谐量为 Ylc = ±'卜2( 12卜式 9I U012-U022 上式弧线圈过补偿时上式取负，欠补偿时上式取正；对于忽略电网对地总电导的系统电容、谐振需要调节电感的计算同式3、式4;对于忽略电网对地总电导的随调式或预调式消弧线圈限制中性点位移电压的计算同式5、式6、式7、式8，只需令Gs= O。
全文摘要
本发明公开了一种消弧线圈综合控制方法。本发明建立新的中性点接地系统等效运算模型，只需两次改变并联在消弧线圈两端的阻尼电阻，就可实现谐振接地系统精确调谐和中性点位移电压的精确控制。本发明能精确地测量系统电容和电导，同时该方法给出了随调式消弧线圈在过补偿或欠补偿远离谐振点限制中性点位移电压的精确电感值，也给出了预调式消弧线圈在全补偿或非全补偿状态下限制中性点位移电压并联的精确电纳值。本发明适用于任何谐振接地电网系统，及任何消弧线圈装置。本发明具有操作简单，易于实现，适用范围广，影响系统运行小等优点。
文档编号H02H9/08GK102638033SQ20121012247
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者刘宝稳 申请人:刘宝稳