[發(fā)明專利]一種基于電容通交隔直的直流偏磁隔離接地裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610877568.0
• 申請(qǐng)日: 2016-10-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106253224B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉勇;袁鐵江;王亮;劉俊;周超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽正廣電電力技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02H7/04
• 分類號(hào): H02H7/04;G01R31/08
• 代理公司: 北京高航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11530
• 代理人: 趙永強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變壓器保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電容通交隔直的直流偏磁隔離接地裝置。

背景技術(shù)

由于國(guó)家電網(wǎng)實(shí)施了直流輸電，在交直流混合輸電過(guò)程中，當(dāng)直流輸電線路采取單極大地運(yùn)行時(shí)，地極電流流入交流系統(tǒng)變壓器中性點(diǎn)接地回路，導(dǎo)致變壓器發(fā)生直流偏磁、振蕩、噪聲、溫升等現(xiàn)象，嚴(yán)重的造成變壓器磁飽和，交流正弦波波形畸變，諧波增加，給電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重威脅。

相關(guān)技術(shù)中的解決方法包括串聯(lián)電阻法、串聯(lián)電容法、反向電流注入法，上述方法都要考慮在發(fā)生單相接地非對(duì)稱短路故障時(shí)變壓器的串聯(lián)器件兩端的過(guò)電壓?jiǎn)栴}，且由于并聯(lián)了過(guò)電壓保護(hù)元件，變壓器的通流能力較弱，因此，上述解決方法針對(duì)較小短路電流尚可，對(duì)于大容量的巨型變壓器短路電流峰值達(dá)到幾十千安甚至上百千安的，需要提高串聯(lián)器件的耐壓水平，造價(jià)較高；另外，相關(guān)技術(shù)中的直流偏磁隔離接地裝置缺乏相應(yīng)的故障檢測(cè)系統(tǒng)，不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直流偏磁隔離接地裝置中各器件的健康信息，從而不能在某器件發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行相應(yīng)處理，安全性能低。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種基于電容通交隔直的直流偏磁隔離接地裝置。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于電容通交隔直的直流偏磁隔離接地裝置，其包括直流偏磁隔離系統(tǒng)和故障檢測(cè)系統(tǒng)，所述直流偏磁隔離系統(tǒng)包括與交流輸電的變壓器中性點(diǎn)串聯(lián)的電容器、與電容器并聯(lián)的高速真空斷路器和氧化鋅非線性電阻限壓保護(hù)器組件以及用于控制高速真空斷路器運(yùn)作的智能監(jiān)控裝置；所述故障檢測(cè)系統(tǒng)與直流偏磁隔離系統(tǒng)連接，用于對(duì)直流偏磁隔離系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)。

優(yōu)選的，所述智能監(jiān)控裝置包括交流電流互感器、交直流電流變送器、數(shù)字監(jiān)控裝置、與數(shù)字監(jiān)控裝置輸出端連接的通信終端以及分別與旁路開(kāi)關(guān)控制器、數(shù)字監(jiān)控裝置連接的隔離變壓器。

優(yōu)選的，所述故障檢測(cè)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、硬件控制模塊、故障評(píng)估模塊、報(bào)警顯示模塊、故障定位模塊和故障類型確定模塊，所述硬件控制模塊與數(shù)據(jù)采集模塊和故障評(píng)估模塊連接，硬件控制模塊控制多個(gè)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直流偏磁隔離系統(tǒng)，并將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)輸送到故障評(píng)估模塊，所述報(bào)警顯示模塊與故障評(píng)估模塊、故障類型確定模塊連接，顯示故障狀態(tài)、在收到故障評(píng)估模塊輸出的報(bào)警信號(hào)時(shí)進(jìn)行報(bào)警并顯示故障類型；所述故障定位模塊連接故障評(píng)估模塊和故障類型確定模塊，其通過(guò)對(duì)故障評(píng)估模塊發(fā)出的信息進(jìn)行分析處理以定位故障傳感器并將定位信息傳送給故障類型確定模塊。

優(yōu)選的，所述故障評(píng)估模塊包括：

(1)殘差信號(hào)生成單元，用于根據(jù)奇異系統(tǒng)方法來(lái)設(shè)計(jì)故障檢測(cè)觀測(cè)器并獲得需檢測(cè)系統(tǒng)的殘差信號(hào)，定義故障檢測(cè)觀測(cè)器為：

具有故障信息的殘差信號(hào)的計(jì)算公式為：

此處，

其中，x_m表示系統(tǒng)的狀態(tài)向量，表示狀態(tài)x_m的估計(jì)，表示系統(tǒng)輸出向量的估計(jì)，為輔助狀態(tài)，C_m表示具有故障信息的殘差信號(hào)，Z_m為系統(tǒng)狀態(tài)誤差，G_m表示故障，Y_m為

未知外部有界擾動(dòng)向量，K_m為控制輸入向量，a_2i、a_1i、b_1i、c_1i、c_2i為根據(jù)系統(tǒng)自定義的合適維數(shù)的矩陣，d_2i為根據(jù)系統(tǒng)自定義的列滿秩的矩陣，U_i、V_i為所述故障檢測(cè)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)參數(shù)；

(2)故障評(píng)估單元，用于判斷直流偏磁隔離系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障，定義故障評(píng)估函數(shù)為：

其中，m₀為初始演變時(shí)間，n為有限的演變時(shí)間區(qū)間；若P(C_m)>0，所述故障評(píng)估模塊輸出報(bào)警信號(hào)，若P(C_m)≤0，所述故障評(píng)估模塊輸出正常信號(hào)。

優(yōu)選的，所述故障定位模塊，其包括依次連接的子觀測(cè)器建立單元、解耦單元和定位單元，所述子觀測(cè)器建立單元針對(duì)每一個(gè)參與反饋信號(hào)的傳感器建立一系列并行的降維魯棒觀測(cè)器，每個(gè)降維魯棒觀測(cè)器對(duì)應(yīng)于一個(gè)傳感器的輸出；所述解耦單元利用降維魯棒觀測(cè)器對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行解耦；所述定位單元用于定位故障傳感器，設(shè)共有k個(gè)參與反饋信號(hào)的傳感器，定位公式為：