[发明专利]一种调容式消弧线圈的自动控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统谐振接地领域，具体涉及到调容式消弧线圈的自动控制方法。

背景技术

在我国大部分配电网采用中性点经消弧线圈补偿的接地方式，在发生单相接地故障时，可补偿系统电容电流，使接地点残流减小，防止事故扩大，大大提高系统的供电可靠性。

调容式消弧线圈通过晶闸管投切方式改变与消弧线圈电感并联的电容大小来改变消弧线圈等效电感，可以快速的投入制定档位，与调匝式消弧线圈相比有明显优势。传统的消弧线圈自动控制采用定时跟踪的方式，不能根据系统的变化自动计算补偿时消弧线圈应投入的档位。在计算电网对地电容时，传统的两点法、位移电压法等存在计算不准确的问题，同时可能会使消弧线圈投入谐振档位，导致中性点电压过限。

发明内容

本发明提供一种调容式消弧线圈的自动控制方法，根据调容式消弧线圈的运行特点提出通过新型三点法检测电网对地电容，在不加装阻尼电阻的情况下保证在跟踪过程中中性点电压不会过限。通过系统中性点电压的幅值和相位变化情况判断系统运行方式的变化，进而触发调容式消弧线圈的跟踪和检测。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种调容式消弧线圈的自动控制方法，步骤如下：

步骤1：根据系统中性点电压的幅值和相位的变化情况判断系统运行方式是否发生变化，如果中性点电压幅值或相位变化量达到变化前数值的20%，触发消弧线圈控制器进行电网对地电容的检测，该检测的方式为先依据中性点经消弧线圈接地电网系统等效电路图，推导得公式（1）如下：

其中、和分别为电网第一相电压、电网第二相电压和电网第三相电压；为中性点不平衡电压；、和分别为电网第一相对地电容、电网第二相对地电容和电网第三相对地电容；、和分别为第一相对地泄漏电阻、第二相对地泄漏电阻和第三相对地泄漏电阻；为相因子，；为同消弧线圈等效投入电感相并联的阻尼电阻，为消弧线圈等效投入电感，为基波角频率,所述的中性点经消弧线圈接地电网系统等效电路图包括中性点经消弧线圈接地电网系统的电网第一相A的一端、电网第二相B的一端以及电网第三相C的一端相共接，所述的相共接的电网第一相A的一端、电网第二相B的一端以及电网第三相C的一端也同消弧线圈等效投入电感和阻尼电阻形成并联结构的一端相连接，电感和阻尼电阻形成并联结构的另一端接地，电网第一相A的另一端、电网第二相B的另一端以及电网第三相C的另一端分别同电网第一相对地电容的一端、电网第二相对地电容的一端和电网第三相对地电容的一端相连接，电网第一相对地电容的另一端、电网第二相对地电容的另一端和电网第三相对地电容的另一端接地，所述的电网第一相A的另一端、电网第二相B的另一端以及电网第三相C的另一端还分别同第一相对地泄漏电阻的一端、第二相对地泄漏电阻的一端和第三相对地泄漏电阻的一端相连接，第一相对地泄漏电阻的另一端、第二相对地泄漏电阻的另一端和第三相对地泄漏电阻的另一端接地；

接着针对公式（1）而言，按照电网对地泄露电阻能够忽略以及调容式消弧线圈不并联阻尼电阻的条件，能够得到公式（2）如下：

令，，电网运行发生变化为运行线路的投切，再根据中性点经消弧线圈接地电网系统等效电路图，能够得出改变的是电网第一相对地电容、电网第二相对地电容和电网第三相对地电容，此时中性点不平衡电压会随之改变，而改变了的幅值，改变了的相位，实时测量中性点不平衡电压的幅值和相位，通过这些变化能够判断系统运行方式是否发生变化，进而触发消弧线圈控制器重新跟踪电网对地电容；

步骤2：采用三点法导出电网对地电容，所述的三点法为消弧线圈投入的三个档位分别为第一档位、第二档位和第三档位，第一档位、第二档位和第三档位各自对应的中性点不平衡电压采样结果分别为第一电压、第二电压和第三电压，消弧线圈投入的三个档位即第一档位、第二档位和第三档位时等效电抗分别为第一等效电抗、第二等效电抗和第三等效电抗，对地电容就能由如下的公式（3）导出，：

所述的三点法中的消弧线圈投入的三个档位的选择方式为将设定为消弧线圈能够投入的最大档位，设定为消弧线圈能够投入的最小档位，当时，档位导出按照如下方式得出：

设定档位为与档位中性点电压相同的对称档位，电压为档位对于的中性点电压，即此时消弧线圈投入后与系统对地电容发生谐振，中性点电压达到最大值，由此得到公式（4）和公式（5）如下所示：

根据次方程可以得到：

当时，由此得到公式（6）如下所示：