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解析消弧线圈自动调谐原理

解析消弧线圈自动调谐原理

发布日期:2017-12-23 作者:弧光保护装置 点击:

随着城市电网的发展和配电网规模的扩大,电缆线路的增加,配电网对地电容电流也大幅度增加,如果从接地方式的角度来考虑限制电容电流,中性点经消弧线圈接地就是唯一的选择。弧光保护装置技术人员介绍一下:消弧线圈的补偿效果与其脱谐度有很大关系,调谐适当的消弧线圈才能达到理想的效果,而电网是要发生变化的,从而其单相接地电容电流随之变化,这就需要人们根据电网的变化来调整消弧线圈的补偿电流。这种工作不仅比较繁琐,而且在很多场合下人工很难及时准确地调谐消弧线圈,所以实现消弧线圈的自动调谐是非常必要的。

消弧线圈自动调谐原理的分析

目前,已提出的自动调谐原理大体上可分为六类:谐振法、相位移法、电容电流间接检测法、附加电源法、模型法和注入信号法。下面详细分析各种调谐原理。

2.1、谐振法

式中:UN为投入消弧线圈后的中性点不平衡电压;

KC为电网的不平衡度,UΦ为电网正常运行时的相电压;

v为电网的脱谐度,d为电网的阻尼率。

一个电网的不平衡度和阻尼率是一定的,所以由上式可以知道,UN的大小仅由脱谐度决定。当v=0时,UN为最大值,此时,接地电流为最小,为纯阻性电流。谐振法的原理就是通过调节消弧线圈的电感值,使UN达到最大。该调节原理不用考虑电网的不平衡电压是因为电网对地电容不相等造成的。还是因为绝缘泄漏电阻不相等造成的,也不用考虑相位关系。

进一步讨论式(1),并对v求导得:

式(2)说明UN随|v|的变化呈单调递减的规律,对其求导可得:

最大,而当|v|较大和接近零时,v的变化对UN的影响较小,这是极值法的不足。然而,前面的分析也表明,极值法是很容易根据UN的大小变化使v保持在大容量开关,消弧柜以内,若用极值法调节,必须处理好脱谐度和阻尼率的关系。

2.2、相位角法

这一方法是在一相附加一小电容,通过测量UN和附加电容相的相位来判断系统的补偿状态,其原理电路图如图1所示。经过分析,不难得出:

因此,相位角θ的大小反映了电网的脱谐状态,我们可以根据(5)式来实现消弧线圈对电网电容电流的自动跟踪补偿。

相位法原理存在的问题是,在计算KC时,我们假设了CA=CB=CC=C,而实际情况并不一定是这样,况且在运行过程中切除或投入部分线路时,更增加了三相对地电容的不对称性,使KC的值不再是标量,从而造成θi值的难以确定。同样的道理,三相电网对地绝缘电阻不对称也会影响KC,进而影响θi的大小。这样就加大了检测的难度,且每个电网的情况都不一样[3][7]。

2.3、电容电流间接检测法

该方法的基本思想是通过改变消弧线圈的电感值,造成其两端电压发生变化,同时消弧线圈中的电流随之改变,然后检测电压和电流值以及相应的相角差,间接计算出系统单相接地电容电流或系统对地电容,据此调谐消弧线圈[4]。

本文网址:http://www.epaist.com/news/373.html

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