一种用于中压电网系统的全通滤波消谐结构及控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于中压电网系统的将接地设备和补偿设备功能单元融合改造成全通结构，其中由接地设备的接地回路组成对低频谐波的滤波消谐，由改造后的电容无功补偿设备实现对其它谐波的滤波消谐。本发明专利技术还提供了一种应用该结构的接地控制方法。相比于现有技术，本发明专利技术将滤波补偿设备、接地设备、PT消谐装置以及继电保护装置四者功能融合起来，实现全频滤波消谐的同时由继电保护系统实现接地控制及接地选线跳闸功能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于中压电网系统的全通滤波消谐结构及控制方法
本专利技术涉及电网领域，特别是提出一种用于中压电网系统的将现有设备改造为全通结构实现全频滤波消谐的方法，并据此提出一种接地控制方法。
技术介绍
我国中压(10、35kV级)电网中性点为不接地运行方式，发生单相接地故障时因未破坏系统三相对称性而允许运行两小时。但是当线路对地电容电流超过10A时，接地点电弧不能自动熄灭易产生危险的接地过电压，为此近年来发展了中性点经小电阻接地技术、谐振接地以及电阻和自动消弧线圈融合的复合接地技术等。随着新能源经济的发展，风力发电、光发电的入网规模扩大，加之充电桩入户导致电网出现了新的矛盾，一是用户侧易出现过补现象的同时伴随电源电能质量劣化，二是户外触电伤亡事件增多，三是过电压保护器炸裂等设备事故日益多发。过补的原因主要是可控设备普遍采用带功率因数校正的变流技术无功消耗下降，加之负荷变化、定补装置能力富余等原因造成；户外触电伤害事故增多的原因主要是随经济的发展居民钓鱼、基建等生活活动频繁增加了触电机率，另外10、35kV级电网的接地保护技术可靠性还不高，触电发生时易误切正常线路；至于过电压保护器炸裂的主要原因有设备老化、谐振过电压造成其反复动作致热饱和等原因。针对上述情况，现有技术中通常采用滤波补偿技术、消谐技术和谐振接地技术进行解决，然而上述技术仍然存在以下技术缺陷：⑴现有滤波补偿技术的局限及缺点由于有源滤波器(APF)与太阳能、风电以及变频器、SVG等都采用变流技术，其核心工作元件都是IGBT类高速开关，因而有源滤波技术不能消除IGBT类高速开关正常工作时高频调制载波造成的谐波污染；传统电容滤波补偿装置存在调谐点只对调谐点对应的谐波及左右旁频有滤波消谐作用，但是电网事实上的背景谐波频谱是丰富的、在特定的时间区段内可认为是连续频谱，而传统电容滤波补偿装置采用二阶高通往往损耗大、采用C型高通投资大，因而补偿装置普遍采用串电抗减少谐波对电容的危害，另外随着线路电容电流越来越大，传统电容滤波补偿装置的滤波能力不足与补偿过度的矛盾日益突出。⑵现有消谐技术的局限性及缺点10、35kV级电网普遍采用传统电容滤波补偿装置来对调谐点及附近谐波滤波并消谐，有效作用频段窄，又因滤波补偿电容中性点不接地(悬浮)不能为铁磁谐振、高频谐振等谐振能量提供对地泄放通道；另外10、35kV级电网广泛还采用PT消谐技术，其中PT二次消谐技术对高频谐振信号存在检测盲区；PT一次消谐技术则因各频次的谐振电压反映在PT一次绕组三相星接点上时谐波电压值大小存在随机变化，非线性元件的动作阀值存在频点选择困难。⑶现有接地技术的局限性与缺点谐振接地为目前电网大力推广的接地技术，但其回路电感与线路变化的对地分布电容客观上存在多个谐振点，容易造成调谐时接地点基频电流即使为零也因谐波电流过大而不能熄弧的问题；还存在接地点接地电流因谐振补偿后变小造成检测困难问题；另外目前集中式接地选线控制装置准确性与可靠性还远不如继电保护装置，存在接地发生前若装置功能失效难以事先确认以及维修或更换后功能难复核问题。小电阻接地在普遍采用电缆的城市电网得到了一定应用，但一定程度上会降低供电可靠性；小电阻加自动消弧线圈的复合接地方式能解决单一方式接地的技术问题，但也存在一次性投资大控制方法较复杂的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种用于中压电网系统的将现有设备改造为全通结构实现全频滤波消谐的方法，并据此提出一种接地控制方法。本专利技术通过以下的方案实现：一种用于中压电网系统的全通滤波消谐结构，其特征在于：包括低通电感LL、低通电阻RL、接地电阻Re、星点接地投退开关K、高通电容CH、高通电阻RH、基频支路电感L1和基频支路电容C1；所述低通电感LL的一端用于同时与中压电网的系统电源和负载连接，另一端依次与低通电阻RL、接地电阻Re和星点接地投退开关K连接；所述高通电容CH的一端用于同时与中压电网的系统电源和负载连接，另一端依次与基频支路电感L1和基频支路电感电容C1连接；所述高通电容CH与基频支路电感L1的连接点依次与所述高通电阻RH、接地电阻Re和星点接地投退开关K连接。作为本专利技术的进一步改进，所述基频支路电感L1的阻抗和基频支路电感电容C1的容抗相同，即XL1＝XC1；所述高通电阻RH引出的三相星接点可控接地。相比于现有技术，本专利技术将滤波补偿设备、接地设备、PT消谐装置三者功能融合起来，既发挥电容无功补偿装置补偿与滤波功能，又发挥接地装置接地安全功能，还能为谐振能量随时提供对地泄放通道实现直接消谐。本专利技术还提供了一种用于中压电网系统的由继电保护系统实现的接地控制方法，应用于上述用于中压电网系统的全通滤波消谐结构，包括以下步骤：S1：进行系统初始设定，投入接地开关K，并置消弧线圈输出电流最小；S2：进行信号采集，所述信号包括：电压、电流、频率、开关量及指令；S3：判断是否同时满足系统接地、线路零序电流达到整定值；若是，则执行下一步；若否，则返回步骤S1；S4：判断是否设定的接地速断线路，若是执行步骤S5；若否，则同时执行步骤S51和S52；S5：接地线路速断，返回步骤S1；S51：延时0.1秒，然后同时执行以下步骤：S511：退出接地开关K；S512：判断接地电流谐波含量是否超预定值，若否执行S521；S52：投入消弧线圈并调节到设定的值：接地点基频电流最小；并同时执行以下步骤：S521：判断消弧线圈负载是否超预定的值，若是，则将高通电阻RH的三相星接点设置为悬浮状态；S522：查找接地点、消除接地故障；S523：判断接地是否消失，若是，则返回步骤S1；若否，则执行步骤S6；S524：延时2小时后，执行步骤S6；S6：判断是否同时满足系统接地和线路零序电流达到整定值且达到延时时间，或者收到人工跳闸指令，若是执行步骤S7；S7：接地电路延时跳闸，再返回步骤S1。为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本专利技术。附图说明图1是本专利技术的用于中压电网系统的全通滤波装置的示意图。图2是某用户110KV站电气一次主接线图图3是本专利技术的系统谐波阻抗原理图。图4是正负序阻抗结构图。图5是零序阻抗结构图。图6是本专利技术的用于中压电网系统的控制方法的步骤流程图。图7是本专利技术的接地继电保护配合时序图。图8是本专利技术的分布式发电系统脱网稳控方法的流程图。图9是某用户110KV站改造后电气一次主接线图。具体实施方式以下结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。为了解决现有技术的缺陷，本专利技术将滤波补偿装置、接地装置以及消谐装置的共性功能单元融合以实现全频消谐，在此基础上为系统发生接地故障时的事故处理基于继电保护装置提供一种方法。具体的技术方案和原理通过以下实施例进行详细介绍。请参阅图1，其为本专利技术的用于中压电网系统的全通滤波结构的示意图。本专利技术提供了一种用于中压电网系统的全通滤波结构，包括低通电感LL、低通电阻RL、接地电阻Re、星点接地投退开关K、高通电容CH、高通电阻RL、基频支路电感L1和基频支路电容C1；所述低通电感LL的一端用于同时与中压电网的系统电源和负载连接，另一端依次与低通电阻RL、接地电阻Re和星点接地投退开关K连接；所述高通电容CH的一端用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于中压电网系统的全通滤波消谐结构，其特征在于：包括低通电感L

【技术特征摘要】
1.一种用于中压电网系统的全通滤波消谐结构，其特征在于：包括低通电感LL、低通电阻RL、接地电阻Re、星点接地投退开关K、高通电容CH、高通电阻RH、基频支路电感L1和基频支路电容C1；所述低通电感LL的一端用于同时与中压电网的系统电源和负载连接，另一端依次与低通电阻RL、接地电阻Re和星点接地投退开关K连接；所述高通电容CH的一端用于同时与中压电网的系统电源和负载连接，另一端依次与基频支路电感L1和基频支路电感电容C1连接；所述高通电容CH与基频支路电感L1的连接点依次与所述高通电阻RH、接地电阻Re和星点接地投退开关K连接。2.根据权利要求1所述用于中压电网系统的全通滤波消谐结构，其特征在于：所述基频支路电感L1的阻抗和基频支路电感电容C1的容抗相同，即XL1＝XC1；所述高通电阻RH引出的三相星接点可控接地。3.一种用于中压电网系统的由继电保护系统实现的接地控制方法，应用于如权利要求1所述用于中压电网系统的全通滤波消谐结构，包括以下步骤：S1：进行系统初始设定，投入接地开关K，并置消...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清远，吴疑，
申请(专利权)人：李清远，
类型：发明
国别省市：广东,44