一種配電系統(tǒng)等值對地分布電容測量方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種配電系統(tǒng)等值對地分布電容測量方法的技術(shù)方案，包括如下步驟：1）向配電系統(tǒng)中注入恒定頻率的信號電流；2）測量消弧線圈原邊的中性線電流和配電系統(tǒng)中母線上的母線電壓，對測量的中心線電流和母線電壓進(jìn)行濾波，濾除工頻的電氣量，得到注入配電系統(tǒng)的電流及其在等值對地分布電容上產(chǎn)生的壓降；3）基于集中參數(shù)模型對配電系統(tǒng)進(jìn)行建模，根據(jù)歐姆定律獲得注入信號電流、電壓與配電系統(tǒng)等值對地分布電容的復(fù)數(shù)方程，4）根據(jù)步驟3）中的公式獲得配電系統(tǒng)的等值對地分布電容值及配電系統(tǒng)的對地絕緣電阻值。本方法具有原理清晰、易于實現(xiàn)、適用范圍廣、計算準(zhǔn)確度高等優(yōu)點。
【專利說明】—種配電系統(tǒng)等值對地分布電容測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及的是一種基于恒頻注入信號的配電系統(tǒng)等值對地分布電容計算方法?！颈尘凹夹g(shù)】:
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，公知的技術(shù)是在電力系統(tǒng)中，85%以上的故障為單相接地故障，其中大多數(shù)為瞬時性接地故障。在小電流接地系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)中性點非有效接地，單相接地故障電流為非故障線路的分布電容電流之和。當(dāng)該電流超過一定幅值時(一般情況下，現(xiàn)場規(guī)定大于10A)必須加裝消弧線圈，以便減小接地電弧，達(dá)到快速消除瞬時性接地故障的目的。隨著配電系統(tǒng)的改造，供電半徑逐漸縮小的同時，系統(tǒng)的短路容量卻在不斷提高，尤其城市電網(wǎng)大量采用電纜供電后，系統(tǒng)的分布電容進(jìn)一步增大，單相接地故障電流能夠達(dá)到數(shù)十安培，必須加裝消弧線圈。
[0003]近年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了能夠帶電在線調(diào)節(jié)的消弧線圈，消弧線圈的自動跟蹤補(bǔ)償技術(shù)也隨之出現(xiàn)。該技術(shù)自動跟蹤電網(wǎng)對地電容電流的變化，并根據(jù)電容電流的大小調(diào)節(jié)消弧線圈的電感量，使其產(chǎn)生的感性電流始終與電網(wǎng)的容性電流相匹配，能夠達(dá)到最佳的補(bǔ)償效果。
[0004]消弧線圈的跟蹤補(bǔ)償，主要有預(yù)調(diào)式和隨調(diào)式兩種。預(yù)調(diào)式在電網(wǎng)正常運行時自動檢測、跟蹤系統(tǒng)對地電容的變化，實時對消弧線圈做出調(diào)整，使其總是運行在諧振點附近，這樣在接地故障出現(xiàn)后，消弧線圈馬上就能夠起到熄滅電弧的作用。由于預(yù)調(diào)式補(bǔ)償效果好、消弧效率高，且消弧線圈的調(diào)節(jié)、切換是在無電壓、電流的空載情況下進(jìn)行的，安全、可靠性高，所以近年來得到越來越多的重視和關(guān)注。
[0005]在預(yù)調(diào)式的跟蹤補(bǔ)償系統(tǒng)中，在無故障狀態(tài)下精確檢測、計算電網(wǎng)的對地電容是實現(xiàn)正確補(bǔ)償?shù)暮诵暮完P(guān)鍵。目前計算電容電流的方法主要有位移電壓法和注入變頻信號法等一些算法。位移電壓法計算對地電容時必須人為調(diào)節(jié)消弧線圈的電感，操作比較復(fù)雜，對系統(tǒng)的安全性有一定的影響，另外采用位移電壓的變化量作為測量電容電流的啟動量，因位移電壓受系統(tǒng)的不對稱度、阻尼率等因素影響大，因此啟動調(diào)擋測量頻繁；注入變頻信號法原理清晰、實現(xiàn)方便，有較大的優(yōu)越性，但由于諧振頻率一般在工頻附近，易受中性點不平衡電壓的影響，且由于兩種頻率信號可能比較接近，在加上諧振頻率又是未知的，濾波實現(xiàn)比較困難，所以很難消除工頻成分的影響，另外該方法需要變頻的注入信號源，在進(jìn)行接地故障選線時有時需要進(jìn)行信號切換，這是現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于恒頻注入信號的配電系統(tǒng)等值對地分布電容計算方法。本發(fā)明是在系統(tǒng)正常運行時，定時或受系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改變觸發(fā)向電網(wǎng)注入恒頻的電流信號，在系統(tǒng)一次側(cè)對注入信號電流及其在對地分布電容支路上產(chǎn)生的壓降進(jìn)行測量和計算，基于配電系統(tǒng)的集中參數(shù)數(shù)學(xué)模型，能夠快速、準(zhǔn)確地計算出系統(tǒng)等值對地分布電容。該方法具有原理清晰、易于實現(xiàn)、適用范圍廣、計算準(zhǔn)確度高等優(yōu)點。
[0007]本方案是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的:一種配電系統(tǒng)等值對地分布電容測量方法，其特征在于包括如下步驟:
[0008]I)向配電系統(tǒng)中注入恒定頻率的信號電流；
[0009]2)測量消弧線圈原邊的中性線電流和配電系統(tǒng)中母線上的母線電壓，對測量的中心線電流和母線電壓進(jìn)行濾波，濾除工頻的電氣量，得到注入配電系統(tǒng)的電流及其在等值對地分布電容上產(chǎn)生的壓降；
[0010]3)基于集中參數(shù)模型對配電系統(tǒng)進(jìn)行建模，根據(jù)歐姆定律獲得注入信號電流、電壓與配電系統(tǒng)等值對地分布電容的復(fù)數(shù)方程
[0011 ]
【權(quán)利要求】
1.一種配電系統(tǒng)等值對地分布電容測量方法，其特征在于包括如下步驟: O向配電系統(tǒng)中注入恒定頻率的信號電流； 2)測量消弧線圈原邊的中性線電流和配電系統(tǒng)中母線上的母線電壓，對測量的中心線電流和母線電壓進(jìn)行濾波，濾除工頻的電氣量，得到注入配電系統(tǒng)的電流及其在等值對地分布電容上產(chǎn)生的壓降； 3)基于集中參數(shù)模型對配電系統(tǒng)進(jìn)行建模，根據(jù)歐姆定律獲得注入信號電流、電壓與配電系統(tǒng)等值對地分布電容的復(fù)數(shù)方程
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電系統(tǒng)等值對地分布電容測量方法，其特征是:所述的步驟I)找哦你的信號電流為正弦波或者方波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電系統(tǒng)等值對地分布電容測量方法，其特征是:所述步驟O中的信號電流頻率為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電系統(tǒng)等值對地分布電容測量方法，其特征是:所述的步驟I)中的電流幅值為5~8A。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電系統(tǒng)等值對地分布電容測量方法，其特征是:所述的步驟I)中信號電流的注入時間為小于等于3秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電系統(tǒng)等值對地分布電容測量方法，其特征是:對配電系統(tǒng)的信號注入位置為消弧線圈的副邊或測量母線電壓的電壓互感器的二次側(cè)繞組或補(bǔ)償電容器的中性點。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電系統(tǒng)等值對地分布電容測量方法，其特征是:所述的步驟2)中濾波使用模擬濾波器和數(shù)字濾波器，模擬濾波器包括工頻帶阻、注入信號選頻放大環(huán)節(jié)，數(shù)字濾波器包括工頻差分、注入信號帶通環(huán)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電系統(tǒng)等值對地分布電容測量方法，其特征是:所述的步驟3)中的集中參數(shù)模型為π型等值模型或gamma型等值模型。
【文檔編號】G01R27/18GK103675464SQ201310568023
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】閆志偉, 毛惠卿, 劉國強(qiáng), 劉向波, 王慧, 孫允, 田崇穩(wěn) 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司濱州供電公司, 山東大學(xué)