[发明专利]中压配电网铁磁谐振辨识与抑制的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中压配电网铁磁谐振辨识与抑制的系统。本发明还涉及采用所述系统进行中压配电网铁磁谐振辨识与抑制的方法。

背景技术

中压配电网易发生铁磁谐振，铁磁谐振发生时在电磁式电压互感器(PT)中引起的过饱和电流，其值可达到额定励磁电流的百倍以上，容易造成PT高压熔断器熔丝熔断，严重时烧毁PT，甚至引起PT爆炸。同时，铁磁谐振过电压持续时间长，有可能造成设备毁坏甚至是大面积停电事故，危及电网安全，造成巨大的经济损失。

我国中压配电网结构复杂，运行方式多变，可引发铁磁谐振的激励多种多样。诸如操作、雷击以及故障的发生与消除等暂态过程均能引发铁磁谐振；中压配电网在不同运行方式、不同激励条件下激发铁磁谐振的谐振频率、谐振持续时间及产生过电压大小各不相同，谐振机理十分复杂，中压配电网铁磁谐振的辨识与抑制十分困难。

国内外学者在长期研究的基础上，提出了一系列中压配电网铁磁谐振抑制方法，并研制出了部分消谐装置。这些方法与装置可分成两大类：一类是加装阻尼电阻，消耗谐振能量，抑制或消除铁磁谐振；一类是改变电网参数，使其远离谐振条件，防止铁磁谐振的发生。这些抑制方法与装置普遍存在功能单一、较大的抑制盲区、操作复杂、经济性差等不足之处。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题，就是提供一种中压配电网铁磁谐振辨识与抑制的系统。

本发明所要解决的第二个技术问题，就是提供一种采用上述系统进行中压配电网铁磁谐振辨识与抑制的方法。

采用本发明的系统和方法，就可以辨识与抑制中压配电网铁磁谐振，且操作简便、不影响中压配电网正常运行。

解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种中压配电网铁磁谐振辨识与抑制的系统，其特征是：包括在所述的中压配电网中性点与地之间安装的有源逆变装置，以及由依次连接的检测电路、闭环控制器和驱动电路组成的有源逆变装置零序电压双闭环控制装置，所述的检测电路外接并检测中压配电网中性点的电流u₀和电压I₀，驱动电路直接驱动所述的有源逆变装置。

所述的闭环控制器为依次连接的第一加法器、PI控制器、第二加法器和滞环控制器，第一加法器输入初始信号0和中压配电网中性点的电流u₀、第二加法器输入PI控制器和有源逆变装置的输出信号。

检测电路、驱动电路、滞环控制器都是现有技术，本领域的普通技术人员完全可以直接做出来，所以本文不再赘述。

解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种采用上述系统进行中压配电网铁磁谐振辨识与抑制的方法，其特征是包括以下步骤：

S1实时监测中压配电网母线零序电压：当零序电压小于10％额定相电压时无需采用抑制措施，返回本步骤开始持续监测；当零序电压大于10％额定相电压时进入下一步骤；

S2对零序电压进行频谱分析：

当零序电压信号中10～40Hz频带分量的含量超过50％时，判断中压配电网发生低频铁磁谐振；

当零序电压信号中90～260Hz频带分量的含量超过50％时，判断中压配电网发生高频铁磁谐振；

若中压配电网不发生低频铁磁谐振和高频铁磁谐振，则通过有源逆变装置向中压配电网注入角速度为ω_Z的零序测量电流信号，计算中压配电网零序导纳为：Y₀＝g+jB；当电导g是中压配电网正常运行电导的0.8倍至1.2倍之间、且电纳B小于中压配电网正常运行电纳的0.5倍时，判断中压配电网发生工频铁磁谐振；

S3当判断低频、高频或工频铁磁谐振发生时，有源逆变装置向中压配电网分别注入相应频率的零序电流信号，并跟踪零序电压实时改变注入电流的大小和方向，直至零序电压为零，抑制铁磁谐振，强迫中压配电网脱离铁磁谐振状态；

否则，进行其他故障处理；

S4停止注入零序电流，使中压配电网回归到正常运行状态。

所述的步骤S3中跟踪零序电压实时改变注入零序电流的大小和方向的方法为：

采用零序电压外环、注入电流内环的双闭环控制方法，电压外环给定量为零，电压偏差经PI控制器调节后作为注入电流内环的给定信号，注入电流偏差经滞环控制器调节后产生IGBT触发脉冲。

以下对本方法做进一步说明：

图1为注入零序电流抑制中压配电网铁磁谐振原理示意图。