一种配电网电压互感器的铁磁谐振判断方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种配电网电压互感器的铁磁谐振判断方法及系统，通过模拟现场运行环境中接有电压互感器的中性点不接地配电网系统，建立对应的电压互感器铁磁谐振的模拟模型，并且获得在现场系统中可能导致事故发生的故障参数，根据故障参数在模拟模型中增设故障设定模型，然后将模拟模型中的参数设定为现场运行环境中的运行参数，并进行模拟运行，以获得运行特性参数，最后根据获得的运行特性参数判断模拟模型是否发生了铁磁谐振，从而判断中性点不接地的配电网系统中的电压互感器烧毁或熔丝熔断是否为铁磁谐振引起，以便针对性进行事故处理，提出有效解决措施，抑制电压互感器的事故再次发生，提高电网运行安全性和可靠性。

A ferromagnetic resonance judgement method and system for voltage transformer in distribution network

The invention discloses a method and system for judging ferromagnetic resonance in a distribution network voltage transformer. By simulating the neutral point ungrounded distribution network system of a voltage transformer in the operating environment, a corresponding simulation model of the ferromagnetic resonance of the voltage transformer is established, and the accident may be caused in the field system. The fault parameters are set up in the simulation model according to the fault parameters. Then the parameters in the simulated model are set to run parameters in the operating environment of the field, and the simulation operation is carried out to obtain the running characteristic parameters. Finally, the ferromagnetic resonance has been broken out in the simulation model according to the operating characteristic parameters obtained. To judge whether the voltage transformer or fuse fuse in the neutral distribution network system is caused by ferromagnetic resonance, in order to deal with the accident, put forward effective measures, restrain the accident of voltage transformer and improve the safety and reliability of the power grid operation.

【技术实现步骤摘要】
一种配电网电压互感器的铁磁谐振判断方法及系统
本专利技术涉及电压互感器
，尤其涉及一种配电网电压互感器的铁磁谐振判断方法及系统。
技术介绍
目前，在中性点不接地的配电网系统中，当系统运行不稳定或发生运行故障时，容易引起系统中的电压互感器烧毁或者熔丝熔断的现象，从而影响系统的安全运行。然而，由于配电变电站无在线监测装置，无法针对事故发生时的电压、电流等系统参数进行分析，亦无法确定事故中系统的谐振过电压、雷电过电压等情况。因此，通常在发生系统的电压互感器烧毁或熔丝熔断的事故时，无法判断事故发生原因，难以为后续避免事故再次发生提供有效的参考。此外，在系统运行不稳定或发生运行故障时，容易使得电压互感器励磁电感和系统对地电容相匹配，频繁发生电压互感器因铁心饱和引起的铁磁谐振。而铁磁谐振可能导致电压互感器熔丝熔断、烧毁或爆炸，因此，有必要对现场系统发生事故时是否发生了铁磁谐振，从而引起电压互感器烧毁或熔丝熔断的事故进行判断，以便于有针对性地进行事故处理，提出有效解决措施，抑制电压互感器的事故再次发生。
技术实现思路
本专利技术提供了一种配电网电压互感器的铁磁谐振判断方法及系统，解决了现有技术中无法判断引起电压互感器烧毁或熔丝熔断事故发生的原因是否为铁磁谐振的技术问题。本专利技术提供的一种配电网电压互感器的铁磁谐振判断方法，包括：根据电压互感器的参数及接入所述电压互感器的中性点不接地配网系统的参数，建立电压互感器铁磁谐振的数学模型和中性点不接地配网系统的等值电路模型；根据所述数学模型和所述等值电路模型，通过统一磁等效电路UMEC建模方法建立所述电压互感器铁磁谐振的模拟模型；根据事故发生时的中性点不接地配网系统的运行参数，在所述模拟模型中建立故障设定模型；设定所述模拟模型中的运行参数，并且进行模拟运行获得所述模拟模型的运行特性参数，所述运行特性参数包括母线电压、所述电压互感器的二次电压；根据所述运行特性参数判断所述模拟模型是否发生铁磁谐振。优选地，所述根据所述运行特性参数判断所述模拟模型是否发生铁磁谐振具体包括：若所述母线电压的幅值超过正常值的1.1倍且呈现低频振荡的趋势，及所述二次电压大于或等于30V，则判断所述模拟模型发生铁磁谐振，否则判断所述模拟模型没有发生铁磁谐振。优选地，所述数学模型具体为：其中，C0为母线对地电容，u0为电磁互感器二次电压，f(φn)为电磁互感器一次侧的励磁特性，R为电磁互感器的电阻；所述等值电路模型具体为：其中，E1、E2、E3分别为系统电源电压，L1、L2、L3分别为电压互感器励磁电感，E0为中性点位移电压，ω为常数。优选地，所述根据事故发生时的中性点不接地配网系统的运行参数，在所述模拟模型中建立故障设定模型具体包括：根据事故发生时的雷电定位和中性点不接地配网系统的运行参数，在所述模拟模型中建立故障设定模型，所述故障设定模型包括单相接地故障消失模块、合空载母线模块和系统负荷剧烈变化模拟模块。优选地，所述设定所述模拟模型中的运行参数包括：获取当前运行的中性点不接地配网系统的参数值，并根据所述参数值设定所述模拟模型中的系统等效电源参数、对地电容、相间电容、电压互感器的结构参数和励磁特性参数；所述系统等效电源参数包括系统电源电压和系统阻抗，所述电压互感器的结构参数包括额定视在功率、绕组接线方式和额定电压有效值。优选地，设定所述模拟模型中的对地电容具体包括：通过电容器外挂电压互感器对系统电容电流进行测量，获得系统电容电流测量值，并根据所述系统电容电流测量值以及系统电容电流与对地电容的数学关系获得对地电容，并将所述对地电容作为所述模拟模型中的对地电容设定值。本专利技术提供的一种配电网电压互感器的铁磁谐振判断系统，包括：第一建立模块，用于根据电压互感器的参数及接入所述电压互感器的中性点不接地配网系统的参数，建立电压互感器铁磁谐振的数学模型和中性点不接地配网系统的等值电路模型；第二建立模块，用于根据所述数学模型和所述等值电路模型，通过统一磁等效电路UMEC建模方法建立所述电压互感器铁磁谐振的模拟模型；第三建立模块，用于根据事故发生时的中性点不接地配网系统的运行参数，在所述模拟模型中建立故障设定模型；模拟模块，用于设定所述模拟模型中的运行参数，并且进行模拟运行获得所述模拟模型的运行特性参数，所述运行特性参数包括母线电压、所述电压互感器的二次电压；判断模块，用于根据所述运行特性参数判断所述模拟模型是否发生铁磁谐振。优选地，所述判断模块包括：判断单元，用于若所述母线电压的幅值超过正常值的1.1倍且呈现低频振荡的趋势，及所述二次电压大于或等于30V，则判断所述模拟模型发生铁磁谐振，否则判断所述模拟模型没有发生铁磁谐振。优选地，所述第三建立模块具体包括：建立单元，根据事故发生时的雷电定位和中性点不接地配网系统的运行参数，在所述模拟模型中建立故障设定模型，所述故障设定模型包括单相接地故障消失模块、合空载母线模块和系统负荷剧烈变化模拟模块。优选地，所述模拟模块包括：参数获取单元，用于获取当前运行的中性点不接地配网系统的参数值，并根据所述参数值设定所述模拟模型中的系统等效电源参数、对地电容、相间电容、电压互感器的结构参数和励磁特性参数；所述系统等效电源参数包括系统电源电压和系统阻抗，所述电压互感器的结构参数包括额定视在功率、绕组接线方式和额定电压有效值。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术中通过模拟现场运行环境中接有电压互感器的中性点不接地配电网系统，建立对应的电压互感器铁磁谐振的模拟模型，并且获得在现场系统中可能导致事故发生的故障参数，根据故障参数在模拟模型中增设故障设定模型，然后将模拟模型中的参数设定为现场运行环境中的运行参数，并进行模拟运行，以获得运行特性参数，最后根据获得的运行特性参数判断模拟模型是否发生了铁磁谐振，从而判断中性点不接地的配电网系统中的电压互感器烧毁或熔丝熔断是否为铁磁谐振引起，以便针对性进行事故处理，提出有效解决措施，抑制电压互感器的事故再次发生，提高电网运行安全性和可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种配电网电压互感器的铁磁谐振判断方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种中性点不接地配网系统的等值电路模型示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种中性点不接地配网系统的简化电路模型示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种电压互感器的励磁特性曲线示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种电压互感器铁磁谐振的模拟模型的示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种采用电容器外挂电压互感器对系统电容电流进行测量的接线原理示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种电容器外挂电压互感器的测试示意图；图8为本专利技术实施例提供的模拟模型中模拟运行获得的母线电压的波形示意图；图9为本专利技术实施例提供的模拟模型中模拟运行获得的电压互感器的二次电压的波形图；图10为本专利技术实施例提供的一种配电网电压互感器的铁磁谐振判断系统的结构示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网电压互感器的铁磁谐振判断方法，其特征在于，包括：根据电压互感器的参数及接入所述电压互感器的中性点不接地配网系统的参数，建立电压互感器铁磁谐振的数学模型和中性点不接地配网系统的等值电路模型；根据所述数学模型和所述等值电路模型，通过统一磁等效电路UMEC建模方法建立所述电压互感器铁磁谐振的模拟模型；根据事故发生时的中性点不接地配网系统的运行参数，在所述模拟模型中建立故障设定模型；设定所述模拟模型中的运行参数，并且进行模拟运行获得所述模拟模型的运行特性参数，所述运行特性参数包括母线电压、所述电压互感器的二次电压；根据所述运行特性参数判断所述模拟模型是否发生铁磁谐振。

【技术特征摘要】
1.一种配电网电压互感器的铁磁谐振判断方法，其特征在于，包括：根据电压互感器的参数及接入所述电压互感器的中性点不接地配网系统的参数，建立电压互感器铁磁谐振的数学模型和中性点不接地配网系统的等值电路模型；根据所述数学模型和所述等值电路模型，通过统一磁等效电路UMEC建模方法建立所述电压互感器铁磁谐振的模拟模型；根据事故发生时的中性点不接地配网系统的运行参数，在所述模拟模型中建立故障设定模型；设定所述模拟模型中的运行参数，并且进行模拟运行获得所述模拟模型的运行特性参数，所述运行特性参数包括母线电压、所述电压互感器的二次电压；根据所述运行特性参数判断所述模拟模型是否发生铁磁谐振。2.根据权利要求1所述的配电网电压互感器的铁磁谐振判断方法，其特征在于，所述根据所述运行特性参数判断所述模拟模型是否发生铁磁谐振具体包括：若所述母线电压的幅值超过正常值的1.1倍且呈现低频振荡的趋势，及所述二次电压大于或等于30V，则判断所述模拟模型发生铁磁谐振，否则判断所述模拟模型没有发生铁磁谐振。3.根据权利要求1所述的配电网电压互感器的铁磁谐振判断方法，其特征在于，所述数学模型具体为：其中，C0为母线对地电容，u0为电磁互感器二次电压，f(φn)为电磁互感器一次侧的励磁特性，R为电磁互感器的电阻；所述等值电路模型具体为：其中，E1、E2、E3分别为系统电源电压，L1、L2、L3分别为电压互感器励磁电感，E0为中性点位移电压，ω为常数。4.根据权利要求1所述的配电网电压互感器的铁磁谐振判断方法，其特征在于，所述根据事故发生时的中性点不接地配网系统的运行参数，在所述模拟模型中建立故障设定模型具体包括：根据事故发生时的雷电定位和中性点不接地配网系统的运行参数，在所述模拟模型中建立故障设定模型，所述故障设定模型包括单相接地故障消失模块、合空载母线模块和系统负荷剧烈变化模拟模块。5.根据权利要求1所述的配电网电压互感器的铁磁谐振判断方法，其特征在于，所述设定所述模拟模型中的运行参数包括：获取当前运行的中性点不接地配网系统的参数值，并根据所述参数值设定所述模...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓凤，杨贤，周原，李谦，魏俊涛，唐铭骏，杨翠茹，吕鸿，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44