利用电力电子扰动技术的系统对地电容检测方法论文_刘瑞英,朱善杰

利用电力电子扰动技术的系统对地电容检测方法论文_刘瑞英,朱善杰

(山西电力职业技术学院 030001;国网临汾供电公司 041000)

摘要:我国中压配电网主要通过中性点非有效接地工作模式。如今,配电网范围不断的增加,电网馈线不断的提升,线路对低电容电流逐渐扩大,单相接地电弧问题不断。所以,消弧线圈得到关注,被应用在补偿故障电流确保配电网顺利工作。本文通过投切消弧线圈阻尼电阻的电力电子开关,对电力电子扰动技术的系统对低电容检测进行简要分析。

关键词:电力电子;扰动技术;地电容检测;方法分析

消弧线圈自动跟踪补偿的主要作用是检测系统对地电容,进而得出消弧线圈投入容量。中性点位移电压法是结合串联谐振进行消弧线圈档位调整,进而让中性点位移电压实现最大化,找出谐振点。此种方法要求不断的调整消弧线圈,针对级差调整的消弧线圈检测易出现偏差。

一、地电容检测方法分析

(一)方法原理与实践

预调试消弧线圈主要是通过电网运行中的串联或并联阻尼电阻方式,进而影响中性点位移过电压,电力电子电源由于受到影响快速应用在事故状况中退出阻尼电阻。笔者基于预调式消弧线圈方法,在其基础上使用地电容检测形式。简而言之,在电力电子电源运行时进行有效控制,将阻尼电阻暂时退出,进而生成扰动电压、电流,将其根据电力电子扰动技术的谐波阻抗检测形式,进而得出地点让应用消弧线圈的自调谐。电力电子电源选择晶闸管。

(二)扰动电压、电流信号获取

当阻尼电阻暂时退出后,晶闸管接口将生成扰动电压、电流。串联阻尼中的扰动电压和并联阻尼的扰动电力信号全部基于叠加信号,通过相邻周波相减形式获取。

(三)谐波阻抗检测

晶闸管导通状态受空瞬时变化下,结合相关理论研究故障问题,等同于在有源系统暂时叠加上一个扰动电压与电流,通过扰动电压、电流信号能够得出有源性系统在不同频率下的等效阻抗。

(四)系统对低电容计算

根据故障问题研究,系统的问题故障状态等效于系统的稳定状态、额外故障状态。而稳定状态主要是晶闸管原有工作状态,控制晶闸管生成的扰动电压、电流主要源于额外故障状态。

为确保运算精准,笔者选择扰动电压、电流中含量较大的8倍频以下的各谐波分量计算系统谐波阻抗。在其频率条件下进行谐波研究运算,变压器与配电线路则选择T型与集中数值 型模型等效。

二、关键值选择在

因为系统零序回路与线性接近,施加在该回路上的激励与相应呈线性联系,也就是扰动电流响应内不同频率成分不断的转变。所以,基于这一角度上分析,地电容检测形式的精准性和晶闸管触发角、中性点位移电压大小影响无较大关联。对此,该方法在具体使用时,其关键值有待进一步确定。

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(一)晶闸管触发角

串联阻尼,若晶闸管的触发角较大,将导致生成的扰动电压或电流信号较弱使得不容易检验出来。若晶闸管触发角较小,则应用更大的容量元器件,同时形成的较大扰动也会影响系统电能质量,或是影响消弧线圈的顺利运行。

对此,笔者在晶闸管可控状态下,提出先让晶闸管通过较大触发角出发导通,若扰动较弱而未检测出来,则调整晶闸管触发角进而让扰动变强,进而容易被检测。例如:3.4节模拟实验中,晶闸管触角在175度时,就能够有效检验出扰动。

(二)中性点最小位移电压

通过该种方法检测地电容过程中,中性点应提供一位移电压,其电压最小参数需要通过晶闸管维持电流决定,也就是位移电压应大至让流过晶闸管的电流超过自身维持电流。对此,笔者选择正常运行下中性点最小位移电压确定方法。

晶闸管额定电压根据系统的中心点最大位移电压得出,通常状态下得出谐振接地系统中性点位移电压最大参数是额定相电压的15%。进而得出晶闸管额定电压是VTMAX=k UA,其中,k为裕量参数,一般取值为2.

三、仿真实验

选择仿真实验进行可行性印证,其相关数值如下。

第一,配电网。10kv,50Hz,系统中性点通过消弧线圈接地,消弧线圈串联阻尼电阻参数是R=150 ,消弧线圈并联阻尼电阻参数R=253 。第二,配电线路。出线数量在10条,一条线长在20km,线路数值R1=0.6 /km,L1=1.27mH/km,R0=0.71 /km;C1=9×10-3μF/km,L0=6.29mH/km,C0=8.41×10-3μF/km。第三,负载。一条出线带2MW负荷,功率因数0.9。采样率:系统每周期采样512个点。对此,笔者分别从算法验证、灵敏度验证、方案对中性点位移电压影响、模拟实验等不同方法进行验证。在通过不同频次分量计算中得出相关计算结果进行优化处理,确保了结果的准确性。

结语:

电力电子开关可控性分析提出计算系统对地电容的新算法。在系统正常运行状态下,经过瞬时改变投切阻尼电阻电力电子开关状态,等效的将阻尼电阻暂时退出进而生成电压、电流扰动。经过分析晶闸管两端电压、电流扰动检测,根据谐波阻抗检测技术能够得出不同频率下的频率响应,进而得到系统对对低电容。从不同角度进行验证得出:其方法有效。

参考文献:

[1]张永春,吕香玲.浅谈我国电力电子与电力传动面临的挑战与机遇[J].山东工业技术,2016(24).

[2]刘丽娟,兰天楷.基于电流扰动观察法的光伏电池最大功率跟踪[J].山东工业技术,201(17).

[3]钟家衡.柴油发电机组轴电压的检测方法及危害预防[J].机电工程技术,2015(08).

[4]何永勃,徐斌.基于电容传感器的飞机滑油磨粒检测系统设计[J/OL].传感器与微系统,2016(10).

论文作者:刘瑞英,朱善杰

论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期

论文发表时间:2017/11/20

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