用于中性点经消弧线圈接地系统的对地电容检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于中性点经消弧线圈接地系统的对地电容检测方法。
【背景技术】
[0002] 我国中压配电网多采用中性点非有效接地方式。随着电网规模扩大，电网出线数 量增多，线路对地电容电流日益增大，单相接地故障电弧难W自焰，且产生较高的过电压， 可能危害健全相造成两相短路。因此，需采用自动调谐的消弧线圈装置进行补偿来保证配 电网运行可靠性。
[0003] 消弧线圈自动跟踪补偿的关键是准确测量系统对地电容W确定消弧线圈的投入 容量。中性点位移电压法根据串联谐振原理，通过调节消弧线圈档位使中性点位移电压达 到最大值W确定谐振点。该方法需要频繁调节消弧线圈，对于级差调节的消弧线圈，谐振点 难W准确找到，导致测量误差较大。两点法与=点法通过测量消弧线圈档位调节前后中性 点位移电压来计算系统对地电容值。前者忽略了电网阻巧率及消弧线圈的有功损耗电导， 因此会导致较大的计算误差；后者虽考虑了电网阻巧率，但同样忽略了消弧线圈的有功损 耗电导，影响计算精度。阻抗S角形法利用串联谐振中电阻电抗之间的S角形关系计算系 统对地电容。该方法要求较高的电网不平衡度，电网不平衡度较低时无法得到准确的测量 结果。注入变频信号法利用电压互感器向消弧线圈注入变频信号，通过系统反映到电压互 感器二次侧的信息来确定系统谐振频率，从而计算系统的电容电流。该方法具备较高的测 量精度，但实时性较差。注入恒频信号法从电压互感器开口=角侧注入多个频率恒定的电 流信号，通过测量PT二次侧电压计算出配电网对地电容值和电容电流值。该方法在恰当的 选频下可准确测量出系统对地电容值。
[0004] 因此，为了提高供电的可靠性与经济性，对中性点经消弧线圈接地系统的系统对 地电容值的测量研究显得尤为重要。
【发明内容】
[0005] 本发明为了解决上述问题，提出了一种用于中性点经消弧线圈接地系统的对地电 容检测方法，本方法通过瞬时控制用来投切阻巧电阻的电力电子开关的工作状态，W产生 含有丰富频率成分的扰动电压、电流脉冲，利用该扰动电压、电流信号并结合基于电力电子 扰动技术的谐波阻抗测量方法计算对地电容，W用于消弧线圈的自调谐。"预调式"消弧线 圈在电网正常工作时串联或并联阻巧电阻W限制中性点位移过电压，而电力电子开关因其 动作的迅速性而逐渐被用来在故障状态下快速退出阻巧电阻。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] 中性点经消弧线圈接地系统，包括阻巧电阻、反并联的电力电子开关和消弧线圈， 其中，反并联的电力电子开关和阻巧电阻并联后与消弧线圈串联，或反并联的电力电子开 关与阻巧电阻串联后和消弧线圈并联。
[000引一种用于中性点经消弧线圈接地系统的对地电容检测方法，包括W下步骤：
[0009] (1)瞬时控制反并联的电力电子开关的通、断；
[0010] (2)使阻巧电阻暂时退出工作，电力电子开关侧产生扰动电压、电流信号；
[0011] 做检测电力电子开关侧的电压、电流信号；
[0012] (4)对扰动信号进行FFT分析，得到不同频次的谐波分量；
[0013] (5)根据谐波阻抗测量方法，计算对地电容。
[0014] 所述步骤（1)中，当消弧线圈串联阻巧电阻时，控制电力电子开关短时间导通；当 消弧线圈并联阻巧电阻情况下，控制电力电子开关短时间关断。
[0015] 所述步骤（4)中，当电力电子开关导通状态受控瞬时改变时，根据故障分析理论， 相当于在无源系统短时叠加上一个等效电源W产生扰动电压、电流，利用该电压、电流信号 进行谐波阻抗测量。
[0016] 所述步骤（4)的具体方法为：设加(jnw)和dl(jnw)分别为电力电子开关受控 下产生的扰动电压、电流脉冲信号经傅立叶变换后频率为no的分量，其中《为基频，则线 性二端口网络在各个频率下的谐波阻抗为：
[0017]
[0018] 所述步骤巧）中，当消弧线圈并联阻巧电阻时，在t =0时刻控制电力电子开关短 时导通，根据电路理论并结合求得的谐波阻抗，可得：
[0019]
[0020] 其中Uw(t)为中性点位移电压，L,为消弧线圈电感，R是与消弧线圈串联的阻巧电 阻，ii(t)是电力电子开关短时导通后流过其的扰动电流，Ui(t)是电力电子开关两端的扰 动电压；
[0021] 由（2)可求出不同频次下系统理论对地电容：
[0024] 所述步骤巧）中，当消弧线圈并联阻巧电阻时，消弧线圈并联阻巧电阻时，在t = 0换流时刻控制电力电子开关短时关断，根据电路理论并结合求得的谐波阻抗，可得：
[0025]
[0026] 其中U2(t)为电力电子开关两端扰动电压，i2(t)为扰动电流，由式（4)可求出不 同频次下系统理论对地电容：
[0027]
[00測其中
[0029] 本发明的有益效果为：
[0030] (1)本方案基于"预调式"消弧线圈自身结构，无需外部电路控制；
[0031] (2)通过控制电力电子开关的触发角，使得电力电子开关两端扰动信号的大小及 持续时长可控，该信号既可W在电力电子开关两端被检测到，同时又不影响系统的正常工 作。
[003引 做电力电子开关两端产生的电压电流脉冲信号含有大量的频率成分，因此，在不 同频率下均可计算出系统对地电容值，各个频率下求得的系统对地电容值可W相互参考W 增加计算结果的精确性。
【附图说明】
[0033]图1为中性点经消弧线圈接地系统的连接示意图；
[0034] 图2为本发明的流程示意图；
[0035] 图3为本发明消弧线圈串联阻巧电阻等效电路；
[0036] 图4为本发明消弧线圈并联在电阻等效电路。
【具体实施方式】：
[0037] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[003引"预调式"消弧线圈在电网正常工作时串联或并联阻巧电阻W限制中性点位移过 电压，而电力电子开关因其动作的迅速性而逐渐被用来在故障状态下快