[发明专利]中性点经软投切调匝消弧线圈接地的补偿方法及控制系统

说明书

本发明涉及电力系统配电网技术领域，公开了一种中性点经软投切调匝消弧线圈接地的补偿方法及控制系统，在电网正常运行时，可控硅处于截止状态，此时系统为中性点不接地情况；当发生单相接地故障时，在中性点电压峰值时刻投入消弧线圈，补偿电容电流。该方法可有效减少或消除残流中产生的直流分量和高次谐波分量，将残流稳定时间限制在了100ms以内，使消弧线圈能更加有效灭弧和抑制弧光产生。

技术领域

本发明涉及电力系统配电网技术领域，具体涉及中性点经软投切调匝消弧线圈接地的补偿方法及控制系统。

背景技术

目前调匝式消弧线圈应用场景一般是：中性点经消弧线圈和阻尼电阻串联在一起接地，阻尼电阻与反并联可控硅并接，消弧线圈首先整定在最佳补偿状态，增加阻尼电阻使电网阻尼率增大，达到限制串联谐振过电压小于15％的目的，接地发生后快速去除阻尼电阻，来实现最佳补偿，采用此方式存在着下列几个问题：

a.增加阻尼电阻的方式在发生单相接地时增加了电能损耗与外界温升，不利于节能和柜体内散热；

b.当电容电流很大时，阻尼电阻的体积和工艺也受到一定限制，成本也相应增加；

c.发生单相接地时，因接地时刻不同，残流中可能出现较大的直流分量和高次谐波分量，残流稳定时间大大增加，这势必造成故障点易弧光重燃或灭弧时间延长，绝缘损坏风险增大；并且在残流未达到稳定时若接地解除，故障相电压恢复时间可能被缩短，不利于故障点灭弧。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供中性点经软投切调匝消弧线圈接地的补偿方法及系统。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

中性点经软投切调匝消弧线圈接地的补偿方法，将中性点引出并经调匝式的消弧线圈、反并联的可控硅串联后接地；

在电网正常运行时，可控硅处于截止状态使中性点不接地，使消弧线圈预设在所需补偿状态；

在电网发生单相接地故障时，在中性点电压峰值时刻使可控硅导通，消弧线圈投入中性点上，补偿电容电流。

在本发明中，进一步的，所述在中性点电压峰值时刻使可控硅导通包括：监测中性点电压瞬时值，判断中性点电压瞬时值是否超过阈值，当中性点电压达到阈值后，启动过零检测，当检测到过零点后，延时使可控硅导通。

在本发明中，进一步的，所述消弧线圈电感电流由暂态的直流分量和稳态的交流分量组成，消弧线圈电感电流振荡角频率与电源的角频率相等，幅值与接地瞬间电源电压的相角有关，φ＝0时其值最大，时，其值最小。表达式为：

其中I_L为电感电流、U_φm为相电压幅值、为接地时刻相角、L为电感、τL为时间常数。

在本发明中，优选的，所述反并联的可控硅包括两个结构相同且反并联的支路，每个支路由两个相同规格的单一可控硅串联组成。

在本发明中，优选的，所述延时的时间为5ms，为过所述零点后的第一个峰值所用的时间。

中性点经软投切调匝消弧线圈接地的控制系统，基于所述补偿方法，包括信号板、核心板以及触发板；

所述信号板用于采集中性点的电压瞬时值；

所述核心板与所述信号板电连接，用于接收监测中性点的电压瞬时值，并判断中性点电压瞬时值是否超过阈值，当连续超过阈值的点数达到设定值后，进行过零检测，当检测到过零点后，延时5ms引脚输出高电平到触发板；

所述触发板的输入端与所述核心板电连接，输出端与所述可控硅连接，触发板接收到核心板的高电平并处理后驱动可控硅导通。