单相有功电流（精选3篇）
单相有功电流 篇1
摘要：现阶段,小电流接地系统在我国中压电网中有着较为广泛的应用,然而在各种复杂影响因素的干扰下,单相接地故障选线问题的出现依旧层出不穷且屡禁不止,对设备、线路以及电网的使用安全性、可靠性以及稳定性造成了极大的威胁。基于此,结合国内外小电流接地系统单相接地选线方法的研究现状,并从一定的角度对多种选线方法的特征、优缺点以及应用状况展开探讨,提高小电流接地系统单相接地选线方法的准确性。
关键词：小电流接地系统,单相接地,线路故障,选线方法
在发生线路故障时,小电流接地系统单相接地依旧具有对称的接线电压,对用户的供电造成的影响相对较小,甚至可以忽略不计,同时根据有关规定和规程可知,故障线路依旧可以在短期内继续运行,对于供电可靠性以及安全性的提高有着重要的意义。不容忽视的是,系统运行方式、线路长短以及CT不平衡等一系列因素对选线方法的正确率、准确性造成的影响较大。所以,对小电流接地系统单相接地选线方法进行研究,有着十分重要的意义。
1 国内外研究现状
中性点非有效接地方式在前苏联国家的应用十分广泛,而美国的接地方式为大电流接地,对于故障线路而言,有着较大的电压和电流,这种接地方式以零序电流有功分量以及无功分量为基础,可提高选线的速度。德国孕育了中性点经消弧线圈接地方式并实现了其深入发展和广泛应用,在20世纪30年代其保护原理建立在接地故障暂态过程的基础上,现阶段谐振接地方式的应用十分广泛,而以扰动原理为基础的选线方法也在众多领域具有较为美好的发展前景。中性点经电阻接地系统在法国的应用时期长达几十年,目前已经被谐振接地系统所取代。以有功分量法为原理的精心设计的DESIR保护装置在解决线路不平衡问题方面具有较强的针对性,其选线方法主要是以零序电流变化量为基础,在高阻接地方面的识别率较高。20世纪90年代以后,接地选线保护更多地应用了专家系统以及人工神经网络等。
我国从20世纪50年代开始就对接地选线方法展开了较为深入的研究,微机型接地选线装置研制成功并实现了普遍应用,而以不同原理为基础设计而成的选线装置也实现了深入的发展。一般而言,在采用零序电流比幅比相法的情况下,中性点不接地系统以及中性点经电阻接地系统在故障线路的检测方面均具有较高的准确性,能够取得良好的应用效果[1]。
2 小电流接地系统单相接地常见选线方法
2.1 基于稳态分量的选线方法
零序电流比幅法可以将故障原件零序电流和非故障原件电容电流总和进行有效的对比,当前者数值较大时,可以对零序电流幅值高低展开对比分析,进而探索出故障线路所在。但是这种选线方法取得的效果要受很多复杂因素的影响,如不平衡的CT、系统运行方式以及线路长短等,所以该选线方法对于经消弧线圈接地系统而言,其广泛应用受到了很大的限制。
零序电流相对相位法可以根据非故障以及故障线路零序电流流动方向特点为依据,对故障线路进行有效地分析。然而需要重视的是,这种选线方法在判断故障线路位置时,极易在同互感器距离较大、线路长度不够以及零序电压不高的影响下产生偏差。同时,系统运行方式、过渡电阻以及电流的不平衡也会在一定程度上对故障线路的判断产生干扰,所以在中性点经消弧线圈接地系统中,这种选线方法的效用很难实现最大化的发挥。
群体比幅比相法可以首先系统地分析故障线路零序电流幅值,进而根据科学合理的判断剔除幅值不高的电流,最后可以此为基础比较相位,故障线路即方向同其他线路存在差异的线路。然而在干扰以及噪声的消极作用下,零序电流的相角以及幅值可能与判断依据有很大的矛盾,判断错误和判断缺漏的出现往往难以避免,影响因素还包括过渡电阻及CT不平衡等,并且在相位的判断过程中,死区和盲点的存在也在一定程度上对故障线路的查找造成影响。
2.2 基于暂态分量的选线方法
首半波法假设了接地故障在相电压接近最大值的瞬间发生。选线方法是以故障以及非故障线路中暂态零序电流首半波方向的差异性特征为依据的,然而这种方法原理在面对接地故障相电压相对较小时很难进行全面、准确的反映,并且接地过渡电阻容易对这一方法造成一定的干扰,工作死区的存在也会对故障线路的判断产生不同程度的影响。
暂态能量法可立足于能量观点对系统故障全过程进行有力的解释,这种选线方法充分参考了零序能量函数,对电流参考方向有着全面综合的考虑[2]。在单相接地故障线路中,故障电流以及电压的暂态过程并不会持续很长的时间,其特征信息具有丰富性特点,所以暂态信息的系统分析可以利用一系列科学合理的分析方法及手段,对故障选线有着重要的意义。小波变换特点具体体现为时频的同时局部化,可以对故障暂态特征进行深入了解并加以提取。
在小波分析过程中,可以通过分析其变换的多分辨率,在一定的频率空间中分解暂态信号,将非故障线路电流特征与故障线路暂态零序电流特征分量幅值展开对比分析,同时选线依据应充分考虑故障线路、非故障线路差异化的特征分量相位。需要注意的是,小波分析法在查找故障线路的过程中,突变信号的干扰深受干扰信号及过渡电阻的影响,因而要想使其得以广泛应用可谓是任重道远。
2.3 综合法
模糊神经网络法能够有效处理模糊信息,可以有机结合能量函数法以及连续电流群体比幅比相法,同时实现这两种方法效能的最大化发挥,合理地改进算法同时获取有关样本,然后充分地利用模糊神经网络的功能,在极大、极小神经网络的作用下,展开一系列的训练活动。选线方法的选择依据主要为经过多层训练的收敛结果,该方法赋予了系统运行方式以及电网结构较高的独立性,有着鲜明的比较特征量。除此以外,同其他的选线方法相比,在选线准确率方面也具有较为突出的优势[3]。
多层前溃神经网络法以及模式识别充分运用了统计模式,其选线依据立足于人工神经网络方法以及贝叶斯的决策方法,能够以故障模式视角系统分析故障线路零序电流,而故障模式的判断同人工神经网络的学习及训练有着紧密的关联,这种具有较高准确率和较低错误率的选线方法在故障选线中扮演着重要角色。同时,要对故障选线具体特点有全面的了解和深入的掌握,对选线识别框架分配函数进行科学的构建,可通过证据理论模型的构建对故障选线问题进行科学合理的判断,为选线方法的判定提供有力的支撑,这种选线方法中综合选线策略的制定立足于信息的融合。
3 结语
总之,在电网规模逐渐扩大和电缆线路不断增多的现代化社会,随着单相接地电容电压的增加,难以规避的线路故障的出现也给线路、电网安全埋下了较大的隐患,对设备的维护和线路保护工作的推进造成了诸多影响。为此,要对小电流接地系统单相接地选线方法进行更深入的研究,从线路故障的具体实际情况出发,有选择地借鉴并适当引进国外先进科学技术及手段,并对电缆、线路运行状况展开严密的监控与检测,以更好地发现、分析和解决线路故障问题。
参考文献
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单相有功电流 篇2
1 装置功能及特点
(1) 该装置将变电站母线上的电压互感器一次绕组接成星形, 二次绕组接成开口三角形, 利用电压互感器一次绕组和二次绕组接入绝缘监察继电器, 通过判断零序电压的有无来实现对小电流接地系统的监视。
(2) 小电流接地系统逐步应用了小接地电流选线装置。将小电流接地系统所有出线引入装置进行判断选线, 选线装置的原理是利用了电流方向判断线路, 选电流最大的三条线路进行方向比较, 判断故障线路。
2 接地故障特征
(1) 报出预告信号, “×千伏×段母线接地”光字牌亮。中性点经消弧线圈接地系统还有“消弧线圈动作”光字牌亮。
(2) 绝缘监察电压表指示故障相电压降低 (不完全接地) 或为零 (完全接地) , 两相高于相电压 (不完全接地) 或等于线电压 (完全接地) 。稳定性接地故障时, 电压表指示无摆动, 如果电压表指示不停地摆动, 说明是间歇性接地故障。
(3) 中性点经消弧线圈接地系统, 中性点位移电压表有一定的指示 (不完全接地) 或指示为相电压值 (完全接地) 。
(4) 消弧线圈的接地告警灯亮。
(5) 发生弧光接地, 产生过电压时, 非故障相电压很高 (指示最高) , 电压互感器一次熔丝可能熔断, 甚至烧毁电压互感器。
3 实例分析
3.1 事故情况
2013年某月110 kV某变电站, 110, 35, 10 kV均为单母分段接线方式, 1号、2号主变压器并列运行。事故发生时, 警铃响, 后台报35 kV和10 kV电压互感器回路断线。35 kV和10 kV系统接地监控主接线图显示35 kV和10 kV母线线电压不正常, 相电压一相为零, 另外两相正常。
3.2 事故分析
该变电站属于中性点不接地的小电流接地系统, 值班人员首先要明白系统的运行状况, 这样容易判断事故, 防止延误事故处理, 危及系统安全。电压互感器二次属于星形中性点接地, 以测量相电压和线电压, 以及提供保护装置和电能表、功率表等所需电压。
(1) 如果一次U相熔丝熔断, 二次U相无感应电压, 但UV和UW相线电压测量回路串过V相相电压和W相相电压, 结果UV相或UW相线电压测量回路和U相相电压测量回路形成串联回路, 因此U相相电压, UV相线电压, UW相线电压仍有指示。
(2) 当一相熔断时, 故障一相电压降低为零, 其他两相指示正常。
(3) 电压互感器内部绕组短路接地或者由于谐振造成过电压, 使高压熔丝熔断;或者由于二次熔丝选择不当, 二次过负荷或短路造成高压熔丝熔断。
(4) 二次熔丝熔断主要是由于误碰、小动物、潮湿造成二次短路, 也有可能是保护装置故障, 断路器选择不当造成。
3.3 事故处理
(1) 值班人员查看后台报警提示事件及吊牌, 检查表计指示, 并在运行记录本记录时间、事件、表计指示, 然后恢复音响及报警提示。
(2) 汇报调度35 kV和10 kV电压互感器回路断线, 申请停运。
(3) 断开35 kV和10 kV电压互感器二次熔断器, 检查母线电压指示正常。
(4) 拉开35 kV和10 kV电压互感器刀开关, 做好安全措施, 检查发现35 kV和10 kV电压互感器一次熔丝熔断, 随即进行更换。
(5) 将35 kV和10 kV电压互感器由检修转运行, 检查母线电压正常。
单相电流跟踪型逆变器的仿真 篇3
电能变换的类型有四种:
1) DC-DC变换器 (直流电与直流电之间的变换) ;
2) DC-AC变换器 (直流电与交流电之间的变换) , 这种变流装置也称为逆变器;
3) AC-DC变换器 (交流电与直流电之间的变换) ;
4) AC-AC变换器 (交流电与交流电之间的变换) 。
逆变技术的分类方式有很多, 按逆变器输出交流的频率分为:工频逆变 (50~60HZ) 、中频逆变 (400HZ至几十KHZ) 和高频逆变 (几十KHZ到几MHZ) ;按逆变器输出相数可分为:单相逆变器、三相逆变器、多相逆变器;按逆变器输入的不同可分为电压源逆变器 (输入为恒定的的直流电压) 和电流源逆变器 (输入为恒定的直流电源) ;按开关的调制方式可分为方波调制逆变器、阶梯波调制逆变器、单极性PWM调制逆变器、矢量调制及跟踪型调制逆变器;按逆变器输出的控制方式可分为输出正弦波电压为被控量的电压型逆变器和以输出正弦波电流为被控量的电流型逆变器等等。
随着全控型功率器件的高频调制技术的快速发展和不断完善, 在过去的多年中, 开关型逆变器在电路的基本形式和控制的基本方法方面都已趋于成熟, 然而, 开关型逆变器技术仍然在许多方面在以更快的速度不断发展, 第一, 高频化。高频化技术直接导致了隔离变压器和滤波器体积及重量的减小, 但也导致了开关损耗的增加和电磁干扰的增大;第二, 开关型逆变器的模块集成化发展;第三, 开关型逆变器的数字化和网络化控制。
逆变器在可再生能源并网发电中起着重要作用, 可再生能源已开始有补充能源向替代能源过度, 从偏远缺电地区的独立发电系统向分布式可调度型大功率并网发电系统的方向发展, 可再生能源发电并网系统可提供稳定、高质量、高效率的绿色能源, 并网逆变器是可再生能源发电系统和电网的重要接口, 是目前国内外研究的热点。逆变器电流是可再生发电电能质量的重要指标, PWM控制技术是目前最为流行的逆变器控制技术。光伏并网发电因其受温度和光照等外界条件变化的影响以及光伏阵列非线性的电气特性, 其控制系统变得复杂。闭环电流PWM控制是光伏并网逆变器的主要的控制策略, 能够实时跟踪参考电流波形, 精确地控制注入电网电流, 使其最大限度的降低畸变率和减小谐波分量。
2 电流跟踪型逆变器原理
电流跟踪型逆变器使逆变器输出电流跟随给定的电流波形变化, 这是一种PWM控制方式, 电流跟踪一般都采用滞环控制, 也就是把逆变器的输出电流和给定的电流相比较, 当所得的电流偏差超过一定范围时, 改变逆变器的开关状态, 使逆变器输出电流增加或减小, 这样就会把输出电流与给定电流的偏差控制在一定的范围内。
原理:逆变器首先通过检测负载电流i, 并与给定电流i*相比较, 相比较所得的偏差信号经过滞环控制器H1和H2, 而当所得的偏差超过滞环控制器的环宽ΔI时, 此时则改变逆变器开关状态, 且当VT1导通时, i增加, VT2导通时电流下降。如此周而复始, 随着跟踪给定电流i*的波形, 逆变器的输出电流i将做锯齿形变化, 而锯齿形变化的范围与滞环控制器的环宽ΔI有关, ΔI较小, 逆变器的输出电流跟踪给定的效果更好, 但是逆变器的开关频率将提高, 开关的损耗也更大。因此要选择合适的环宽。
3 全桥式逆变器仿真分析
利用MATLAB对全桥式逆变器进行仿真, 仿真模型如下:
其中, 跟踪控制逆变器的模型参数与半桥式逆变器仿真的参数一样。DC1、DC2均为200V;RL模块中:R为0.5Ω、L为0.5mH;正弦波模块:幅值:20, ω为100π。
仿真波形如下:
可见, 当取合适的RL值时, 全桥式逆变器输出电流的波形也很好地跟踪了给定电流的变化, 但它的输出电压是半桥式逆变器的一倍。
4 总结
本文简单介绍了逆变器的分类、发展趋势, 及单相电流跟踪型逆变器的原理, 然后用MATLAB对全桥式逆变器做了仿真, 从结论中我们可以看到在合适的RL值下, 其输出电流很好的跟踪了给定电流的变化, 所以选取合适的RL值是关键。
参考文献
[1]洪乃刚.电力电子、电机控制系统的建模和仿真.机械工业出版社, 2012.
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