抑制铁磁谐振的最佳消谐电流计算及实现方法技术

本发明专利技术提供了一种抑制铁磁谐振的最佳消谐电流计算及实现方法，包括：步骤1，在中性点非有效接地配电网发生单相接地故障时接入柔性接地装置，获得柔性接地配电网铁磁谐振抑制简化电路图；步骤2，将柔性接地装置作为中性点非有效接地配电网的一次侧消谐电阻，分别对中性点非有效接地配电网故障切除时加入消谐电阻的零状态响应等效电路和零输入响应等效电路进行分析，得到三种阻尼振动状态。本发明专利技术通过柔性接地装置使中性点非有效接地配电网在较短时间内脱离谐振状态，消谐速度快，有效避免了消谐措施切除后发生的二次谐振过电压，最佳消谐电流基于临界电阻值获得，避免了参数选择不当导致的消谐电阻发热严重和开口三角两端电压异常升高等问题。端电压异常升高等问题。端电压异常升高等问题。

【技术实现步骤摘要】
抑制铁磁谐振的最佳消谐电流计算及实现方法


[0001]本专利技术涉及配电网铁磁谐振抑制
，特别涉及一种抑制铁磁谐振的最佳消谐电流计算及实现方法。

技术介绍

[0002][1]梅成林,张超树.电压互感器铁磁谐振分析[J].电网技术,2008,32(S2)：311
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313.MeiChenglin,ZhangChaoshu.Analysis of voltage transformer ferroresonance[J].Power System Technology,2008,32(S2):311
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313.缺点：文中PT一次侧中性点经电阻接地抑制铁磁谐振的方法，接入大电阻，消谐效果较好，但电阻过大将影响保护的灵敏度，而且会产生很高的热量，电阻热容量有限，有可能使电阻烧毁；开口三角绕组加装阻尼电阻抑制铁磁谐振的方法，在电压互感器二次侧开口三角处接入电阻可以避免互感器饱和，但其难以区分基频谐振和单相接地，且无法抑制低频饱和电流；
[0003][2]梁志瑞,董维,刘文轩,等.电磁式电压互感器的铁磁谐振仿真研究[J].高压电器,2012,48(11):18
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23.Liang Zhirui,Dong Wei,Liu Wenxuan,et al.Analysis on ferroresonance of potential transformer[J].High Voltage Apparatus,2012,48(11):18
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23.缺点：文中PT一次侧中性点接消谐器消谐效果较好，但会有开口三角输出电压降低，影响接地装置灵敏性的问题；4PT接线方式抑制铁磁谐振的方法在实际中有一定的运行经验，但不能从根本上消除铁磁谐振频率，低频谐振造成的过电流可能持续较长时间，这有可能引发热击穿从而损坏设备。
[0004][3]曾祥君,杨先贵,王文,等.基于零序电压柔性控制的配电网铁磁谐振抑制方法[J].中国电机工程学报,2015,35(07):1666
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1673.Zeng Xiangjun,Yang Xiangui,Wang Wen,et al.Zero
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sequence voltage flexible control based ferroresonance suppressing method for distribution networks[J].Proceedings ofthe CSEE,2015,35(07):1666
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1673.缺点：文中所提抑制铁磁谐振方法为通过注入零序电流，迫使中性点电压为零，其在消谐措施加入期间可迅速抑制铁磁谐振，但因为其无法在短时内消耗谐振能量，当消谐措施撤去时，仍会发生铁磁谐振。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种抑制铁磁谐振的最佳消谐电流计算及实现方法，其目的是为了解决传统的柔性接地装置消谐电流选择标准不一和传统的抑制铁磁谐振的方法无法在短时内消耗谐振能量，当消谐措施撤去时，仍会发生铁磁谐振的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的实施例提供了一种抑制铁磁谐振的最佳消谐电流计算方法，包括：
[0007]步骤1，在中性点非有效接地配电网发生单相接地故障时接入柔性接地装置，获得柔性接地配电网铁磁谐振抑制简化电路图；
[0008]步骤2，将柔性接地装置作为中性点非有效接地配电网的一次侧消谐电阻，分别对
中性点非有效接地配电网故障切除时加入消谐电阻的零状态响应等效电路和零输入响应等效电路进行分析，得到三种阻尼振动状态；
[0009]步骤3，基于三种阻尼振动状态根据阻尼振动系统在临界电阻状态时消耗能量最快的结论，得到最佳消谐电阻；
[0010]步骤4，根据最佳消谐电阻计算出最佳消谐电流。
[0011]其中，所述步骤2具体包括：
[0012]基于零状态响应运算电路进行分析：只考虑三相电源对中性点非有效接地配电网的影响，零状态运算电路中三相对地电容的电压初始值和三相PT励磁电感的电流初始值均为零，根据节点电压法计算相量形式的第一零序电压：
[0013][0014]其中，表示相量形式的第一零序电压，表示A相电压，表示B相电压，表示C相电压，Y
A
表示A相导纳，Y
B
表示B相导纳，Y
C
表示C相导纳，为各相导纳，Y
x
表示各相导纳，x＝A、B、C；C表示电容，L
x
表示各相PT励磁电感，x＝A、B、C；在故障切除后的极短时间内，PT励磁电感电压逐渐向拐点电压靠近，PT励磁电感从线性区向饱和区过渡，在PT励磁电感过渡过程中三相电压仍保持对称，得到u
n1
＝0，其中，u
n1
表示时域下的第一零序电压；三相电源对中性点电压无作用。
[0015]其中，所述步骤2还包括：
[0016]基于零输入响应运算电路进行分析：不考虑三相电源，只考虑中性点非有效接地配电网状态变量的初始状态，如下所示：
[0017][0018]其中，R表示加入的消谐电阻，s表示复频率，U
n2
(s)表示复频域下的第二零序电压，u
A(0_)
表示A相对地电容电压值，u
B(0_)
表示B相对地电容电压值，i
A(0_)
表示A相PT励磁电感的电流值，i
B(0_)
表示B相PT励磁电感的电流值，C
Σ
表示总对地电容值，C
Σ
＝C
A
+C
B
+C
C
＝3C，C
A
表示A相对地电容，C
B
表示B相对地电容，C
C
表示C相对地电容，L
Σ
表示总PT励磁电感值，L
A
表示A相PT励磁电感，L
B
表示B相PT励磁电感，L
C
表示C相PT励磁电感。
[0019]其中，所述步骤2还包括：
[0020]零输入响应运算电路属于阻尼振动系统，零输入响应运算电路受扰动后不再受外界激励，因受到阻尼造成谐振能量消耗导致时域下的第二零序电压u
n2
的峰值衰减直至稳定为零；
[0021]根据公式(3)得到复频域下的第二零序电压U
n2
(s)，如下所示：
[0022][0023]设s1、s2为方程的两个解，方程判别式如下所示：
[0024][0025]其中，Δ表示方程判别式。
[0026]其中，所述步骤2还包括：
[0027]根据公式(4)，得到三种阻尼振动状态，包括：
[0028]第一种阻尼振动状态为当Δ＝0，时，其中，R
r
表示最佳消谐电阻，中性点非有效接地配电网有一对重实根，零输入响应运算电路处于非振荡放电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制铁磁谐振的最佳消谐电流计算方法，其特征在于，包括：步骤1，在中性点非有效接地配电网发生单相接地故障时接入柔性接地装置，获得柔性接地配电网铁磁谐振抑制简化电路图；步骤2，将柔性接地装置作为中性点非有效接地配电网的一次侧消谐电阻，分别对中性点非有效接地配电网故障切除时加入消谐电阻的零状态响应等效电路和零输入响应等效电路进行分析，得到三种阻尼振动状态；步骤3，基于三种阻尼振动状态根据阻尼振动系统在临界电阻状态时消耗能量最快的结论，得到最佳消谐电阻；步骤4，根据最佳消谐电阻计算出最佳消谐电流。2.根据权利要求1所述的抑制铁磁谐振的最佳消谐电流计算方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：基于零状态响应运算电路进行分析：只考虑三相电源对中性点非有效接地配电网的影响，零状态运算电路中三相对地电容的电压初始值和三相PT励磁电感的电流初始值均为零，根据节点电压法计算相量形式的第一零序电压：其中，表示相量形式的第一零序电压，表示A相电压，表示B相电压，表示C相电压，Y
A
表示A相导纳，Y
B
表示B相导纳，Y
C
表示C相导纳，为各相导纳，Y
x
表示各相导纳，x＝A、B、C；C表示电容，L
x
表示各相PT励磁电感，x＝A、B、C；在故障切除后的极短时间内，PT励磁电感电压逐渐向拐点电压靠近，PT励磁电感从线性区向饱和区过渡，在PT励磁电感过渡过程中三相电压仍保持对称，得到u
n1
＝0，其中，u
n1
表示时域下的第一零序电压；三相电源对中性点电压无作用。3.根据权利要求2所述的抑制铁磁谐振的最佳消谐电流计算方法，其特征在于，所述步骤2还包括：基于零输入响应运算电路进行分析：不考虑三相电源，只考虑中性点非有效接地配电网状态变量的初始状态，如下所示：其中，R表示加入的消谐电阻，s表示复频率，U
n2
(s)表示复频域下的第二零序电压，u
A(0_)
表示A相对地电容电压值，u
B(0_)
表示B相对地电容电压值，i
A(0_)
表示A相PT励磁电感的电流值，i
B(0_)
表示B相PT励磁电感的电流值，C
Σ
表示总对地电容值，C
Σ
＝C
A
+C
B
+C
C
＝3C，C
A
表示A相对地电容，C
B
表示B相对地电容，C
C
表示C相对地电容，L
Σ
表示总PT励磁电感值，L
A
表示A相PT励磁电感，L
B
表示B相PT励磁电感，L
C
表示C相PT励磁电感。4.根据权利要求3所述的抑制铁磁谐振的最佳消谐电流计算方法，其特征在于，所述步骤2还包括：零输入响应运算电路属于阻尼振动系统，零输入响应运算电路受扰动后不再受外界激
励，因受到阻尼造成谐振能量消耗导致时域下的第二零序电压u
n2
的峰值衰减直至稳定为零；根据公式(3)得到复频域下的第二零序电压U
n2
(s)，如下所示：设s1、s2为方程的两个解，方程判别式如下所示：其中，Δ表示方程判别式。5.根据权利要求4所述的抑制铁磁谐振的最佳消谐电流计算方法，其特征在于，所述步骤2还包括：根据公式(4)，得到三种阻尼振动状态，包括：第一种阻尼振动状态为当Δ＝0，时，其中，R
r
表示最佳消谐电阻，中性点非有效接地配电网有一对重实根，零输入响应运算电路处于非振荡放电的临界状态，中性点非有效接地配电网的阻尼形式称为临界阻尼；第二种阻尼...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文，卢盼，刘鹏飞，刘琼，曾祥君，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：