[发明专利]一种基于金属接地原理的单相弧光过电压限制装置

说明书

技术领域

本发明创造涉及电力技术领域，具体涉及一种基于金属接地原理的单相弧光过电压限制装置。

背景技术

我国35kV以下电网大多数采用中性点非直接接地运行方式。当中性点非直接接地系统发生单相间歇性弧光接地故障时，电弧多次不断的熄灭和重燃，导致系统对地电容上的电荷多次不断积累和重新分配，在非故障相的电感-电容回路上引起高频振荡过电压。

高幅值的过电压加剧了电缆等固体绝缘的积累性破坏，同时弧光接地过电压还将导致PT或保险熔断，更为严重的将导致避雷器爆炸。

解决弧光接地问题早些时候采用的是改变系统中性点接地方式，利用小电阻接地，牺牲供电可靠性来解决弧光接地，后来发展为采用消弧线圈原理，利用电感和电容的电压电流特性不同，采用电感电流来补偿电容电流，由于弧光接地为高频量，所以按工频设计的消弧线圈无法补偿高频电流，相反由于线圈的接入还将产生许多副作用，比如：选线不准，容易产生谐振，传递过电压等等。

发明内容

本发明创造的目的在于解决现有技术中的上述不足之处而提供一种基于金属接地原理的单相弧光过电压限制装置。

本发明创造的目的通过以下技术方案实现：

一种基于金属接地原理的单相弧光过电压限制装置，包括监测模块和限制装置，所述监测模块包括性能评价单元、网络选取单元和网络优化单元，所述限制装置包括高压隔离开关BD、一次消谐装置GDQ、智能控制器GDM、带有辅助二次绕组的电压互感器PT、高压限流熔断器组件FU、可分相控制的高压真空接触器JZ及三相组合式过电压保护器GDB。

优选地，监测模块采用无线传感器网络对电网运行进行实时监测，无线传感器网络采用zigbee协议进行数据通信；

a、性能评价单元，建立对监测性能进行分析的两级评价体系，根据评价对象建立综合评价指标，一级评价对象为用户感知性能、网络感知性能和节点感知性能，用户感知性能的二级评价对象为监测网络生存周期、感知精度和感知时延，网络感知性能的二级评价对象为监测网络覆盖率、能量消耗和传输可靠性，节点感知性能的二级评价对象为节点功率控制、休眠机制和时间同步；

b、网络选取单元，根据不同网络拓扑结构对综合评价指标的影响，采用簇状网络拓扑结构；

c、网络优化单元，对传感器网络能耗进行优化，包括模型建立子单元和能耗优化子单元；

模型建立子单元：监测区域为半径为r的圆，区域内均匀分布有n个传感器节点，采用扇形分簇异构网络拓扑，基站节点位于圆心，簇头节点位于扇形区域中心，簇内传感器节点只能与簇头节点通信，簇头节点只能与基站节点通信通信，簇内传感器节点发送数据到簇头节点处理，簇头节点对数据进行压缩处理后将数据传送给基站节点；

能耗优化子单元：

距离为d的传感器节点之间传输1比特数据所消耗的能量E_T为：

式中，E_s是发送或接收单位比特时发送电路或接收电路的能耗，E_f是自由空间信道模型下功率放大所需能量，E_m是多径衰减信道模型下功率放大所需能量，d₀为信道选择阈值，d₀∈[80,95]；

簇头节点融合1比特的数据所消耗的能量为E_d；

设某簇的簇头节点CT，感知半径为r，到基站节点距离为d，该簇的数据采集范围为圆心角为2θ，半径为d+r，内切圆半径为d-r的扇形区域，数据采集范围内的一个扇形传感器节点部署区域S对应的圆心角为dα，内外半径之差为dx，则此S区域中传感器节点数为距离簇头节点CT的距离平方为y²＝x²+d²-2xdcosα，簇内节点和簇头节点距离小于d₀，簇内所有传感器节点分别传送b比特数据到簇头节点CT的能耗E_in为：

簇头节点CT接收、融合、传送数据的能耗E_out为：

簇头节点CT所在簇在一次数据传输中总能耗E_all为：

E_all＝E_in+E_out；