[發明專利]基于零序電壓相位偏移的消弧線圈柔性調諧方法

在審

• 申請號: 201310143030.3
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN104113055A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 桑振華;桑帥帥
• 申請（專利權）人: 桑振華
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08;G01R27/18;G01R27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種電氣技術的測量和實現這種測量的柔性控制方法，具體包括諧振接地系統的調諧和調節消弧線圈兩端并聯電阻的柔性控制方法。?

背景技術

當電網發生單相接地故障后，位于電網中性點的消弧線圈能產生感性電流，抵消大部分或者全部的接地電流中的容性分量，大大減小了故障電流，達到熄弧的效果，我國多數配電網都采用中性點經消弧線圈接地方式。?

目前，國內外學者研究的電容電流測量方法中的極值法、相位法、阻抗三角形法只適用于預調式消弧線圈，無法測量系統對地電阻，而且測量過程繁瑣；兩點法、三點法、注入信號法、諧振法結合曲線擬合和已知增量補償電流，可直接測量故障接地時的電容電流，雖然既適用于預調式也適用于隨調式消弧線圈，但理論上無法實現或不能實現系統對地電容和電阻的精確測量。傳統的消弧線圈并聯電阻的阻值固定不變，一般通過斷路器的分和來改變其接入和退出的狀態，斷路器的頻繁動作會嚴重降低其壽命，并且會不斷對系統造成沖擊。?

為解決以上問題，發明了一種消弧線圈調諧方法，以及實現這種調諧方法的柔性控制技術。該方法可以實現精確測量系統的對地電容和電阻，并可以解決消弧線圈并聯電阻的調節與柔性接入問題。?

發明內容

技術問題：本發明所解決的技術問題是一種消弧線圈的新型調諧方法及其柔性控制策略，該方法能精確測量系統的對地電容和電阻。該發明適用于系統對地參數具有一定不對稱度的諧振接地系統，該發明的基本形式適用于任何消弧線圈裝置，而柔性控制形式又適用于當前熱門研究的有源全補償消弧線圈。當該發明運用于市場上多數消弧線圈時，可解決系統對地參數的精確測量；當該發明運用于有源全補償消弧線圈時，則不但可解決系統對地參數的精確測量，還可使調諧的控制過程更加靈活，增強適應性，并且減少對系統的沖擊。?

技術方案：為解決以上技術問題，本發明提出了一種消弧線圈新型調諧方法及其柔性控制技術。本發明的新型調諧方法包括以下步驟：?

步驟a：利用極大值法進行粗調諧，使得電網處于臨近諧振狀態(這樣做的目的是為了保證計算的精度，如果允許的誤差較大時，這一步可以省去)，這里暫不考慮補償狀態。測量此時的零序電壓的相位θ₁并保存。?

步驟b：控制斷路器Q2斷開，Q1閉合，將已知阻值的電阻R₁并聯至消弧線圈兩端，待穩定后測量零序電壓的相位θ₂并保存；控制斷路器Q1斷開，Q2閉合，將已知阻值的電阻R₂并聯至消弧線圈兩端，待穩定后測量零序電壓的相位θ₃并保存。在選取并聯的阻尼電阻的阻值的時候，應盡量保證R₁≈rΣ(對于隨調式消弧線圈而言)；R₁≈R₀(對于預調式消弧線圈，R₀為并聯的阻尼電阻)，對地電阻rΣ有多種工程估算方法，可預先估算，估算方法這里不做介紹。測量結束后，將斷路器Q1和Q2都斷開，見附圖4。?

步驟c：判斷此時消弧線圈的補償狀態，并計算上述三次測量結果的零序電壓相位偏移量。消弧線圈不并聯電阻以及并聯不同阻尼電阻時，的相位關系圖見圖3。?

補償狀態：如果θ₁-θ₂＞0，則消弧線圈處于欠補償狀態，即ν＞0；如果θ₁-θ₂＜0，則消弧線圈處于補償狀態，即ν＜0。?

相位偏移：?

步驟d：利用相位關系和三角函數相關定理，計算角度與其他角度的關系見圖3。?

角度

其中的取值范圍應該為0⁰～90⁰。?

步驟e：計算系統總的對地電容和對地電阻。?

由圖2中的相位和角度關系，求出系統對地電容為：?

系統總的對地電阻為：?

步驟f：上述調諧方法的柔性控制技術的實現。(這種控制方法只使用在中性點經有源補償消弧線圈接地的系統中。)其系統結構見圖5，柔性調諧控制過程見圖6。?

前期工作：將系統零序電壓乘以一定的倍數之后作為有源全補償消弧線圈的逆變器的給定，將逆變器輸出的電流作為反饋。將該逆變電路看作是一個電壓控制的受控電流源，則系統的等效模型見圖2。在等效模型中可以看出，逆變器可以繼續等效為一個阻值固定的電阻。與逆變器相連的變壓器的一次側電流為：?