基于消弧线圈的不平衡电压调节系统及调节方法技术方案

本申请提供基于消弧线圈的不平衡电压调节系统及调节方法，用于小电流接地系统中。所述不平衡电压调节系统包括调节装置和柔性电流源，调节装置的输入端连接小电流接地系统的母线电压互感器和消弧线圈，从母线电压互感器获得母线零序电压，从消弧线圈获得消弧线圈电流和系统电容电流信息，调节装置根据母线零序电压判断小电流接地系统存在三相电压不平衡时，根据消弧线圈电流和系统电容电流计算出需注入小电流接地系统中性点的电流向量，向柔性电流源发出控制信号；柔性电流源的第一端连接小电流接地系统的接地变压器的副边，第二端接地，柔性电流源接收控制信号输出电流向量，降低小电流接地系统中性点的不平衡电压。

【技术实现步骤摘要】
基于消弧线圈的不平衡电压调节系统及调节方法
本申请涉及电力系统的继电保护
，具体涉及基于消弧线圈的不平衡电压调节系统及调节方法。
技术介绍
在3kV-66kV小电流接地系统中，存在部分线路因为在建设初期没有合理换相，导致三相对地电容值不一致，进而产生三相不平衡电压。三相不平衡电压要求消弧线圈具有较高的补偿度，但是这会导致发生单相接地故障时调节电流过大，危害电网安全。如果采用装置进行调节，消除正常运行时的三相不平衡电压，中性点消弧线圈可以采用较小补偿度，进而提高电网稳定度。中国专利技术专利106887856A公开三相不平衡调节控制方法、装置及三相不平衡调节系统。该方案通过计算三相电流不平衡度，并将其送入电压外环，与三相电流不平衡度给定值作差，经过电压、电流闭环控制生成总调制波，调制后生成调整有功功率的控制信号。该方法采用闭环控制来寻找三相补偿值的准确值，控制效果受到控制参数影响较大，控制过程负责且控制时间也较长。中国专利技术专利104092228A公开中性点非有效接地系统的不对称电压两点有源控制。该专利通过从中性点两次注入电流的方法，计算出最终控制目标值，然后下发控制指令给变换器完成补偿。该方法采用试注入的方法，对电网运行会产生一定影响，较大的注入电流会造成电网不平衡度增加甚至危害运行安全，较小的注入电流引起的电网电压变化较小影响控制精度。2014年第4期《中国电机工程学报》文章《基于柔性接地技术的配电网三相不平衡过电压抑制方法》利用小电流接地系统导纳参数计算注入调节电流值，控制单相变流器从中性点注入调节电流,控制不平衡电压为零，实现三相电压平衡运行。注入电流大小需要根据网络参数计算得到，实际运行中运行方式是随着线路投切实时改变，控制器无法准确取得电网参数变化，因此该方法计算复杂，且不能适应运行方式变化达到完全补偿效果。
技术实现思路
本申请实施例提供一种基于消弧线圈的不平衡电压调节系统，用于小电流接地系统中，所述不平衡电压调节系统包括调节装置和柔性电流源，所述调节装置的输入端连接小电流接地系统的母线电压互感器和消弧线圈，从所述母线电压互感器获得母线零序电压，从所述消弧线圈获得消弧线圈电流和系统电容电流信息，所述调节装置根据所述母线零序电压判断小电流接地系统存在三相电压不平衡时，根据所述消弧线圈电流和所述系统电容电流计算出需注入小电流接地系统中性点的电流向量，并向柔性电流源发出控制信号；所述柔性电流源的第一端连接小电流接地系统的接地变压器的副边，所述柔性电流源的第二端接地，所述柔性电流源接收所述控制信号，输出所述电流向量，降低小电流接地系统中性点的不平衡电压。根据一些实施例，所述调节装置还从所述母线电压互感器获得母线三相电压，并根据所述母线三相电压获取调节结果。根据一些实施例，所述柔性电流源包括单相变换器。根据一些实施例，所述调节系统还包括消弧线圈控制器，所述消弧线圈控制器将所述消弧线圈电流和所述系统电容电流信息传输到所述调节装置。根据一些实施例，所述调节装置通过有线或无线的方式向所述柔性电流源发出所述控制信号。根据一些实施例，所述根据所述消弧线圈电流和所述系统电容电流计算出需注入小电流接地系统中性点的电流向量，公式如下：式中，为柔性电流源应注入小电流接地系统中性点的电流向量，为系统电容电流，为消弧线圈电流。本申请实施例还提供一种基于消弧线圈的不平衡电压调节系统的调节方法，包括：实时采集小电流接地系统的母线电压互感器的母线零序电压；基于所述母线零序电压，判断所述小电流接地系统是否存在三相电压不平衡；响应于存在三相电压不平衡，检测消弧线圈电流和系统电容电流；根据所述消弧线圈电流和所述系统电容电流计算出需注入小电流接地系统中性点的电流向量；利用所述柔性电流源向小电流接地系统中性点注入所述电流向量，降低小电流接地系统中性点的不平衡电压。根据一些实施例，所述调节方法还包括：实时采集所述小电流接地系统的所述母线电压互感器的母线三相电压，以评价调节效果。根据一些实施例，所述检测所述消弧线圈电流和所述系统电容电流，包括：从消弧线圈控制器获取所述消弧线圈电流和所述系统电容电流信息。根据一些实施例，所述根据所述消弧线圈电流和所述系统电容电流计算出需注入小电流接地系统中性点的电流向量，公式如下：式中，为柔性电流源应注入小电流接地系统中性点的电流向量，为系统电容电流，为消弧线圈电流。本申请实施例提供的技术方案，无需测量小电流接地系统无功及电容电流，仅以中心点对地不平衡电压为调节目标，快速将三相不平衡电压降低到合理数值，可减少因为三相电压不平衡带来的消弧线圈补偿度高，因而带来的接地短路电流过大问题，大幅提高电网的可靠性和安全性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请实施例提供的一种典型配电网示意图。图2是本申请实施例提供的一种基于消弧线圈的不平衡电压调节系统接线示意图。图3是本申请实施例提供的一种基于消弧线圈的不平衡电压调节系统的调节方法流程示意图。图4是本申请实施例提供的一种经消弧线圈接地的配电网在1.5s进行不平衡电压调节后母线三相电压幅值的变化波形示意图。图5是本申请实施例提供的一种经消弧线圈接地的配电网在1.5s进行不平衡电压调节后母线零序电压幅值的变化波形示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。图1是本申请实施例提供的一种典型配电网示意图。如图1所示的典型配电网中，rA、rB、rC分别为线路三相对地泄漏电阻，CA、CB、CC为线路三相对地电容，由于系统存在不平衡，以上参数具有不对称性。为各条线路上三相对地电压，为变压器三相对称电动势。对于图1中典型配电网，线路上零序电流可以表示如下。线路电压和变压器电动势存在如下关系。上式中，为中性点对地电压，也就是不平衡电压。根据以上两式可以得到下式。从上式可以得到，线路电容电流由不平衡电容电流(中括号中三项)和中性点偏离电压产生的电容电流(等号右边最后一项)构成。即在不平衡系统中，线路电容电流等于不平衡电容电流与中性点偏离电压产生的电容电流之和。其中，为当前消弧线圈上电流，可以通过从消弧线圈控制器上获取，或者加装CT测量；为系统电容电流，消弧线圈都具备测量这个电流的功能，这个数据可以通过消弧线圈控制器获取。当电流源注入电流与等大反向时即可将消弧线圈处电压降到零，进而消除系统不平衡电压。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于消弧线圈的不平衡电压调节系统，用于小电流接地系统中，所述不平衡电压调节系统包括：/n调节装置，输入端连接小电流接地系统的母线电压互感器和消弧线圈，从所述母线电压互感器获得母线零序电压，从所述消弧线圈获得消弧线圈电流和系统电容电流信息，所述调节装置根据所述母线零序电压判断小电流接地系统存在三相电压不平衡时，根据所述消弧线圈电流和所述系统电容电流计算出需注入小电流接地系统中性点的电流向量，并向柔性电流源发出控制信号；/n柔性电流源，第一端连接小电流接地系统的接地变压器的副边，第二端接地，所述柔性电流源接收所述控制信号，输出所述电流向量，降低小电流接地系统中性点的不平衡电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于消弧线圈的不平衡电压调节系统，用于小电流接地系统中，所述不平衡电压调节系统包括：
调节装置，输入端连接小电流接地系统的母线电压互感器和消弧线圈，从所述母线电压互感器获得母线零序电压，从所述消弧线圈获得消弧线圈电流和系统电容电流信息，所述调节装置根据所述母线零序电压判断小电流接地系统存在三相电压不平衡时，根据所述消弧线圈电流和所述系统电容电流计算出需注入小电流接地系统中性点的电流向量，并向柔性电流源发出控制信号；
柔性电流源，第一端连接小电流接地系统的接地变压器的副边，第二端接地，所述柔性电流源接收所述控制信号，输出所述电流向量，降低小电流接地系统中性点的不平衡电压。


2.如权利要求1所述的基于消弧线圈的不平衡电压调节系统，其中，所述调节装置还从所述母线电压互感器获得母线三相电压，并根据所述母线三相电压获取调节结果。


3.如权利要求1所述的基于消弧线圈的不平衡电压调节系统，其中，所述柔性电流源包括单相变换器。


4.如权利要求1所述的基于消弧线圈的不平衡电压调节系统，还包括：
消弧线圈控制器，将所述消弧线圈电流和所述系统电容电流信息传输到所述调节装置。


5.如权利要求1所述的基于消弧线圈的不平衡电压调节系统，其中，所述调节装置通过有线或无线的方式向所述柔性电流源发出所述控制信号。


6.如权利要求1所述的基于消弧线圈的不平衡电压调节系统，其中，所述根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜淼，李赫，华亮亮，石勇，陈俊，侯炜，蒋顺平，陶征，郑雷，
申请(专利权)人：南京南瑞继保工程技术有限公司，国网内蒙古东部电力有限公司通辽供电公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32