配电网对地分布电容在线测试方法技术

本发明专利技术涉及配电网对地分布电容在线测试方法，方法包括以下步骤：步骤1：构建用于配电网对地分布电容计算的电网建模，通过系统参数等值的方法，建立配电网模型，满足对地分布电容参数计算的要求；步骤2：采用信号注入原理，从消弧线圈副边或

【技术实现步骤摘要】
配电网对地分布电容在线测试方法


[0001]本专利技术属于配电网
，具体涉及配电网对地分布电容在线测试方法
。

技术介绍

[0002]配电网等效对地电容指配电线路及主要一次设备
(
变压器
、
母线
)
等效对地总的零序电容效应，是造成配电网单相接地故障电流的主要因素，通常在系统中性点处安装消弧线圈来补偿这部分容性无功电流，目前的消弧线圈多为自动跟踪补偿，而系统的等效对地分布电容为调节消弧线圈的主要依据；另外，在计算小电流接地故障电流时，系统的等效对地分布电容是一不可或缺的参数
。
可见，准确地计算出配电网等效对地分布电容对于消弧线圈的自动跟踪补偿以及单相接地全故障电流的计算具有十分重要的意义；当前针对配电网对地电容的计算方法存在不精确
、
不全面等问题；因此，提供一种在时域和频域下参数计算
、
实现对地参数精确计算
、
提高配电网供电可靠性的配电网对地分布电容在线测试方法是非常有必要的
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种在时域和频域下参数计算
、
实现对地参数精确计算
、
提高配电网供电可靠性的配电网对地分布电容在线测试方法
。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：配电网对地分布电容在线测试方法，所述的方法包括以下步骤：
[0005]步骤1：构建用于配电网对地分布电容计算的电网建模，通过系统参数等值的方法，建立配电网模型，满足对地分布电容参数计算的要求；
[0006]步骤2：采用信号注入原理，从消弧线圈副边或
PT
的开口三角形侧，短时注入一定幅值的恒频电流检测信号；
[0007]步骤3：基于建立的配电网模型和欧姆定律求解复数电路方程，得到系统对地分布电容参数的大小；
[0008]步骤4：基于计算结果控制消弧线圈的运行档位，将其预调至系统谐振点附近，当中性点电压发生偏移时能够提供良好的补偿功能
。
[0009]所述的步骤1具体为：利用伯德图分析比较统一采样频率下不同频率信号的计算误差，选择同等条件下误差最小的最优信号频率，为消除一次系统固有的分数次间谐波的影响，在注入信号时，采用间歇注入方式，并非连续注入，利用控制信号注入装置通过
PWM
脉冲宽度调制技术和信号滤波技术产生占空比为
50
％的方波信号，当控制信号为高电平时，启动信号注入装置注入正弦电流信号；当为低电平时，中止注入
。
[0010]所述的步骤2具体为：采用分时段注入正弦信号的方法确定信号的注入位置，包括向消弧线圈副边注入信号
、
母线
TV
副边注入信号以及电容器组中性点注入信号，使用高精度电流互感器和母线零序电压互感器获得线路零序电压
、
电流采样值，选择某一个时间区段的采样值进行分析计算，对每一个采样时刻进行一次时域分析，并应用到时间区段内每
一个采样时刻，根据拟合原理排除误差较大的低信度数据，并将剩余数据的平均值作为最后配电线路零序参数的测量结果
。
[0011]步骤3具体包括以下步骤：
[0012]步骤
3.1
：利用注入的时域信号，列写关于线路参数的微分方程，通过求解微分方程获得所需线路参数；
[0013]步骤
3.2
：利用注入的相量信息，列写电路的相量方程，基于欧姆定律求解复数方程，获得所需的线路参数；
[0014]步骤
3.3
：注入一个宽频带信号，提取其中相异的三个频率信号，建立多参数联立方程并求解未知数，获得更为丰富
、
完整的配电线路参数；
[0015]步骤
3.4
：利用
PSCAD/EMTDC
数字仿真技术，获取实际现场的配电网结构和设备参数，建立与实际配电网结构和特性一致的数字仿真模型，对线路参数测量方法的正确性和有效性进行仿真验证
。
[0016]所述的步骤3中对向消弧线圈副边注入信号的计算过程具体为：对于消弧线圈带有副边绕组的系统，可从消弧线圈副边绕组向电网注入恒频电流信号，在消弧线圈原边安装高精度电流互感器可检测流过消弧线圈的注入电流，利用母线零序电压互感器可测量注入电流信号在系统一次侧所产生的电压，由正弦稳态电路理论得出配电网的等效对地分布电容：式中
,
ω
s
＝2π
f
s
，
f
s
为注入信号的频率；
Z1为所有线路并联后的等效阻抗；
G
x
为系统的等效对地电导；
C
x
为系统的等效对地电容；为注入电流在系统一次侧所有线路中的电流相量之和，有一次侧所有线路中的电流相量之和，有为流过消弧线圈原边的注入电流相量，可通过电流互感器获得；为注入信号在系统线路与分布电容支路上产生的电压降，可由母线处的开口三角形电压互感器获得；与系统的对地容抗相比
,
线路阻抗
Z1很小，为简化计算可以忽略，当系统规模较大
、
出线数量较多时，
Z1的影响会进一步减小，故近似有：将式
(2)
两边分别按实
、
虚部展开，得：利用采样值，基于描述电路的微分方程，也可计算得到等效对地分布电容，设
Z1＝
R+j
ω
L
，
u
s
、i
s
是与相量对应的瞬时值，则由数值微分计算整理得：式中，
u
s
(n)、i
s
(n)
为
u
s
、i
s
的采样值序列；
T
s
为采样时间间隔；
G
x
、C
x
、R、L
与
L
为未知量，通过式
(6)
列写关于未知量的正定或超定方程组，进而求出等效对地分布电容
C
x
。
[0017]所述的步骤3中对向母线
TV
副边注入信号的计算过程具体为：若消弧线圈不带二次绕组，可从母线电压互感器二次侧的开口三角形侧注入信号；注入信号感应到电网一次侧，一部分经过对地分布电容支路，另一部分经过消弧线圈支路；设注入的电流是母线电压互感器的变比是
n
TV
，则感应到一次侧三相的注入电流和为消弧线圈处电流互感器测得的注入电流为
L
TV
为母线电压互感器的零序电感，
L
d
为接地变压器的零序电感，
L
xh
为消弧线圈的电感，为流过消弧线圈的电流，流过系统对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
配电网对地分布电容在线测试方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：步骤1：构建用于配电网对地分布电容计算的电网建模，通过系统参数等值的方法，建立配电网模型，满足对地分布电容参数计算的要求；步骤2：采用信号注入原理，从消弧线圈副边或
PT
的开口三角形侧，短时注入一定幅值的恒频电流检测信号；步骤3：基于建立的配电网模型和欧姆定律求解复数电路方程，得到系统对地分布电容参数的大小；步骤4：基于计算结果控制消弧线圈的运行档位，将其预调至系统谐振点附近，当中性点电压发生偏移时能够提供良好的补偿功能
。2.
如权利要求1所述的配电网对地分布电容在线测试方法，其特征在于：所述的步骤1具体为：利用伯德图分析比较统一采样频率下不同频率信号的计算误差，选择同等条件下误差最小的最优信号频率，为消除一次系统固有的分数次间谐波的影响，在注入信号时，采用间歇注入方式，并非连续注入，利用控制信号注入装置通过
PWM
脉冲宽度调制技术和信号滤波技术产生占空比为
50
％的方波信号，当控制信号为高电平时，启动信号注入装置注入正弦电流信号；当为低电平时，中止注入
。3.
如权利要求1所述的配电网对地分布电容在线测试方法，其特征在于：所述的步骤2具体为：采用分时段注入正弦信号的方法确定信号的注入位置，包括向消弧线圈副边注入信号
、
母线
TV
副边注入信号以及电容器组中性点注入信号，使用高精度电流互感器和母线零序电压互感器获得线路零序电压
、
电流采样值，选择某一个时间区段的采样值进行分析计算，对每一个采样时刻进行一次时域分析，并应用到时间区段内每一个采样时刻，根据拟合原理排除误差较大的低信度数据，并将剩余数据的平均值作为最后配电线路零序参数的测量结果
。4.
如权利要求1所述的配电网对地分布电容在线测试方法，其特征在于：所述的步骤3具体包括以下步骤：步骤
3.1
：利用注入的时域信号，列写关于线路参数的微分方程，通过求解微分方程获得所需线路参数；步骤
3.2
：利用注入的相量信息，列写电路的相量方程，基于欧姆定律求解复数方程，获得所需的线路参数；步骤
3.3
：注入一个宽频带信号，提取其中相异的三个频率信号，建立多参数联立方程并求解未知数，获得更为丰富
、
完整的配电线路参数；步骤
3.4
：利用
PSCAD/EMTDC
数字仿真技术，获取实际现场的配电网结构和设备参数，建立与实际配电网结构和特性一致的数字仿真模型，对线路参数测量方法的正确性和有效性进行仿真验证
。5.
如权利要求4所述的配电网对地分布电容在线测试方法，其特征在于：所述的步骤3中对向消弧线圈副边注入信号的计算过程具体为：对于消弧线圈带有副边绕组的系统，可从消弧线圈副边绕组向电网注入恒频电流信号，在消弧线圈原边安装高精度电流互感器可检测流过消弧线圈的注入电流，利用母线零序电压互感器可测量注入电流信号在系统一次侧所产生的电压，由正弦稳态电路理论得出配电网的等效对地分布电容：
式中
,
ω
s
＝2π
f
s
，
f
s
为注入信号的频率；
Z1为所有线路并联后的等效阻抗；
G
x
为系统的等效对地电导；
C
x
为系统的等效...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江涛，胡金辉，张程，孟永，尚永攀，马磊，耿冲，付瑞杰，姬亚南，南钰，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司开封市祥符供电公司，
类型：发明
国别省市：