计及配电线路参数影响的有源消弧算法分析与改进

考虑到配电网馈线自身阻抗及三相耦合作用的影响,对基于有源逆变器的单相接地故障全补偿零残流消弧算法进行了深入分析,并提出了改进思路。推导了全补偿故障消弧时有源逆变器的等效注入电流公式,表明有源消弧注入电流是由故障相电压和短路点的零序输入阻抗唯一确定。分析了有源电流和有源电压消弧算法,提出需利用消弧线圈电流折算、故障过渡电阻测量、单相接地故障区段定位等方法优化有源电流消弧算法;可通过监测负载电流和定位单相接地故障位置来优化有源电压消弧算法。研究结果对配电网单相接地故障有源消弧方法的改进提供了重要的理论依据。     

配电网用无源消弧装置运行效果比较

对配电网用无源消弧装置进行研究,比较在系统发生单相接地故障时,消弧线圈与消弧柜对故障点接地电流和弧光接地过电压的抑制效果。基于Matlab/simulink仿真软件建立配电网模型,以某10 k V配电网为例,分别仿真采用消弧线圈与消弧柜两种消弧装置的系统单相接地故障,分析了消弧装置在故障相电压分别处于峰值和零值时,发生金属性接地与间歇性弧光接地情况下的运行效果,总结了两种消弧装置的优缺点,对合理选择消弧装置具有一定的指导意义。     

配电网新型消弧技术综述

随着配电网中电力电子设备和非线性负载增多,单相接地故障电流中除了基波容性电流外,还包含大量有功分量和谐波分量,传统消弧线圈无法补偿有功分量和谐波分量,导致故障点残流增大,影响故障电弧的自行熄灭,难以满足系统可靠性和安全性需求。阐述了有源电压消弧、无源电压消弧和有源电流消弧等新型消弧技术的原理、技术特点以及技术关键点,探讨了新型消弧技术综合控制思路,为后续技术研究以及装置推广应用提供参考。     

基于模型预测控制的配电网单相接地故障有源消弧

针对配电网非有效接地系统长期存在单相接地故障消弧的难题,现多采用附加有源补偿和消弧线圈相结合的方案对接地故障电弧进行抑制,而有源补偿系统的控制策略的性能直接决定了消弧的性能,本文设计了一种基于预测控制的有源消弧的实现方案,分析了采用注入电流方式的有源消弧的原理,采用三级联多电平H桥的有源补偿的拓扑,优选了代价函数,设计了基于预测控制的有源电流消弧闭环控制系统方案。该方案较PI控制策略的有源电流消弧闭环控制系统具有无需进行参数整定,即能实现对多次谐波电流的精确追踪,能进一步实现对接地电流的有效补偿。仿真分析以及实验验证均表明：本文所提的方案能够更加有效的抑制接地故障电流,满足不同场景下可靠消弧的要求     

配电网消弧柜系统接地故障负序电流分析新方法及选线

目前国内配电网多采用消弧线圈接地方式运行,消弧线圈接地系统对地电容电流测量难度大、精度低、且难以实现对谐波和高频电流的有效补偿。故国内一些低压配网曾一度采用经消弧柜接地的方式,但消弧柜接地系统的引进为配电网故障选线造成了极大的困难。采用消弧柜接地系统时,传统的选线方法无法准确区分变压器内部接地故障和外部单相接地故障类型,使得配电网无法准确选线以及及时排除故障,严重影响配电网安全稳定运行。基于上述原因,提出了一种基于负序电流分析法的消弧柜接地系统选线新方法。通过EMTP和Matlab对一10kV配电网进行仿真验证,证明提出的方法使故障选线具有良好的灵敏性和准确性。     

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。     

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。     

小电流接地系统消弧线圈调谐方式的存在问题分析

当小电流接地系统发生单相接地故障时,消弧线圈可以有效限制接地点的故障电流,使得接地电弧自熄。文中根据小电流接地系统中性点应用消弧线圈接地的原理,分析了消弧线圈的欠补偿、全补偿、过补偿等三种补偿状态的优缺点,并指出:消弧线圈的脱谐度应该根据系统运行方式的变化来调整,以达到合理的补偿效果。还展望了消弧线圈的未来发展趋势。     

含有主动干预消弧装置的变电站消弧线圈动作特性

含有主动干预消弧装置的配电网在单相接地故障时,由于主动干预消弧装置的作用,配网原有中性点消弧线圈呈现出了不一样的动作特点。通过在某10 kV配网进行单相接地试验,对不同故障条件下消弧线圈的动作特性进行了录波研究分析。试验表明,消弧线圈与主动干预消弧装置可以在同一配电网中共存,对主动干预消弧装置的普及应用具有十分重大的意义。     

预调式消弧线圈自动控制装置的现场调试方法

当中性点不接地的配电网系统发生单相接地故障时,将中性点经消弧线圈接地,是减小短路点故障电流,实现接地点快速熄弧的关键技术。目前中国10 kV系统中已大量采用了预调试消弧线圈自动控制装置,但运检人员对其运行状况和调试方法容易产生一些误区。通过分析系统各种运行方式下的电容电流的计算方法,对并列运行时的消弧线圈给出了较优的控制策略,并结合不同型号消弧线圈调谐装置的调试和运行经验,提出了自动调挡、自动跟踪调谐、手动调挡运行工况的判断方法,对消弧线圈技术的理论研究和工程实践有一定的指导意义。     

中压系统中性点接地方式的安全可靠性分析

城市配电网中主要采用中性点经消弧线圈和经小电阻这2种接地方式。消弧线圈接地方式在增加了微机控制的自动跟踪补偿装置(即为自动跟踪补偿消弧线圈,亦称自动调谐消弧线圈)后,在单相接地时配电网的对地电容电流能得到快速而有效的补偿,从而使接地点故障电流大大减小,并且也解决了电抗接地时可能带来的谐振问题,配电网运行的安全可靠性有了明显提高。 下面就这2种接地方式对系统安全的影响进行分析。1 对供电可靠率的影响 (1) 自动调谐消弧线圈接地时快速而有效地响应可以使瞬间性接地故障自动消除,从而减少了跳闸次数,提高了供电可靠…     

基于二次注入的配电网接地故障有源电压消弧方法

针对中性点非有效接地配电网中存在的单相接地故障消弧问题,提出了一种基于二次注入的配电网接地故障有源电压消弧方法。该方法通过向配电网中性点注入工频电流来达到单相接地故障消弧目的,确保电网安全稳定运行。注入电流的参考值由二次注入特定电流的方法得到,将注入电流偏差信号通过比例谐振控制器,驱动逆变器开关管产生逆变电流,经滤波电路后注入电网中性点,抑制故障点电压和电流到零。仿真及10kV接地故障实验表明,该方法响应速度快、灵敏度高,能补偿配电网接地故障电流的无功电流分量、有功电流分量及谐波分量,实现瞬时接地故障快速可靠灭弧。     

基于SVG两相电流注入的配电网单相接地故障消弧方法

针对中压配电网单相接地故障,研究了基于级联H桥静止无功发生器(SVG)两相电流注入的有源消弧方法。当配电网正常运行时,SVG工作于无功补偿模式;当配电网发生单相接地故障时,SVG中性点接地,SVG两个非接地相桥臂向配电网中注入消弧补偿电流,从而减小接地点的故障电流,通过复用已有的SVG设备,替代了传统的消弧线圈。文中讨论了SVG消弧电流注入方式与SVG直流侧电压平衡控制之间的关系,并详细分析了SVG两相电流注入消弧的工作模式和消弧控制器的设计方法。基于MATLAB/Simulink环境的10 kV仿真平台以及380 V三相四级联的低压SVG样机进行仿真和实验验证,仿真和实验结果验证了所提方法的正确性和可行性。     

10 kV配电网单相接地故障电弧自熄特性的试验研究

设计了研究10 kV配电网单相接地故障电弧自熄特性的集中参数模拟试验回路,针对集中参数模拟回路和分布参数实际系统,对单相接地故障下的恢复电压峰值及其上升速度进行了数值仿真,分析了模拟回路与实际系统的等效性。为研究单相接地故障电弧的自熄特性,利用模拟试验回路,当单相接地电流为5~30A时,在中性点不接地、经消弧线圈接地、经消弧线圈并联电阻接地方式下,改变绝缘间隙距离,系统地进行了大量的燃弧试验,统计分析了电弧自熄概率,给出了消弧线圈补偿方式下的残流限值。试验结果为10 kV配电网选择合适的中性点接地方式提供了科学依据。     

一种基于RTDS的消弧选线装置的试验研究

针对目前配电网调匝式消弧线圈无法实时模拟,消弧线圈自动跟踪补偿与接地选线装置（简称消弧选线装置）只能进行开环测试,无法考虑装置在系统中实际运行情况,文中介绍了一种基于RTDS实时仿真系统的消弧线圈自动跟踪补偿与接地选线装置的试验研究方法。为验证消弧选线装置的实际工作情况,在RTDS中模拟了调匝式消弧线圈,建立了配电网经消弧线圈接地的仿真系统,并将被测装置所需要的模拟信号输出,装置的控制信号再返回RTDS中,从而形成消弧选线装置的闭环测试环境。按照试验要求进行了各项试验,对测试输出波形做了理论分析,从仿真结果可知,所介绍的方法用于消弧选线装置试验是切实可行的。     

配电网单相接地故障有源消弧技术综述

多种形式的新能源、大量电力电子用户等越来越多的接入配电网是必然的发展趋势,这可能会导致接地故障电流中的无功分量、有功分量及谐波含量越来越大。采用消弧线圈的无源消弧技术依旧存在单相接地故障残流的无功分量、有功分量和谐波分量较大等问题。采用外加注入主动干预方式的有源消弧技术成为解决此类问题的有效手段。本文对配电网单相接地故障有源消弧技术的研究现状进行总结综述,主要阐述了有源消弧装置结构和控制算法两部分内容。首先,从成本、优缺点、连接方式等方面对消弧装置硬件结构进行分析。其次,将电压消弧算法、电流消弧算法、综合消弧算法的优缺点进行对比研究。最后从有源消弧技术的硬件结构和控制算法两个方面进行了展望,并给出了后续研究可能存在的问题以及可能的研究方向。     

影响单相接地故障选线准确性的主要因素研究

随着中国配电网的发展,配电网系统容量的增长越来越受到消弧线圈容量的限制,但与此同时选线装置准确率的不够,使得配电网又无法摆脱消弧线圈容量的束缚。因而为提升选线装置的准确率,利用了Matlab/Simulink软件,对中性点不接地和经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时的主要稳态特征在工频条件下进行了仿真分析,进而探究了系统不接地和经消弧线圈以及中性点并联选线中电阻对稳态幅值法单相接地故障选线的影响。基于仿真结果表明,在故障过渡电阻阻值位于约1 000Ω以下的情况下,在中性点不接地系统中该方法的选线效果最好,但在经消弧线圈接地系统中中性点并联选线中电阻也可以对该方法在经消弧线圈接地系统中的选线效果有较大提升;而在故障过渡电阻阻值位于约1 000Ω以上的情况下,不论系统是否经消弧线圈接地和投入中性点选线中值电阻该方法均缺乏良好效果,需要应用其它新方法。     

自动调谐消弧线圈投入引起谐振过电压的原因

瞬时性单相接地故障发生时,可利用消弧线圈实现快速补偿电容电流而自动灭弧,以降低单相接地过电压。但是若自动调谐消弧线圈与系统配合不当,自动调谐消弧线圈在投入时易发生谐振过电压。通过2起典型故障分析,由于消弧线圈投入时系统中性点位移电压超过了自动调谐消弧线圈接地告警整定值,装置判断为接地进行消弧线圈补偿,此时消弧线圈感抗与系统容抗匹配引起谐振过电压。     

配电网消弧及选线装置运行状况试验研究

<正>0引言由于10~35kV系统电容电流不断增大,而消弧线圈补偿电流有限,单相接地故障引发的停电和设备损坏事故较多,并且中性点经消弧线圈接地方式的系统中选线容易出现不准确的现象,因此有必要进行配电网消弧及选线装置运行状况试验研究。通过对配电网消弧及选线装置运行状况进行试验研究,掌握了宁夏电力公司采用的消弧装置及接地故障选线装置的实际使用效果,为今后消弧装置及接地     

计及线路阻抗与负荷影响的不平衡配电网电压消弧方法

在单相接地故障和接地故障消弧的分析中,通常假设配电网是三相平衡的。已有的消弧方法在对地参数和负载不平衡的配电网单相接地故障时消弧效果不佳。针对上述问题,提出一种计及线路阻抗和配电网参数不平衡的电压消弧方法。分析考虑配电网参数不平衡和线路阻抗的配电网等效模型,推导出精确电压消弧指令值,通过故障前后各注入一次电流计算电压指令值,有源消弧装置调控零序电压至该指令值从而抑制故障点电压、电流为0。为了避免任意注入电流引起故障电流增大,将传统电流消弧作为电压消弧的过渡能有效补偿故障电流。通过和已有考虑线路阻抗电压消弧方法、忽略线路阻抗电压消弧方法对比,仿真结果表明,在不同的不平衡度、故障位置和接地电阻下,所提方法消弧性能最佳。