[摘要] 我國的中壓配電網(wǎng)大多使用中性點(diǎn)非有效接地的運(yùn)行方式，最近幾年來配電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，使得電網(wǎng)饋線數(shù)量顯著增加，線路對(duì)地電容電流也隨之增大，一旦有單相接地故障電弧產(chǎn)生便很難自熄，并且產(chǎn)生的過電壓也比較高，可能會(huì)對(duì)健全相帶來危害，引起兩相短路。對(duì)于這種情況，可以使用自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈來補(bǔ)償故障電流，為配電網(wǎng)正常運(yùn)行提供保障。以電力電子擾動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)為研究對(duì)象，試分析對(duì)地電容檢測(cè)方法。

[關(guān)鍵詞] 電力電子擾動(dòng)技術(shù);對(duì)地電容;檢測(cè)方法

我國具有覆蓋面積極大、數(shù)量極多的配網(wǎng)，因?yàn)槠涑袚?dān)著推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要責(zé)任，因此要特別重視自身的安全性與可靠性，尤其是對(duì)中性點(diǎn)的處理，更是會(huì)對(duì)配電網(wǎng)可靠供電產(chǎn)生直接的影響。而中性點(diǎn)接地有小電流接地與大電流接地2種運(yùn)行方式，其中小電流接地又有一種消弧線圈接地方式，消弧線圈對(duì)于諧振接地系統(tǒng)來說可以補(bǔ)償對(duì)地電容電流，限制電弧電壓，避免電弧重燃，同時(shí)其還可以用于測(cè)試對(duì)地電容，針對(duì)中性點(diǎn)位移電壓的變化來確定諧振點(diǎn)。

1提出與分析方法

基本原理、實(shí)施方案:本文所提及的消弧線圈主要是指預(yù)調(diào)式消弧線圈，在電網(wǎng)工作正常的時(shí)候，消弧線圈將阻尼電阻并聯(lián)或串聯(lián)在一起，通過對(duì)中性點(diǎn)位移進(jìn)行限制來避免過電壓過高，而在故障狀態(tài)下，電力電子開關(guān)會(huì)迅速從阻尼電阻中推出。針對(duì)電力電子開關(guān)預(yù)調(diào)式消弧線圈，可以使用心得方法檢測(cè)對(duì)地電容。見圖1，可以對(duì)電力電子開關(guān)工作狀態(tài)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)阻尼電阻的短時(shí)退出，這時(shí)產(chǎn)生的電流與電壓具有豐富的頻率成分，利用這些擾動(dòng)電壓與擾動(dòng)電流信號(hào)，再結(jié)合以電力電子套懂技術(shù)為基礎(chǔ)的諧波阻抗測(cè)量法，便可以測(cè)出用于進(jìn)行消弧線圈自調(diào)諧的對(duì)地電容。提取擾動(dòng)電壓與擾動(dòng)電流信號(hào):控制電力電子開關(guān)的工作狀態(tài)，等效地短時(shí)退出阻尼電阻，將會(huì)產(chǎn)生可以被控制的擾動(dòng)電壓與電流信號(hào)，擾動(dòng)電壓信號(hào)(在串聯(lián)阻尼下)、擾動(dòng)電流信號(hào)(在并聯(lián)阻尼下)是背景疊加的信號(hào)，可以使用相鄰周波相減法進(jìn)行提取。諧波抗阻測(cè)量:從故障分析理論可知，若電力電子開關(guān)狀態(tài)發(fā)生瞬時(shí)改變，便相當(dāng)于有源系統(tǒng)有上一個(gè)陶冬電流、電壓信號(hào)短時(shí)疊加，利用這些信號(hào)可以獲得多個(gè)頻率下有源系統(tǒng)的等效阻抗。

計(jì)算對(duì)地電容:同樣是基于故障分析理論，可知系統(tǒng)故障狀態(tài)相當(dāng)于等效的系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)與額外故障狀態(tài)，穩(wěn)定狀態(tài)指的是電力電子開關(guān)的原有工作狀態(tài)，控制開關(guān)所產(chǎn)生的擾動(dòng)電流與電壓則相當(dāng)于系統(tǒng)額外故障狀態(tài)。為了減少誤差的出現(xiàn)，本研究僅取擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流中具有8倍以下頻率的諧波分量，可計(jì)算出系統(tǒng)的諧波阻抗。確定擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間:只有擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流信號(hào)完整才能確保諧波阻抗測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，若要計(jì)算諧波阻抗，擾動(dòng)電壓與擾動(dòng)電流波形應(yīng)具有兩部分組成，其一為電力電子開關(guān)的工作狀態(tài)改變時(shí)間段、電力電子開關(guān)的工作狀態(tài)恢復(fù)后擾動(dòng)電壓與擾動(dòng)電流波形的衰減時(shí)間，前者可以直接通過測(cè)量得到，后者則需要通過計(jì)算才能獲得。優(yōu)化檢測(cè)結(jié)果:電力電子開關(guān)兩端產(chǎn)生的信號(hào)所具有的頻率成分非常豐富，每一個(gè)成分均能相應(yīng)地計(jì)算出對(duì)地電容，而其中部分頻率成分下有較低的電壓與電流，會(huì)給對(duì)地電容測(cè)量結(jié)果帶來誤差，因此每一個(gè)頻次的計(jì)算結(jié)果都要優(yōu)化，以便使對(duì)地電容值盡可能低精確。

2確定關(guān)鍵參數(shù)

系統(tǒng)零序回路具有非常類似線性的特點(diǎn)，并且向回路中施加的激勵(lì)與響應(yīng)彼此之間也有著線性關(guān)系，換言之，擾動(dòng)電流響應(yīng)中的所有頻率成分都會(huì)在線性關(guān)系的影響下因擾動(dòng)電壓激勵(lì)頻率成分的變化而發(fā)生變化。雖然理論上對(duì)地電容測(cè)量結(jié)果不會(huì)受到電力電子開關(guān)的觸發(fā)角與中性點(diǎn)位移電壓變化的影響而出現(xiàn)誤差，但是現(xiàn)實(shí)中還是應(yīng)該進(jìn)一步肯定觸發(fā)角與中性點(diǎn)位移電壓這兩項(xiàng)關(guān)鍵性參數(shù)。首先，就電力電子開關(guān)的觸發(fā)角而言，若是觸發(fā)角過大，便會(huì)導(dǎo)致擾動(dòng)電壓、擾動(dòng)電流信號(hào)變?nèi)酰y以被檢測(cè)到;若是觸發(fā)角過小，所使用的元器件便要具有更大的容量，過大的擾動(dòng)還會(huì)使系統(tǒng)電能質(zhì)量惡化，影響消弧線圈的運(yùn)行。

對(duì)于這種情況，可以先以較大的觸發(fā)角導(dǎo)通，若擾動(dòng)過于微弱再調(diào)節(jié)觸發(fā)角，逐漸增大擾動(dòng)，直至被檢測(cè)到。一般而言，觸發(fā)角達(dá)到175°擾動(dòng)便可以被準(zhǔn)確測(cè)得。其次，就中心點(diǎn)位移電壓而言，應(yīng)該確定中心點(diǎn)的最小位移電壓，而這一指標(biāo)取決于電力電子開關(guān)的維持電流，換言之，若是位移電壓足夠大，便可以使流經(jīng)電力電子開關(guān)的電流高于自身維持電流。電力電子開關(guān)額定電壓可以從系統(tǒng)允許的最大中性點(diǎn)位移電壓計(jì)算得出，一般情況下，在系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下，諧振接地系統(tǒng)的中心點(diǎn)位移電壓最大值=系統(tǒng)額定相電壓*15%。

3結(jié)語

電力電子擾動(dòng)技術(shù)所產(chǎn)生的擾動(dòng)電壓信號(hào)與擾動(dòng)電流信號(hào)可以用于測(cè)定系統(tǒng)諧波抗阻，再結(jié)合電力電子開關(guān)的觸發(fā)角、中心點(diǎn)位移電壓等關(guān)鍵參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)地電容的準(zhǔn)確檢測(cè)。上述對(duì)此進(jìn)行了簡單介紹，以供參考。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]岳小龍,卓放,張政華,等.電力電子系統(tǒng)阻抗測(cè)量的分段二叉樹法[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2015,30(24):76-83.

作者:李幫家           單位:杭州得誠電力科技股份有限公司