中性点经消弧线圈及其并电阻接地系统的MATLAB仿真发表论文_杨福利

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摘要:近些年来,伴随着我国科学技术水平的高速提升,消弧线圈在我国配网系统中得到了极为广泛的应用。中性点经消弧线圈并联电阻接地是一种能有效抑制弧光过压的方法。通过对消弧线圈并联电阻在不同阻值情况下的仿真,得出电阻阻尼率对电网故障电压的影响,通过仿真实验,得出对故障相电压恢复的影响

关键词:中性点经消弧线圈;并电阻接地系统;MATLAB仿真发表

一 消弧线圈并联电阻接地方式的结构

其主体结构为:自动调谐消弧线圈,控制器、检测元件、接地变压器等,不同部件的功能和作用主要体现在:Z型接地变压器,主要负责供应系统中性点;消弧线圈,发挥电容电流补偿作用;可调电容器组,发挥电感调节作用;可调电阻器,防止电压过大功能;中性点电压互感器,能够得到中性点位移电压;母线电压互感器,主要收到母线电压。

二 消弧线圈并联电阻接地方式的运行原理

当配网处于常规运转状态下,控制器则发挥着动态、实时测量功效,主要能够测出中性点位移的电压,同时,也能测得消弧线圈中通过的电流大小。当测量所得量发生变化,可以对消弧线圈电感加以调整,再通过回路方程最终求得配网的电容电流,当出现单相接地故障,同时配网零序电压不在标准值范围,控制器此时则能发挥消弧线圈调节作用,根据前期所设的脱谐度使其达到补偿状态。故障最初发生时,为了使消弧线圈补偿功能得以有效发挥,不需要立即连接并联电阻,这样也能控制故障相电压的回升速度,通过这种方式来确保瞬间故障自动恢复。过一会儿后,倘若发现零序电压依然保持,则可以连接并联电阻,这样就有效排除了由于谐振所导致的虚幻接地故障,零序电压如果还未消失,就意味着配网系统出现了永久性接地故障。

三中性点经消弧线圈及其并电阻接地系统的优点

3.1提高电力系统的供电可靠性

首先系统发生瞬间单相接地故障时不断电。消弧线圈是一个具有铁心的可调电感线圈,当由于电气设备绝缘不良、外力破坏、运行人员误操作、内部过电压等任何原因引起的电网瞬间单相接地故障时,接地电流通过消弧线圈呈电感电流,与电容电流的方向相反,可以使接地处的电流变得很小或等于零,从而消除了接地处的电弧以及由此引起的各种危害,自动消除故障,不会引起继电保护和断路器动作,大大提高了电力系统的供电可靠性。

3.2发生永久性接地故障时不被动

由于消弧线圈能够有力地限制单相接地故障电流,虽然非故障相对地电压升高倍,三相导线之间线电压仍然平衡,发电机可以免供不对称负荷,电力系统可以继续运行。特别是在电源紧张或停电后果严重时,有足够的时间启动备用电源或转移负荷,避免突然中断对用户的供电而陷入被动局面。

3.3对全网电力设备有保护作用

中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时,接地电流与故障点的位置无关。由于残流很小,接地电弧可瞬间熄灭,有力地限制了电弧过电压的危害作用。继电保护和自动装置、避雷器、避雷针等,只能保护具体的设备、厂所和线路,而消弧线圈却能使绝大多数的单相接地故障不发展为相间短路,发电机可免供短路电流,变压器等设备可免受短路电流的冲击,继电保护和自动装置不必动作,断路器不必动作,从而对所在系统中的全部电力设备均有保护作用。

3.4电磁兼容性好

当今社会,多种信息处理系统广泛应用于国防、社会生产、生活的各个方面,但其抗干扰能力却很差,电磁兼容问题成为一个崭新的研究领域。强电干扰弱电,电力系统是矛盾的主要方面。目前最好地解决方法是引入光纤,却存在着投资增加。实际上,由于中性点经消弧线圈接地系统有效地限制单相接地故障电流,所以不失为一种经济有效的办法,补偿系统能够向通信系统提供良好的电磁兼容环境。

四 消弧线圈接地系统接地选线的相关原理

4.1瞬间暂态特征的接地选线原理

在接地系统没有接地时,系统整体的电压是稳定、对应的,而在系统接地的瞬间,因为消弧线圈的电压大小无法改变,因此,在接地瞬间,故障线路上的电流通过接地线路流往母线,即故障线路与母线的电流方向是相反的,并且伴随着消弧线圈电流值的提升,故障线路的电流越来越小,这使得线路会始终处于欠补偿状态,同时让故障线路的电流保持在稳定的范围内。通过众多实验数据显示,接地系统故障灯补偿工作能够在五毫秒内完成,降低故障对系统整体性能的影响,补偿过程并非一个简单的过程,其难度较大。

4.2补偿特征接地选线原理

根据上一个理论可以知道,在消弧线圈的补偿过程中,故障线路的电流会在不断地降低,因此,在补偿过程顺利进展的前提下,故障线路的电流值应该远远低于接地瞬间线路通过电流数值。另外,在故障的检测中,若线路产生了补偿特征,则该条线路则产生了故障。利用补偿特征进行选线是一种简便、快捷并且准确性较高的方法,其不会受到互感器极性的影响,因此,利用线路补偿特征进行选线的工作原理得到了十分广泛的应用。

五 中性点经消弧线圈接地系统

5.1一般来说,输电线路对地都有产生容性电流的虚拟电容,当电网正常运行时,由于对称,电流和为零。当发生单相接地时,故障线路容性电流的平衡被打破,此时电感 线圈产生的感性电流与故障电流相互抵消,对电弧的熄灭有利。

论文作者:杨福利

论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期

论文发表时间:2017/8/14

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