配电网消弧线圈自动跟踪补偿装置的初步设计与仿真研究

我国3～66kV配电网一般为中性点不接地系统,近几年随着城市电网改造,越来越多的电缆线路代替架空线路,线路对地电容增大。当电网的单相接地电流大于一定值时,接地电弧不容易自行熄灭,使故障扩大,此时采用中性点经消弧线圈接地方式。消弧线圈可以补偿电网的单相接地电容电流以及减缓弧隙恢复电压上升速度,保证电弧可靠熄灭。本文针对10kV配电网设计消弧线圈自动跟踪补偿装置,采用晶闸管投切电容式(TSC)的调谐原理,并在传统设计的基础上改进设计。最后,利用PSCAD/EMTDC软件对中性点经消弧线圈接地系统的各种状态(包括正常运行和单相接地故障)进行仿真,对本文的设计进行了验证,证明了其可行性与可靠性。     

Z形接地变压器及其容量选择

我国10kV配电网的中性点一般均采用不接地的运行方式。近几年来,由于城市电网迅速发展,电缆线路逐步增多,电网的电容电流也随着增加。当系统发生单相接地时,通过接地的电流I_(id)是非故障相对地电流(电容)之和。当接地电流达到和超过10A时,每次电流通过零点都会产生一个暂时性的熄弧和伴随其后的再度击穿过程,将引起电网中电磁能量的剧烈震荡,使非故障相、系统中性点乃至故障相产生电弧接地过电压,这种过电压严重时可达4倍,甚至更高。它将严重威胁电网中设备的绝缘,影响电网的安全运行。 为了抑制此种弧光接地过电压,就必须改变配网中性点绝缘系统为中性点经电阻接地或经消弧线圈接地。     

一种基于消弧线圈和静止同步补偿器协同作用的配电网消弧结构与方法

由于线路对地电容的存在,中性点非有效接地系统发生单相线路接地故障后会引起较大的接地故障电流甚至弧光。本文提出一种基于消弧线圈和三相级联H桥静止同步补偿器(STATCOM)协同作用的新型配电网单相线路接地故障消弧结构和方法,该结构将STATCOM中性点通过消弧线圈接地,当单相接地故障发生后,消弧线圈补偿接地故障电流中的大部分基波分量,另外通过对STATCOM增加共模控制回路,来补偿接地故障电流中剩余的基波、谐波和有功分量。实现了无源与有源消弧措施的结合,提升了单相接地故障电流的补偿效果,避免了使用STATCOM中性点直接接地来补偿接地故障电流时直流侧电压大幅升高和所需级联H桥单元增加的问题。另一方面该方法能够同时实现STATCOM无功补偿功能与消弧功能,提高了设备利用率。最后,通过Matlab/Simulink仿真和低压版实验系统的结果验证了该方法的可行性和有效性。     

用附加相电容法测量电力系统对地电容电流

为提高3—60kV中性点绝缘电力系统供电可靠性,当单相接地故障电流超过一定数值时(3—10kV电力网:30A,20kV及以上电力网:10A),应采用中性点经消弧电抗器接地的运行方式。为此,随着电网的发展应随时掌握电网的对地电容电流数值,以便适时装设消弧电抗器进行正确补偿。系统对地电容电流值虽然可以根据电网线路数据进行计算,但不会得出满意的结果,通     

微机控制自动跟踪补偿消弧技术

1引言 　　随着配电网络的扩大,电缆线路增多,因此配电网络对地电容电流不断增加,致使单相接地时由于流过故障点的电容电流过大,使故障点的电弧不能自灭而发展到相间短路的机率增高;使电网的安全运行得不到保证。例如某 220kV变电站 10kV线路发生单相接地,使得主变跳闸,造成停电事故。究其原因是由于 10kV线路接地电容电流过大 (当时实测电容电流为 31A),引发间歇式弧光接地过电压。根据部标 DL／ T.620－ 1997第 3.1.2中规定： 10kV架空线路单相接地故障电容电流不得超过 10A,否则,应在 10kV中性点加装消弧线圈。为了电网的…     

6—66KV电力系统的中性点接地方式

电力系统中性点不接地可允许单相接地故障存在一段时间,当线路不太长时间能自动消除非永久性故障而无需跳闸,但是当接地电容电流大时,电弧接地过电压会威胁电网安全。经消弧线圈接地的当发生单相接地时,流过消弧线圈的感性电流能基本补偿流过对地电容的容性电流,使接地电弧残余电流容易熄灭,但存在应将残流和脱谐度都调到所需的范围等技术问题。经电阻接地能减少电弧接地过电压的危险性,并使发敏而有选择性的保护得以实现。文     

中性点不接地系统的消谐措施

10kV电力系统通常采用中性点不接地运行方式，其最大优点是运行中可允许单相接地故障存在一段时间而不必立即跳闸。但是，当线路较长且电缆线路所占比例较大时，系统对地电容值显著增大，接地电容电流相应增大，接地电弧难以熄灭，将引起很高的电弧接地过电压，并易激发系统铁磁谐振，引起谐振过电压。     

10kV接地变,消弧线圈及自动补偿装置的选择

城网10kV电缆线路的接地电容电流是等长架空线路的35倍,且接地电容电流与电压相位差为90°,故障点电流过0电弧熄灭瞬间电压最高,电弧易重燃。电弧重燃产生的过电压,危及电网安全。安装接地变、消弧线圈和自动补偿装置后,以调整消弧线圈电感量,补偿电容电流,使残流最小,消除弧光过电压。根据计算的线路电容电流和消弧线圈容量,来选择接地变、消弧线圈和自动补偿装置的参数和型号。     

一种快速响应的自动调谐消弧成套装置

目前我国配电网常用的有两种接地方式 ,中性点经消弧线圈接地和中性点经小电阻接地。当电网发生单相接地故障时 ,接地电流很大 ,接地电弧不能自熄 ,可能造成弧光接地过电压 ,危及电气设备的绝缘。如果有消弧线圈提供一感性电流来补偿接地电容电流 ,促进接地电弧自熄 ,就可以大大抑制弧光接地过电压。由于配电线路的运行状态处于变化之中 ,配电网的对地电容是不固定的。传统的手动调匝式消弧线圈投入运行后 ,其电感就固定了 ,不能随电网对地电容的变化进行补偿 ,而被自动调谐消弧线圈代替。　　自动调谐消弧线圈由于实现电感调节的速度不同而…     

树脂浇注消弧线圈的设计

消弧线圈为具有可调节电抗的接地电抗器，一端接至变压器中性点或接地变压器中性点，一端接地。它的作用是：当三相系统发生单相接地故障时产生电感电流，抵消由线路对地电容产生的电容电流，从而消除因电容电流存在而引起故障点的电弧持续或使故障点残流变小，避免故障范围扩大，提高电力系统供电可靠性。在三相系统中消弧线圈接在电力变压器或接地变压器的中性点和大地之间。通常情况下，消弧线圈的电感是分级可变的，或者是连续可变的，     

配电线路的零序电流和故障选线新方法

为进一步研究配电线路单相接地后的故障选线问题,分析了配电线路的零序电流,即配网中某线路发生单相接地时,故障线路本身的零序电容电流分别从故障点向线段的首端电源侧和末端流出,端部电流为零,沿线电流按照斜线的规律分布;非故障线路的零序电流从各自的首端流向末端,末端电流为零,沿线亦按斜线的规律分布。全部非故障线路的零序电流叠加到故障点到首端的线段中,故首端的零序电流比每条非故障线路的为大,据此可检出故障线路。但当线路很长或接地电阻较大时,上述零序电流间差别不大,难以进行故障选线。为此,提出了一种新方法,即利用母线上的一部分无功补偿电容,或在母线上投入一定容量的三相星形电容器组,在判定永久性单相接地时将其星形中性点临时接地,相当于投入非故障的长线路,以使故障线路首端的零序电流显著增大而被检出。对于谐振接地电网,可将电容器临时接在电网中性点上,并在其投入或在上述星形中性点接地的同时切除消弧线圈,以免削弱故障线路首端的零序电容电流。     

小电流接地选线装置在变电站中的应用

<正>在电力系统中,把中性点不接地或经消弧线圈、电阻接地的系统叫小电流接地系统。小电流接地系统发生单相接地故障时,凡是对地有电容的线路都将有零序电流通过,但由于零序电流较小,又有很大的分散性,选择接地线路有一定困难;若系统中有消弧线圈,困难更大。单相接地时接地电流较小,按电力系统安全运行规程的规     

基于三相级联H桥变流器的配电网接地故障分相柔性消弧方法

中性点非有效接地配电网长期存在单相接地故障消弧难题,传统柔性消弧方法利用实时检测的电源电压计算注入补偿电流值,通过控制连接于配电网中性点的单个有源逆变器实现消弧,已有方法需进行故障选相并且逆变器需通过Z型变压器及升压变接入配电网。提出基于三相级联H桥变流器的配电网接地故障分相柔性消弧新方法,三相级联H桥变流器通过连接电感直接挂接在各相线,发生接地故障时,利用实时检测的相电压计算注入补偿电流值,分相控制级联H桥变流器注入补偿电流,控制故障点电压为零,实现接地故障消弧。仿真结果表明该方法可灵活、有效地补偿接地故障电流,抑制接地故障电弧重燃。且采用单相或三相级联H桥变流器进行故障消弧时,不需要进行故障选相。     

适应线路参数及负载变化的配电网柔性优化消弧方法

中性点非有效接地配电网长期存在单相接地故障消弧难题,在分析线路参数及负载对已有消弧方法的影响以及已有消弧方法优缺点的基础上,提出一种配电网单相接地故障柔性优化消弧方法。故障发生后,通过级联H桥变流器向配电网注入接地故障补偿电流,并根据母线处零序电压确定接地过渡电阻大小。接地电阻较大时,判断注入补偿电流后母线处三相电压变化趋势,选出故障相,根据故障选相结果调整变流器注入电流,控制母线处故障相电压为零,即采用电压消弧方法,否则继续注入接地故障补偿电流,即采用电流消弧方法。仿真结果表明所提方法能够有效抑制接地电弧重燃,解决了单一电流消弧方法和电压消弧方法因线路参数和负载影响而存在的不足。     

风电场35kV电缆网中性点接地方式特性分析

为研究风电场35kV电缆网不同中性点运行方式的特性,以龙里风电场为对象,从接地故障时刻、接地故障点位置、接地故障点过渡电阻、接地电容电流四个影响因素展开计算,分析中性点不同接地方式下,系统的过电压、过电流水平。结果表明,中性点不接地方式仅适用于电容电流较小的系统,通过故障点的电流较小,电弧能自动熄灭;中性点经消弧线圈接地能够有效补偿接地电容电流,通过故障点的电流较小,为熄灭接地电弧以及避免间歇性电弧接地过电压的发生起到重要作用;中性点经小电阻接地在单相接地故障后,能快速准确切除故障线路,避免了间歇性电弧接地故障的发生,有效提高了系统的供电可靠性。     

配电网中性点接地方式研究

配电网采用架空线接线或电缆接线,使非有效接地方式的具体应用有时变的十分不合理,不仅没有提高供电可靠性,反而扩大了事故。分析了配电网中性点不接地、中性点经消弧线圈接地及中性点经高阻接地的接线方式、参数、正常运行及单相接地运行的电容电流、短路电流及各种过电压。提出接地电容电流小于允许值时适用于中性点不接地的架空线路系统,接地电容电流从允许值到100 A是适用于中性点接消弧线圈系统,接地电容电流大于100 A时应采用中性点接高阻系统。该方案可充分发挥非有效接地系统的优越性,提高电网运行的可靠性。     

消弧线圈运行抽头的选择

中性点经消弧线圈接地可以保证电力系统供电可靠性,消弧线圈的运行和调整基于两点：一是消弧线圈的电感电流补偿电网接地电容电流,限制接地故障电流的破坏作用,使残流的接地电弧易于熄灭;二是限制中性点位移电压,防止三相对地电压偏移较大而危及电力设备的绝缘。研究消弧线圈的运行和调整,充分发挥消弧线圈作用并提高其动作成功率,对于改善中性点经消弧线圈接地的电力系统运行,很有实际意义。     

消弧线圈与连接设备的容量关系

(一)变压器中性点接消弧线圈线路正常运行和一相接地时,电容电流的分布及矢量如图1、2所示。中性点不接消弧线圈时,接地电容电流 ,经接地点流回变压器,如虚线所示。中性点接消弧线圈时,C 相接地,则线圈的电抗成为变压器 C 相负载。如消弧线圈按全     

带低压绕组的树脂绝缘干式接地变压器的设计

在电力系统中，三相电网各相导线之间以及各相对地之间，沿导线全长都分布有电容。当变电站主变压器一侧为三角形接线时，由于没有中性点可接地，若电力系统出现单相接地故障，接地容性电流较易产生间歇电弧，引起系统的过电压。许多用户采用接地变压器使电网形成人为的中性点供系统接地，下一级串联消弧线圈或小电阻，从而提供一个与接地容性电流大小相等，相位相反的感性电流来补偿容性电流，避免接地电弧的产生及其所造成的危害。     

配电系统的中性点接地方式

１中性点不接地方式的适用范围在中性点不接地的电网中，电网发生单相接地时，通过接地点的电流Ｉｊｄ是非故障相对地电容电流的总和。当接地电流不大时，每次电流通过零点都会产生一个暂时性的熄弧过程。由于电动力和热空气对流的作用，接地电弧将被拉长，当弧道绝缘的恢...