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ag8亚洲只为非同凡响:基于电力电子扰动技术的计算系统对地电容测量方法



对地电容,指的是输、配电线路对地存在电容,三相导线之间也存在着电容。

一样平常电器都有一个对地电容,相与相之间、相与地之间也都有一个对地电容。

电流及电容 当导线充电后,导线就与大年夜地存在了一个电场,导线会经由过程大年夜气向大年夜地(另二相导线也拆算到地)放电,将导线从头到尾的放电电流“归算”到一点,这个“假想”的电流便是各相对地电容电流。

电容的布局是两个极板中心经由过程绝缘体构成,为此,线路中的导线成为一个极板,大年夜地成为另一个极板,两个极板中心寄托空气绝缘,这就形成了电容的关系。只管线路与大年夜地之间的间隔较大年夜而形成的电容量甚小,跟着线路的覆盖面越大年夜(极板面积增大年夜),电容量也跟着有所增大年夜的。

谐波阻抗利用 对种种系统对地电容谋略措施进行了归纳总结的基拙上,针对“预调式”消弧线圈提出了一种检测系统对 地电容的新措施,使用投切消弧线圈阻尼电阻的电力电子开关,经由过程短时节制其导通状态以孕育发生含有富厚频率因素的扰动电压、电流。使用该扰动电压、电流旌旗灯号并结合基于电力电子扰动技巧的谐波阻抗丈量措施丈量系统对地电容以用于“预调式”消弧线圈的自调谐。电网正常事情环境下,经由过程短时改变投切阻尼电阻的晶闸管的导通状态,等效于将阻尼电阻短时退出事情,进而在晶闸管两端孕育发生含有富厚频率因素的扰动电压、电流旌旗灯号。基于配电网的近似线性,各频次下扰动电压与扰动电流出现线性关系。使用扰动电压、电流旌旗灯号并结合基于电力电子扰动技巧的谐波阻抗丈量措施汁算系统对地电容。

系统意义

根据消弧线圈补偿道理阐发可知:(a ) 为了最大年夜程度的减小接地电流,谐振接地系统对接入消弧线圈的大年夜小与运行要领有明确要求。(b ) 全补偿运行要领下,消弧线圈的感抗与系统对地容抗相等 。正确检测系统对地电容是消弧线圈合理补偿的条件。电网呈现单相接地故障后,只有准确的检测出系统对地电容,才能将接地残流降到最小,使接地电弧靠得住媳灭,避免两相短路等加倍恶劣变乱的发生。是以,准确、高效的检测系统对地电容对消弧线圈的有效补偿具有紧张的意义。

钻研现状

系统呈现单相接地故障时,为了能够快速媳灭电弧,应将消弧线圈迅速调节到位。消弧线圈自动跟踪补偿的关键是准确丈量系统对地电容以确定消弧线圈的投入容量。现有的系对地电容的检测措施可归结为如下几类:中性点位移电压法、阻抗三角形法、两点法与三点法、注入旌旗灯号法。

中性点位移

这种方因此串联ag8亚洲只为非同凡响谐振道理为根基,经由过程改变消弧线圈档位探求中性点位移电压最大年夜值点,以获得系统对地电容值。当消弧线圈调节至谐振位置运行时,系统的运行要领为全补偿要领,中性点位移电压最大年夜,此时线圈的感抗值与系统对地容抗值相等,经由过程确定消弧线圈电感值便可知道此时对地电容的大年夜小。这种措施道理简 单但也有毛病。在谐振点相近时,中性点位移电压值已经很大年夜且与谐振时的电压值相差无几,是以必要频繁调节探求谐振点,要正确切实着实定谐振点有必然的难度。同时对付非继续调节的消弧线圈,因为各档位间长短无级式切换的,有可能无法准确找到谐振点,影响丈量精度。

阻抗三ag8亚洲只为非同凡响角形法

针对“预调式” 消弧线圈,为了限定中性点位移电压,消弧线圈侧需加阻尼电阻,因为该阻尼电阻的存在便可以使用串联谐振中电阻与电抗之间的三角形关系谋略系统对地电容。该措施的准确性受到不平衡度的影响:对付“随调式”消弧线圈,因为消弧线圈阔别谐振点运行,阻抗三角形的夹角就会变得异常小,同时带来较大年夜的谋略偏差;该措施必要其它操作来确定系统的脱谐度且在此历程成中必要维持系统不停处于过补偿或 欠补偿的状态:该措施一样平常用于消弧线圈串联阻尼电阻运行的要领下,对付并联阻尼电阻则必要进行一系列的公式变换,导致必然的偏差呈现。

两点法三点法

两点法与三点法是经由过程丈量消弧线圈档位调节前后中性点位移电压来谋略系统对地电容值,两点法必要改变一次消弧线圈的容量,三点轨则必要改变两次消弧线圈的容量。这两种措施在电网正常事情时检测电网电容电流,此时消弧线圈阔别谐振点事情,电网呈现故障时又可迅速调节到位,是以无需装设限压来节制中性点 位移电压。然则这两者也有必然的毛病,前者轻忽了电网阻尼率及消弧线圈的有功损耗电导,是以会导致较大年夜的谋略偏差;后者虽斟酌了电网阻尼率,但同样轻忽了消弧线圈的有功损耗电,影响谋略精度。

注入旌旗灯号法

注入旌旗灯号法又分为注入变频旌旗灯号法与注入恒频旌旗灯号法ag8亚洲只为非同凡响。此中注入变频旌旗灯号法是使用电压互感器向消弧线圈注入旌旗灯号,经由过程系统反应到电压互感器二次侧的信息来确定系统谐振频率,从而谋略系统的对地电容。这种措施是海内采纳最为广泛的一种注入旌旗灯号法,它可被利用于种种消弧线圈,且实施历程是在电网未发生故障的环境下进行的,无需开启任何自调谐装配,且同时具备较高的丈量精度。但该措施实时性较差,必要赓续的扫频步骤以探求谐振频率,别的傍边性点位移电压较大年夜时,很难准确找到谐振频率,孕育发生偏差;注入恒频旌旗灯号法是从电压互感器开口三角侧注入多个频率恒定的电流旌旗灯号,经由过程丈量PT二次侧电压ag8亚洲只为非同凡响谋略出配电网对地电容值和电容电流值,该措施在恰当的选频下具有较高的丈量精度。

表达式确定

使用晶闸管投切历程在晶间管两端孕育发生的扰动旌旗灯号各频次下谐波分量来谋略系统对地电容。半波整流电路中晶闸管瞬时导通孕育发生的暂态扰动的各谐波因素含量跟着频率的升高而减小。是以为了包管系统对地电容谋略的准确性,拔取扰动电压、电流中含量较高的8倍频以下各谐波因素谋略系统谐波阻抗。在这一频率范围内开展的相关谐波钻研事情,变压器平日仍用漏阻抗替代,配电线路仍采纳集中参数型模型等效,仅感抗和容抗随频变更而变更,可包管谋略的准确性。

矿井丈量措施 跟着煤矿供电收集的增大年夜,单相接地电容电流随之增大年夜。电容电流的大年夜小是抉择是否要对电网补偿,以及选择补偿设备的紧张依据。现有的小电流接地系统对地电容的丈量措施不适应矿井经久在线丈量。是以,提出了一种基于线路模型参数识别的矿井对地电容在线丈量措施,经由过程建立每条线路的数学模型,根据接地故障时的零序电压、电流数据,采纳最小二乘法求出线路对地电容。颠末仿真和实验验证,在绝缘电阻为无穷大年夜的环境下,对地电容识别的偏差率小于1%。

偏差阐发

理论上,采纳的零序电阻R01、零序电感L01真实参数维持同等。然则应用时因为电缆的打仗电阻的存在和高次谐波的影响,使得实际的零序电阻和零序电感大年夜于理论值。

可见,当零序电压和零序电流必然,R01增大年夜,一定导致电容值减小,低于实际值。同应当L01增大年夜时,也会导致导致电容值减小,低于实际值。是以运用线路模型对对地电容丈量时,必须滤除零序电压电流中的高频分量。同时也可以使用建立的线路模型按期对零序电阻和电感进行修正,将辨识的参数扩展为3个,经由过程辨识获得零序电阻和电感的实际值。

实现步骤

使用发生接地故障时,流过不合线路上的零序电压、电流数据就可求出该系统中各线路的对地电容。系统对地电容值求出后,可以很轻易谋略出系统电容电流的有效值,从而实时掌握了煤矿井下对地电容的状况。在实际应用时经由过程实时采集故障时的零序电压、零序电流,代入离散化的模型方程,颠末最小二乘法辨识,得出对地电容C值。

为执交运算时的采集点数,因为待求参数只有一个,可以继续取数据几个或十几个,也便是用一段光阴的采样值对参数做出一个预计值,如斯重复即可求解出对地电容值。

仿真与阐发

为了验证提出的措施的有效性,在实验室搭建了单线路的供电模型,变压器采纳380/660V升压变压器,后接一台矿用馈电开关,馈电开关后接一条电缆出线,电缆为截面10mm2的矿用阻燃电缆,供电长度为100m。负载为1台4kW的矿用防爆电机。绝缘电阻经由过程丈量为∞,试验时采纳馈电开关中的实验按钮,经由过程1k电阻接地进行模拟实验。进行单相接地模拟实验,在线路分手并联不合电容时经由过程线路模型谋略得出的电容值。

可以看出采纳线路模型措施得出的对地电容和实际值之间的偏差在1%以内。与采纳的附加电容法的丈量结果比拟,偏差低于附加电容的措施。虽然采纳线路模型算出的电容值和实际值之间存在的偏差,但总体来说,预计结果较准确,算法可以满意现场事情的要求。

供电线路丈量

提ag8亚洲只为非同凡响出了基于线路模型识别的煤矿井下供电线路对地电容在线丈量措施,使用发生泄电故障时的供电线路的数学模型,采纳最小二乘法对建立的线路模型进行参数辨识,谋略出散播电容。经由过程仿真与实验注解:

( 1) 此措施简单易行,仅仅使用供电线路发生泄电时的故障数据进行谋略,不必增添额外的设备,不影响电网正常运行,同时可以结合现有的供电线路保护装配进行在线、实时对地电容的丈量。

( 2) 本措施将线路等效为集中参数模型,但模型的参数偏差会造成电容辨识的结果偏离正常值,可经由过程滤波的措施打消偏差。

( 3) 对付采纳电缆线路的公共电网,将其等效为集中参数模型,可以采纳本措施进行对地电容的在线丈量。

( 4) 本措施对付矿井的低压供电线路也可以同样采纳这种措施丈量。从而为矿井电网的安然运行供给靠得住的依据。

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