配电网接地残流动态全补偿消弧线圈及其投入和退出方法与流程

1.本发明涉及配电网消弧控制技术领域，特别涉及一种配电网接地残流动态全补偿消弧线圈及其投入和退出方法。


背景技术：

2.随着城乡配电网容量的日益扩大以及电缆线路的大量使用,接地故障对地电容电流不断增大，其中的有功分量也随之大幅提高。有功电流分量主要是由电力设备的泄漏电流、零序回路中的有功损耗、电晕损耗和消弧线圈的有功损耗等引起的。谐振接地方式符合配电网运行对安全性和可靠性的要求，但是谐振接地方式中传统消弧线圈并不能补偿有功分量与过补偿的无功分量以及谐波分量，所以发生单相接地故障时，仍然有较大残流，甚至越限。较大的残流残流将导致电弧无法及时熄灭，使单相接地故障有可能进一步发展为供电中断等其他事故。同时，接地电弧的维持会引起过电压，并使得事故进一步发展，呈现范围扩大化，危害巨大化，损失严重化的趋势，给电力系统和用户造成不可估量的危害。此外，较大的接地残流会增大人身的接触电压和跨步电压，对人身安全及生命带来了巨大的威胁。
3.研究配网接地故障残流抑制及协同处理技术，需要对接地故障电流全补偿的技术进行研究，提出一种自适应全补偿消弧技术，能够快速、准确地检测并投入运行，实现补偿残流，使得接地残流限制在较小的范围甚至完全消除，从而有效抑制电弧接地过电压，保障设备的安全运行，减少供电中断及发生电力事故带来的经济损失，同时，保证人员人身安全，提高供电的安全性和可靠性。
4.配电网接地残流动态全补偿消弧线圈投入需要解决两个问题，一是投入退出的时间点，二是投入容量。配电网点多面广，接线方式复杂，且改造和运行方式多变，采用传统的电网建模和参数计算，显然无法适应配电网接地残流实时、动态和高效的运行要求。


技术实现要素：

5.为了解决背景技术提出的技术问题，本发明提供一种配电网接地残流动态全补偿消弧线圈及其投入和退出方法，建立主从消弧线圈控制系统，研究主从消弧线圈的投入和退出机制，提出一种配电网接地残流动态全补偿消弧线圈自动投入与控制和退出方法，适应配电网接地残流实时、动态和高效的运行要求。
6.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
7.一种配电网接地残流动态全补偿消弧线圈，包括主消弧线圈、从消弧线圈模块、第一控制器和第二控制器，所述的从消弧线圈模块为基于电子电力的从消弧线圈模块，通过注入变升压接入主消弧线圈的中性点，主消弧线圈由第一控制器控制，从消弧线圈模块由第二控制器控制，第一控制器控制与第二控制器通信连接。
8.所述的一种配电网接地残流动态全补偿消弧线圈的投入和退出方法，包括如下：
9.1)投入过程：首先通过从消弧线圈模块电力电子装置有源多频段信号注入，使主
消弧线圈工作在谐振点附近，根据配电线路反馈信号，计算配电线路正常情况下对地电容和绝缘电阻，实现配电线路参数的免维护动态、准确辨识；
10.2)退出过程：跟踪校验配电网接地故障信号，当故障消失后，及时控制配电网接地残流动态全补偿消弧线圈可靠退出；由于采用接地故障残流全补偿抑制的方式，配电网接地故障消失后，容易发生串联谐振和中性点电压越限，导致配电网接地残流动态全补偿消弧线圈无法退出运行；因此，配电网接地故障信号消失后，利用从消弧线圈模块电力电子装置有源电流注入，实现有功阻尼，避免谐振出现或阻尼已发生的串联谐振现象，确保消弧线圈在单相接地故障消失后快速退。
11.还包括主消弧线圈、从消弧线圈模块的控制方法：
12.将电网系统的原有消弧线圈作为主消弧线圈，配置基于电力电子的从消弧线圈模块，主、从消弧线圈具有不同的控制器，根据主消弧线圈控制器的设计确定主、从消弧线圈控制器协同决策的松耦合模式或主、从消弧线圈控制器自由运行模式。
13.进一步地，所述的控制方法具体包括：
14.主、从消弧线圈控制器采用总耦合模式时，主消弧线圈实时数据传输给从消弧线圈控制器，从消弧线圈控制器分析决策后，输出控制指令或指标给主消弧线圈控制器；
15.主、从消弧线圈控制器分别控制输出有功、无功分量，达到配电网接地残流全补偿；
16.主、从消弧线圈控制器采用自由运行模式时，从消弧线圈控制器则转化为独立运行消弧线圈角色，无需考虑主消弧线圈情况，负责完成数据采集、参数估计、故障辨识、控制量计算、有源注入、动态跟踪和接地故障消失后可靠退出全周期工作。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.本发明的方法建立主从消弧线圈控制系统，研究主从消弧线圈的投入和退出机制，提出一种配电网接地残流动态全补偿消弧线圈自动投入与控制和退出方法，适应配电网接地残流实时、动态和高效的运行要求。
附图说明
19.图1为本发明的一种配电网接地残流动态全补偿消弧线圈电气结构图。
具体实施方式
20.以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
21.如图1所示，一种配电网接地残流动态全补偿消弧线圈，包括主消弧线圈l1、从消弧线圈模块l2、第一控制器和第二控制器，所述的从消弧线圈模块为基于电子电力的从消弧线圈模块l2，包括注入变和用于调整注入变的电子电力触发模块，通过注入变升压接入主消弧线圈l1的中性点，主消弧线圈l1由第一控制器控制，从消弧线圈模块l2由第二控制器控制，第二控制器通过对电子电力触发模块的控制，从而达到对注入变的调整，第二控制器控制第一控制器控制与第二控制器通信连接。
22.所述的一种配电网接地残流动态全补偿消弧线圈的投入和退出方法，包括如下：
23.1)投入过程：首先通过从消弧线圈模块电力电子装置有源多频段信号注入，使主消弧线圈工作在谐振点附近，根据配电线路反馈信号，计算配电线路正常情况下对地电容
和绝缘电阻，实现配电线路参数的免维护动态、准确辨识；
24.2)退出过程：跟踪校验配电网接地故障信号，当故障消失后，及时控制配电网接地残流动态全补偿消弧线圈可靠退出；由于采用接地故障残流全补偿抑制的方式，配电网接地故障消失后，容易发生串联谐振和中性点电压越限，导致配电网接地残流动态全补偿消弧线圈无法退出运行；因此，配电网接地故障信号消失后，利用从消弧线圈模块电力电子装置有源电流注入，实现有功阻尼，避免谐振出现或阻尼已发生的串联谐振现象，确保消弧线圈在单相接地故障消失后快速退。
25.还包括主消弧线圈、从消弧线圈模块的控制方法：
26.将电网系统的原有消弧线圈作为主消弧线圈，配置基于电力电子的从消弧线圈模块，主、从消弧线圈具有不同的控制器，根据主消弧线圈控制器的设计确定主、从消弧线圈控制器协同决策的松耦合模式或主、从消弧线圈控制器自由运行模式。
27.所述的控制方法具体包括：
28.主、从消弧线圈控制器采用总耦合模式时，主消弧线圈实时数据传输给从消弧线圈控制器，从消弧线圈控制器分析决策后，输出控制指令或指标给主消弧线圈控制器；
29.主、从消弧线圈控制器分别控制输出有功、无功分量，达到配电网接地残流全补偿；
30.主、从消弧线圈控制器采用自由运行模式时，从消弧线圈控制器则转化为独立运行消弧线圈角色，无需考虑主消弧线圈情况，负责完成数据采集、参数估计、故障辨识、控制量计算、有源注入、动态跟踪和接地故障消失后可靠退出全周期工作。
31.本发明的方法建立主从消弧线圈控制系统，研究主从消弧线圈的投入和退出机制，提出一种配电网接地残流动态全补偿消弧线圈自动投入与控制和退出方法，适应配电网接地残流实时、动态和高效的运行要求。
32.以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。