[发明专利]一种用于中压电网系统的全通滤波消谐结构及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网领域，特别是提出一种用于中压电网系统的将现有设备改造为全通结构实现全频滤波消谐的方法，并据此提出一种接地控制方法。

背景技术

我国中压(10、35kV级)电网中性点为不接地运行方式，发生单相接地故障时因未破坏系统三相对称性而允许运行两小时。但是当线路对地电容电流超过10A时，接地点电弧不能自动熄灭易产生危险的接地过电压，为此近年来发展了中性点经小电阻接地技术、谐振接地以及电阻和自动消弧线圈融合的复合接地技术等。

随着新能源经济的发展，风力发电、光发电的入网规模扩大，加之充电桩入户导致电网出现了新的矛盾，一是用户侧易出现过补现象的同时伴随电源电能质量劣化，二是户外触电伤亡事件增多，三是过电压保护器炸裂等设备事故日益多发。过补的原因主要是可控设备普遍采用带功率因数校正的变流技术无功消耗下降，加之负荷变化、定补装置能力富余等原因造成；户外触电伤害事故增多的原因主要是随经济的发展居民钓鱼、基建等生活活动频繁增加了触电机率，另外10、35kV级电网的接地保护技术可靠性还不高，触电发生时易误切正常线路；至于过电压保护器炸裂的主要原因有设备老化、谐振过电压造成其反复动作致热饱和等原因。

针对上述情况，现有技术中通常采用滤波补偿技术、消谐技术和谐振接地技术进行解决，然而上述技术仍然存在以下技术缺陷：

⑴现有滤波补偿技术的局限及缺点

由于有源滤波器(APF)与太阳能、风电以及变频器、SVG等都采用变流技术，其核心工作元件都是IGBT类高速开关，因而有源滤波技术不能消除IGBT类高速开关正常工作时高频调制载波造成的谐波污染；传统电容滤波补偿装置存在调谐点只对调谐点对应的谐波及左右旁频有滤波消谐作用，但是电网事实上的背景谐波频谱是丰富的、在特定的时间区段内可认为是连续频谱，而传统电容滤波补偿装置采用二阶高通往往损耗大、采用C型高通投资大，因而补偿装置普遍采用串电抗减少谐波对电容的危害，另外随着线路电容电流越来越大，传统电容滤波补偿装置的滤波能力不足与补偿过度的矛盾日益突出。

⑵现有消谐技术的局限性及缺点

10、35kV级电网普遍采用传统电容滤波补偿装置来对调谐点及附近谐波滤波并消谐，有效作用频段窄，又因滤波补偿电容中性点不接地(悬浮)不能为铁磁谐振、高频谐振等谐振能量提供对地泄放通道；另外10、35kV级电网广泛还采用PT消谐技术，其中PT二次消谐技术对高频谐振信号存在检测盲区；PT一次消谐技术则因各频次的谐振电压反映在PT一次绕组三相星接点上时谐波电压值大小存在随机变化，非线性元件的动作阀值存在频点选择困难。

⑶现有接地技术的局限性与缺点

谐振接地为目前电网大力推广的接地技术，但其回路电感与线路变化的对地分布电容客观上存在多个谐振点，容易造成调谐时接地点基频电流即使为零也因谐波电流过大而不能熄弧的问题；还存在接地点接地电流因谐振补偿后变小造成检测困难问题；另外目前集中式接地选线控制装置准确性与可靠性还远不如继电保护装置，存在接地发生前若装置功能失效难以事先确认以及维修或更换后功能难复核问题。

小电阻接地在普遍采用电缆的城市电网得到了一定应用，但一定程度上会降低供电可靠性；小电阻加自动消弧线圈的复合接地方式能解决单一方式接地的技术问题，但也存在一次性投资大控制方法较复杂的不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种用于中压电网系统的将现有设备改造为全通结构实现全频滤波消谐的方法，并据此提出一种接地控制方法。

本发明通过以下的方案实现：一种用于中压电网系统的全通滤波消谐结构，其特征在于：包括低通电感L_L、低通电阻R_L、接地电阻R_e、星点接地投退开关K、高通电容C_H、高通电阻R_H、基频支路电感L₁和基频支路电容C₁；

所述低通电感L_L的一端用于同时与中压电网的系统电源和负载连接，另一端依次与低通电阻R_L、接地电阻R_e和星点接地投退开关K连接；