【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电气测量，具体涉及消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法。
技术介绍
1、配电网多采用谐振接地方式，近年来随着配电网自动化的迅速发展，自动消弧线圈得到广泛的应用，谐振接地系统发生单相接地故障时，接地故障点的残流越小越有利于故障电弧的熄灭、越有利于故障自恢复、越有利于提高配电网供电的可靠性在谐振接地系统中，自动消弧线圈能够精确地补偿电网的电容电流在单相接地发生时将残流限制在一个理想的范围内，使接地点的电弧易于熄灭，避免弧光接地过电压的产生，精确补偿的前提是电容电流的精确测量，但在实际应用中，存在测量误差偏大的问题，传统上应用两点法测量电容电流，由于忽略了阻尼电阻，测量误差较大；而且传统方法均只跟踪或测量电网的对地电容电流，无法进行在线准确测量，也不能既适用于“随调谐”，也适用于预调谐”消弧线圈；因此，提供一种测量精度高、减少误差、调谐控制适用性好、测量方法简便的消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法是非常有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种测量精度高、减少误差、调谐控制适用性好、测量方法简便的消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法。
2、本专利技术的目的是这样实现的：消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法，所述的方法包括以下步骤：
3、步骤1：采用改进的电感无级可调消弧线圈谐振测量方法；
4、步骤2：采用电感有级可调消弧线圈电容电流谐振测量方法；
5、步骤3：采
6、所述的步骤1中的采用改进的电感无级可调消弧线圈谐振测量方法具体为：中性点经消弧线圈接地电网正常运行时的零序等值电路为一串联谐振电路，uun表示电网不对称电压；xl表示消弧线圈的感抗；xc是线路对地容抗；预调式消弧线圈需要接入阻尼电阻r，而线路对地的泄露电阻较小，可以忽略；谐振法测量电容电流的原理为：调整消弧线圈感抗使其等于线路对地容抗即xl＝xc时，发生电路串联谐振，回路中流过的电流为阻性，幅值达到最大，理论上，在调谐时，可通过串联在中性点的电流互感器不断检测并比较回路中的电流，达到最大值时，即判断为谐振点，取出此点的感抗，即是系统容抗，由此计算出系统电容电流。
7、所述的步骤2中的采用电感有级可调消弧线圈电容电流谐振测量方法具体为：一般来说，电感连续可调的消弧线圈应用谐振法可直接找到谐振点，而调匝式或者调容式消弧线圈由于电感不连续，无法直接找出谐振点，但可以找出在谐振点左右的3个点，由此3点，拟合出曲线方程，再求出该曲线方程的极大值点即谐振点的感抗值，在该点系统容抗等于感抗，于是计算出系统电容电流；由脱谐度的公式：v＝(xl-xc)/xl(7)，当xl＝xc时，v＝0，电网处于谐振状态，中性点电流i0＝i0max；而当xl＞xc或xl＜xc时，v2＞0，i0＜i0max；xl偏离xc愈远，i0愈小，在xc两边i0呈现出急剧下降的趋势；在xlmin≤xl≤xlmax范围内，i0只有一个顶点，i0和xl的函数关系可用抛物线近似表示：消弧线圈在各挡的感抗xl已知，i0可以测得；将谐振点左右3挡的xl和测得的i0代入式(7)，得到3个方程，用行列式计算：
8、
9、a＝|d1|/|d|,b＝|d2|/|d|(12)，抛物线的顶点：xl＝-b/(2a)(13)，为系统的谐振点，xl＝xc，由此求出电容电流ic。
10、所述的步骤3中的采用消弧线圈控制的单相接地电流测量方法对接地故障电流进行在线测量具体包括以下步骤：
11、步骤3.1：接地故障电流的在线测量；
12、步骤3.2：电网接地电容(脱谐)电流的测量；
13、步骤3.3：电网接地故障电流中有功分量的测量；
14、步骤3.4：模拟试验与测量误差分析。
15、所述的步骤3.1中的接地故障电流的在线测量具体为：对随调式消狐线圈，l为消弧线圈输出初始补偿电流时的等效电感值；对预调式消弧线圈，l为消弧线圈当前输出补偿电流时的等效电感值；ca、cb、cc分别为电网三相对地电容；gσ＝1/ra+1/rb+1/rc为电网三相对地总电导；gl＝1/rl为消弧线圈损耗等效电导与阻尼电导的和；u0为电网中性点对地电压，在未调谐测量以前，电网正常运行状态下的零序电压：式中，ea为a相电势；α＝ej2π/3；cσ＝ca+cb+cc；调谐测量时控制消弧线圈输出一个“已知的”补偿电流增量其中，δ(1/ωl)为补偿电纳增量；为额定相电势；这时的零序电压由式(15)减(14)得：则式(17)两边同乘以额定相电势得：式中，为电网接地电容电流；为电网接地故障电流中的有功分量。
16、所述的“已知的”补偿电流增量δi∞mp不是一测量值，它是由消弧线圈在额定工作电压下的控制特性决定的值，其本质是补偿电纳增量δ(1/ωl)；如对“调匝式”、“调容式”消弧线圈，它是消弧线圈在额定电压下两档间的差值；再如对“偏磁式”消弧线圈，它是消弧线圈在额定电压下零偏磁控制电流与一个给定的偏磁控制电流下消弧线圈输出补偿电流的差值；又如对“相控式”消弧线圈它是消弧线圈在额定电压下零导通角与一个给定的控制导通角下消弧线圈输出补偿电流的差值；这个值是消弧线圈的特性决定的，在消弧线圈出厂时是可以精确“已知的”。
17、所述的步骤3.2中的电网接地电容(脱谐)电流的测量具体为：在“随调式”消弧线圈控制中，用式(18)右边取实部得电网接地电容电流：，式中，分别为以电网单相接地故障时相位不变的某相量为参考相量，两相量u01和u02相对于该参考相量的初相角；u01(k)、u02(k)分别为瞬时值u01和u02的采值；t为周期；在“预调式”消弧线圈的控制中，电网的脱谐电流当iv为“正”时“增加”输出iv值的补偿电流；当iv为“负”时“减少”输出iv值的补偿电流；消弧线圈便达到“全补偿”。
18、所述的步骤3.3中的电网接地故障电流中有功分量的测量具体为：式(18)右边取虚部得接地故障电流中有功分量：式中，
19、本专利技术的有益效果：本专利技术为消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法，在使用中，本专利技术针对谐振法测量电容电流在自动消弧线圈中测量误差偏大的问题，推导出连续无级可调消弧线圈谐振测量法的改进公式以及有级可调消弧线圈谐振法的一般公式，本专利技术的基于谐振法的自动消弧线圈电容电流测量精度明显提高，具有推广应用的价值；为提高消弧线圈动作的成功率，本专利技术提出一种既适合于“随调式”又适合于“预调式”消弧线圈控制的接地电流测量方法；先测量出电网正常运行的零序电压，而后控制消弧线圈输出一个已知的增量补偿电流，再测得该增量补偿电流输出后的电网零序电压值，依据这3个量准确计算出电网的接地电流的电容电流(或脱谐电流)分量和有功电流(阻尼电流)分量，本专利技术方法测量简便、精确；本专利技术具有测量精度高、减少误差、调谐控制适用性好、测量方法简便的优点。
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1.消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法，其特征在于：所述的步骤1中的采用改进的电感无级可调消弧线圈谐振测量方法具体为：中性点经消弧线圈接地电网正常运行时的零序等值电路为一串联谐振电路，Uun表示电网不对称电压；XL表示消弧线圈的感抗；Xc是线路对地容抗；预调式消弧线圈需要接入阻尼电阻R，而线路对地的泄露电阻较小，可以忽略；谐振法测量电容电流的原理为：调整消弧线圈感抗使其等于线路对地容抗即XL＝Xc时，发生电路串联谐振，回路中流过的电流为阻性，幅值达到最大，理论上，在调谐时，可通过串联在中性点的电流互感器不断检测并比较回路中的电流，达到最大值时，即判断为谐振点，取出此点的感抗，即是系统容抗，由此计算出系统电容电流。
3.如权利要求1所述的消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法，其特征在于：所述的步骤2中的采用电感有级可调消弧线圈电容电流谐振测量方法具体为：一般来说，电感连续可调的消弧线圈应用谐振法可直接找到谐振点，而调匝式或者调容式消弧线圈由于
4.如权利要求1所述的消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法，其特征在于：所述的步骤3中的采用消弧线圈控制的单相接地电流测量方法对接地故障电流进行在线测量具体包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法，其特征在于：所述的步骤3.1中的接地故障电流的在线测量具体为：对随调式消狐线圈，L为消弧线圈输出初始补偿电流时的等效电感值；对预调式消弧线圈，L为消弧线圈当前输出补偿电流时的等效电感值；CA、CB、CC分别为电网三相对地电容；GΣ＝1/rA+1/rB+1/rC为电网三相对地总电导；GL＝1/RL为消弧线圈损耗等效电导与阻尼电导的和；U0为电网中性点对地电压，在未调谐测量以前，电网正常运行状态下的零序电压：式中，EA为A相电势；α＝ej2π/3；CΣ＝CA+CB+CC；调谐测量时控制消弧线圈输出一个“已知的”补偿电流增量其中，Δ(1/ωL)为补偿电纳增量；为额定相电势；这时的零序电压由式(15)减(14)得：则式(17)两边同乘以额定相电势得：式中，为电网接地电容电流；为电网接地故障电流中的有功分量。
6.如权利要求5所述的消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法，其特征在于：所述的“已知的”补偿电流增量ΔI∞mp不是一测量值，它是由消弧线圈在额定工作电压下的控制特性决定的值，其本质是补偿电纳增量Δ(1/ωL)；如对“调匝式”、“调容式”消弧线圈，它是消弧线圈在额定电压下两档间的差值；再如对“偏磁式”消弧线圈，它是消弧线圈在额定电压下零偏磁控制电流与一个给定的偏磁控制电流下消弧线圈输出补偿电流的差值；又如对“相控式”消弧线圈它是消弧线圈在额定电压下零导通角与一个给定的控制导通角下消弧线圈输出补偿电流的差值；这个值是消弧线圈的特性决定的，在消弧线圈出厂时是可以精确“已知的”。
7.如权利要求4所述的消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法，其特征在于：所述的步骤3.2中的电网接地电容(脱谐)电流的测量具体为：在“随调式”消弧线圈控制中，用式(18)右边取实部得电网接地电容电流：，式中，分别为以电网单相接地故障时相位不变的某相量为参考相量，两相量U01和U02相对于该参考相量的初相角；u01(k)、u02(k)分别为瞬时值u01和u02的采值；T为周期；在“预调式”消弧线圈的控制中，电网的脱谐电流当Iv为“正”时“增加”输出Iv值的补偿电流；当Iv为“负”时“减少”输出Iv值的补偿电流；消弧线圈便达到“全补偿”。
8.如权利要求4所述的消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方...
【技术特征摘要】
1.消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法，其特征在于：所述的步骤1中的采用改进的电感无级可调消弧线圈谐振测量方法具体为：中性点经消弧线圈接地电网正常运行时的零序等值电路为一串联谐振电路，uun表示电网不对称电压；xl表示消弧线圈的感抗；xc是线路对地容抗；预调式消弧线圈需要接入阻尼电阻r，而线路对地的泄露电阻较小，可以忽略；谐振法测量电容电流的原理为：调整消弧线圈感抗使其等于线路对地容抗即xl＝xc时，发生电路串联谐振，回路中流过的电流为阻性，幅值达到最大，理论上，在调谐时，可通过串联在中性点的电流互感器不断检测并比较回路中的电流，达到最大值时，即判断为谐振点，取出此点的感抗，即是系统容抗，由此计算出系统电容电流。
3.如权利要求1所述的消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法，其特征在于：所述的步骤2中的采用电感有级可调消弧线圈电容电流谐振测量方法具体为：一般来说，电感连续可调的消弧线圈应用谐振法可直接找到谐振点，而调匝式或者调容式消弧线圈由于电感不连续，无法直接找出谐振点，但可以找出在谐振点左右的3个点，由此3点，拟合出曲线方程，再求出该曲线方程的极大值点即谐振点的感抗值，在该点系统容抗等于感抗，于是计算出系统电容电流；由脱谐度的公式：v＝(xl-xc)/xl(7)，当xl＝xc时，v＝0，电网处于谐振状态，中性点电流i0＝i0max；而当xl＞xc或xl＜xc时，v2＞0，i0＜i0max；xl偏离xc愈远，i0愈小，在xc两边i0呈现出急剧下降的趋势；在xlmin≤xl≤xlmax范围内，i0只有一个顶点，i0和xl的函数关系可用抛物线近似表示：消弧线圈在各挡的感抗xl已知，i0可以测得；将谐振点左右3挡的xl和测得的i0代入式(7)，得到3个方程，用行列式计算：a＝|d1|/|d|,b＝|d2|/|d| (12)，抛物线的顶点：xl＝-b/(2a) (13)，为系统的谐振点，xl＝xc，由此求出电容电流ic。
4.如权利要求1所述的消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法，其特征在于：所述的步骤3中的采用消弧线圈控制的单相接地电流测量方法对接地故障电流进行在线测量具体包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的消弧线圈自动跟踪补偿装置电容电流的测量方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李江涛，孟永，马磊，尚永攀，耿冲，高岩，王坡，
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：
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