智能配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地有源全補(bǔ)償控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地故障點(diǎn)熄弧、穩(wěn)壓技術(shù)，特別是一種智能配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地有源全補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，包括有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、逆變電路、濾波電路、接入電路和控制電源；其中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集端連接到電力系統(tǒng)，輸出端與控制電路連接，控制電路的控制輸出端分別連接驅(qū)動(dòng)電路和控制電源；逆變電路依序通過(guò)濾波電路和接入電路與電力系統(tǒng)的輸入端連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，根據(jù)分析提出以失諧度和阻尼率、無(wú)功補(bǔ)償電流和有功補(bǔ)償電流為參量的電壓恢復(fù)開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制方法，首創(chuàng)性提出采用有源全補(bǔ)償方式有效控制熄弧后的系統(tǒng)電壓恢復(fù)速度，保證故障及時(shí)自愈，同時(shí)使得系統(tǒng)電壓能盡快恢復(fù)正常。
【專(zhuān)利說(shuō)明】智能配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地有源全補(bǔ)償控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地故障點(diǎn)熄弧、穩(wěn)壓技術(shù)，特別是一種智能配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地有源全補(bǔ)償控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計(jì)，在電網(wǎng)運(yùn)行中，95%以上的停電事件由配電網(wǎng)引起。而單相接地是配電網(wǎng)最主要的故障形式，占到故障總數(shù)的80%左右，因此當(dāng)發(fā)生故障時(shí)不需要停電對(duì)實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)自愈甚至無(wú)縫自愈具有重要的意義。配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用非有效接地方式(俗稱(chēng)小電流接地方式，傳統(tǒng)上主要包括不接地和經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地)時(shí)，單相接地(俗稱(chēng)小電流接地)的故障電流小(一般為幾十安培以?xún)?nèi))、不需要立即切除故障，系統(tǒng)可帶故障運(yùn)行一段時(shí)間，同時(shí)可避免短路故障造成的健全線(xiàn)路電壓驟降問(wèn)題。
[0003]中性點(diǎn)采用非有效接地方式能夠?qū)⒐收弦鸬南到y(tǒng)停電減少50%以上。由于故障電流得到限制，絕大多數(shù)小電流接地故障在故障電流過(guò)零瞬間電弧可能自然熄弧。熄弧之后，如果電弧絕緣的恢復(fù)速度低于電壓的上升速度，則故障點(diǎn)再次被擊穿形成間歇性接地故障，周而復(fù)始最終形成永久接地故障，且容易引起弧光過(guò)電壓；如果電弧絕緣的恢復(fù)速度超過(guò)電壓的上升速度，故障點(diǎn)電弧將不再重燃，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，即形成瞬時(shí)性接地故障，其持續(xù)時(shí)間從幾個(gè)周波到數(shù)十秒不等。其中瞬時(shí)性接地故障不對(duì)用戶(hù)供電產(chǎn)生任何影響，屬于無(wú)縫自愈，同時(shí)也可以避免或減小弧光過(guò)電壓的產(chǎn)生，是單相接地故障自愈的理想方式。
[0004]接地故障自行熄 弧的目標(biāo)可以通過(guò)增加故障電弧熄弧率并減小熄弧后的電弧重燃率實(shí)現(xiàn)。前者可以在消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)電力電子技術(shù)補(bǔ)償接地點(diǎn)電流的工頻有功、無(wú)功和諧波分量實(shí)現(xiàn)；后者可以通過(guò)控制熄弧后故障相的電壓恢復(fù)速度，使其低于電弧絕緣的恢復(fù)速度實(shí)現(xiàn)。另外，為了避免健全相電壓升高對(duì)線(xiàn)路絕緣的損傷，希望熄弧后系統(tǒng)電壓盡快恢復(fù)正常，因此在實(shí)現(xiàn)上出現(xiàn)了矛盾，導(dǎo)致了或者形成永久性故障，或者故障無(wú)法及時(shí)自愈而導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)不穩(wěn)定因素。
[0005]具體到提高系統(tǒng)的熄弧率，目前常采用通過(guò)消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償?shù)霓k法。消弧線(xiàn)圈的調(diào)整方式有手動(dòng)和自動(dòng)之別。其中消弧線(xiàn)圈的手動(dòng)調(diào)節(jié)方式可以減小故障點(diǎn)電流，但誤差較大，自動(dòng)調(diào)節(jié)方式雖然可以進(jìn)一步減小接地點(diǎn)電流，但仍存在幾安培的電流，還有諧波電流也得不到補(bǔ)償。當(dāng)接地電流達(dá)到5安培時(shí)，電弧則不能自然熄弧?？梢?jiàn)消弧線(xiàn)圈補(bǔ)償方式的熄弧效果不能滿(mǎn)足要求。
[0006]對(duì)于經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)，故障相恢復(fù)電壓U,與系統(tǒng)失諧度V和阻尼率d之間的關(guān)系為:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.智能配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地有源全補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于，包括有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、逆變電路、濾波電路、接入電路和控制電源；其中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集端連接到電力系統(tǒng)，輸出端與控制電路連接，控制電路的控制輸出端分別連接驅(qū)動(dòng)電路和控制電源；控制電源接到三相輸入電源的輸出端，三相輸入電源依序通過(guò)三相整流電路、直流濾波電路與逆變電路連接，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與逆變電路連接；逆變電路依序通過(guò)濾波電路和接入電路與電力系統(tǒng)的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地有源全補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變電路為一種雙開(kāi)關(guān)型電路，主開(kāi)關(guān)器件為絕緣柵雙極晶體管，其與續(xù)流二極管并接并集成為雙極晶體管模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地有源全補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括有緩沖電路，其安裝在逆變電路中，為RCD緩沖電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地有源全補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于，驅(qū)動(dòng)電路為一種隔離驅(qū)動(dòng)電路，或者為集成器件隔離驅(qū)動(dòng)電路，或者為光電耦合隔離驅(qū)動(dòng)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地有源全補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的濾波電路為L(zhǎng)C無(wú)源濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地有源全補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的接入電路為一種并聯(lián)接入電路，其包括隔離變壓器和電感L2，電感:L2串聯(lián)在隔離變壓器一次側(cè)，并與系統(tǒng)的接地電路并聯(lián)連接，隔離變壓器的二次側(cè)連接濾波電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地有源全補(bǔ)償控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的接入電路為一種串聯(lián)接入電路，具體為一種變壓器，其一次側(cè)串聯(lián)在系統(tǒng)接地電路中，二次側(cè)連接濾波電路。
【文檔編號(hào)】H02J3/12GK203734314SQ201320855599
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】李天友, 黃堅(jiān)明, 李偉新, 江仰鑒, 梁金發(fā), 李娟娟, 郭熠昀 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司廈門(mén)供電公司