專利名稱：：消弧線圈系統(tǒng)單相接地補償狀態(tài)在線監(jiān)測及調控方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種對配電網(wǎng)進行在線監(jiān)測及調控的方法，屬于電氣工程
技術領域：
。技術背景中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，故障電流為配電系統(tǒng)對地電容電流的總和，如果配電系統(tǒng)的對地電容較小，則故障接地電流較小，故障接地電弧將不能維持而自動熄滅，配電系統(tǒng)可以繼續(xù)運行，故障線路能夠繼續(xù)向負載供電。單相接地故障占系統(tǒng)總故障的70%，因此中性點不接地系統(tǒng)具有較高的供電可靠性。但是，近年來由于配電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大以及電網(wǎng)中電纜線路的大量使用，配電網(wǎng)系統(tǒng)的對地電容大幅度增加，單相接地時故障電流較大，故障電弧已不能自動熄滅，中性點不接地方式已不能滿足系統(tǒng)的要求，而消弧線圈接地系統(tǒng)就是一種很好的選擇。消弧線圈接地系統(tǒng)的中性點與消弧線圈相聯(lián)，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，消弧線圈產(chǎn)生的感性電流將補償故障接地時的容性電流，實際的故障接地電流(故障殘流，下同)為消弧線圈的感性電流與系統(tǒng)對地電容電流的和(相量和)。由此可知，如果消弧線圈的感性電流大于系統(tǒng)的對地電容電流，系統(tǒng)處于過補償狀態(tài)，其故障殘流為感性電流，故障殘流的大小取決于過補償?shù)某潭?；如果消弧線圈的感性電流小于系統(tǒng)的對地電容電流，系統(tǒng)處于欠補償狀態(tài)，其故障殘流為容性電流，故障殘流的大小取決于欠補償?shù)某潭?；當消弧線圈的感性電流等于系統(tǒng)的對地電容電流時，故障殘流為0，此時配電系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)，故障接地電弧將自動熄滅，這是故障狀態(tài)下配電系統(tǒng)運行所需要的。由此可知，消弧線圈系統(tǒng)能夠有效地補償單相接地故障電流，它不受系統(tǒng)規(guī)模和電纜線路的影響，但是只有當消弧線圈提供的感性補償電流等于系統(tǒng)的對地電容電流時，系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)，系統(tǒng)的故障殘流才為0，其接地故障電弧才能自動熄滅。如果補償不當，系統(tǒng)沒有處于諧振狀態(tài)，則有可能增加故障接地電流，擴大故障。對于任意丄、C系統(tǒng)，當丄、C滿足6)L-1條件時，系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)。消弧線圈系統(tǒng)的消弧線圈電感丄和系統(tǒng)的對地電容c就構成一個丄、c系統(tǒng)，其諧振條件也不例外。因此目前普遍采用調諧方法是正常運行期間測量配電系統(tǒng)的對地電容C，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，根據(jù)測量的對地電容和系統(tǒng)工作在諧振狀態(tài)的條件計算系統(tǒng)諧振時需要的電感￡=+(為工頻頻率(50112)對應的角頻率)，然后根據(jù)計算結果調節(jié)消弧線圈電感，使系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)。由此可知，對于傳統(tǒng)的調諧方法而言，準確地測量系統(tǒng)的對地電容是實現(xiàn)系統(tǒng)諧振的基礎，它也是故障狀態(tài)下消弧線圈調節(jié)的依據(jù)。因此目前許多學者提出了在線測量系統(tǒng)對地電容的方法。如"ZBX自動跟蹤補償裝置在35kV系統(tǒng)中的應用"《電網(wǎng)技術》.2001.25(5):68-70;"基于注入變頻信號法的經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)控制與保護新方法"《中國電機工程學報》，2000，20(1):2936;"諧振接地電力網(wǎng)自動調諧的新方法"《中國電機工程學報》200323(6):77-80;"新型偏磁式諧振接地與保護"《中國電機工程學報》200424(6):44_49;"—種新的諧振接地系統(tǒng)的研制"《電力系統(tǒng)自動化》2003，27(5):54-57等文獻公開了許多在線測量系統(tǒng)對地電容的方法，并取得了一定的效果。但是目前提出的這些方法都是在正常運行方式下在線測量系統(tǒng)的對地電容，測量的這個對地電容值將作為系統(tǒng)發(fā)生接地故障時調節(jié)消弧線圈電感的依據(jù)。上述方式存在明顯缺點，首先，必須準確地測量系統(tǒng)的電容，而在故障狀態(tài)下無法驗證測量電容的準確性，因此無法在線準確地判斷消弧線圈電流的補償狀態(tài)，無法在線準確地判斷故障接地電弧是否可靠熄滅；其次，由于系統(tǒng)的對地電容值與系統(tǒng)的運行方式有關，如果系統(tǒng)運行方式發(fā)生了變化，則其對地電容值也將發(fā)生改變。當系統(tǒng)發(fā)生接地故障后，即使系統(tǒng)故障點的電流被完全補償，為了維持這種補償狀態(tài)，系統(tǒng)在帶接地故障運行期間運行方式不能再改變。如果其它線路出現(xiàn)故障被切除，系統(tǒng)的諧振條件被破壞，故障點的電流將會增加，這時因為不能在線測量運行方式改變后系統(tǒng)的對地電容值，因此消弧線圈沒有再次調節(jié)的依據(jù)而不能使系統(tǒng)從新進入諧振狀態(tài)。針對上述問題，本發(fā)明人提出了根據(jù)故障線路負序電流的最小值確定故障接地期間的諧振狀態(tài)，并開發(fā)了相應的調諧裝置，如"諧振接地系統(tǒng)的新型自動調諧裝置"《電力系統(tǒng)自動化》2006,30(14):76-81(江渝、冉立、劉和平著)；另外，"連續(xù)調節(jié)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障諧振狀態(tài)在線監(jiān)測的研究"《中國電機工程學報》2005,25(13):35-40(江渝、劉和平、冉立等著)。但是該方法只有在負載對稱的情況下才有效，而通常情況下配電系統(tǒng)的負載為不對稱負載。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種無論配電系統(tǒng)負載是否對稱，在無須測量配電系統(tǒng)電容的情況下，對單相接地故障狀態(tài)下的消弧線圈系統(tǒng)補償狀態(tài)的在線監(jiān)測方法和消弧線圈電感調節(jié)方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種消弧線圈系統(tǒng)單相接地補償狀態(tài)在線監(jiān)測及調控方法，其特征在于包括如下步驟1)計算接地前故障線路的負序電流相量he和接地后的該電流相量hs，計算故障線路故障電流負序分量的相量h，>2=hg-)2c;2)當h小于設置的閥值時，此時無須調節(jié)消弧線圈，配電系統(tǒng)已處于諧振狀態(tài)；而當h大于設置的閥值時，此時應調節(jié)消弧線圈電感，使配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)。測量消弧線圈電流相量h，并將它與h進行相位比較，當它們的夾角在()G90G時，配電系統(tǒng)處于過補償狀態(tài)，此時應增大消弧線圈電感；當它們的夾角在9(f180。時，配電系統(tǒng)處于欠補償狀態(tài)，此時應減小消弧線圈電感。調節(jié)消弧線圈的目標是使h小于設置的閥值，使配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)；3)消弧線圈的調控方法首先將消弧線圈的最小電感a!設置為調節(jié)電感的下限值a，將消弧線圈的最大電感b!設置為調節(jié)電感的上限值b;如果在欠補償狀態(tài)，則將電感調節(jié)的上限值b修改為消弧線圈的當前電感值，下限值保持不變，然后將消弧線圈電感調節(jié)為上限值a和下限值b的平均值；如果在過補償狀態(tài)，則將電感調節(jié)的下限值a修改為消弧線圈的當前電感值，電感調節(jié)的上限值保持不變，然后將消弧線圈電感調節(jié)為上限值a和下限值b的平均值；每次調節(jié)后，計算故障電流負序分量，如果小于閥值，則停止調節(jié)，消弧線圈的當前電感就是配電系統(tǒng)諧振狀態(tài)時的電感；如果大于閥值，則再一次判斷配電系統(tǒng)的補償狀態(tài)，調節(jié)消弧線圈電感，最終使故障電流的負序分量小于給定的閥值，使配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)；4)計算標準電壓下故障線路的零序電流分量配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)后，測量配電系統(tǒng)中性點電壓相量6。，測量故障線路的三相電流相量h、h、h，首先計算與之對應的零序電流h:)。=(h+h+)c)/3，然后再將該零序電流擇算至標準電壓下的零序電流)woJw。-^x[^，其中t/。為&Q的幅值，[;為用戶設置的標準電壓；5)在故障運行期間，監(jiān)測標準電壓下故障線路的零序電流h。，如果h。沒有變化，則配電系統(tǒng)的運行方式?jīng)]有變化，保持消弧線圈電感不變，保持配電系統(tǒng)的諧振狀態(tài)；如果h。發(fā)生了變化，則配電系統(tǒng)的運行方式發(fā)生了變化，比較變化前、后故障線路的Ko，如果它們(相量)的夾角在0G90Q，且電流幅值變大，則運行方式變化后的配電系統(tǒng)處于欠補償狀態(tài)，此時應減小消弧線圈電感以增加消弧線圈的補償電流，消弧線圈電感的調節(jié)方法與3)所述的欠補償時的調節(jié)方法相同；如果它們(相量)的夾角在0Q90Q，但電流幅值變小或它們(相量)的夾角在900180則運行方式變化后的配電系統(tǒng)處于過補償狀態(tài)，此時應增加消弧線圈電感減小消弧線圈的補償電流，消弧線圈電感的調節(jié)方法與3)所述的過補償時的調節(jié)方法相同；每次調節(jié)后計算當前狀態(tài)故障線路的L。，并將它與變化前故障線路的L。比較，如果當前狀態(tài)故障線路的)訓與變化前故障線路的ho)的差的幅值小于設置的閥值，則停止調節(jié)消弧線圈電感，配電系統(tǒng)再次從新進入到諧振狀態(tài)；如果其差的幅值大于設置的閥值，則根據(jù)當前狀態(tài)下故障線路的^。和變化前故障線路的^。的幅值和相位再次判斷配電系統(tǒng)的當前補償狀態(tài)，再次調節(jié)消弧線圈電感，使故障線路的L。與變化前的)w。的差的幅值小于設置的閥值，使配電系統(tǒng)再次從新進入諧振狀態(tài)；再次調節(jié)消弧線圈電感的目標就是使標準電壓下故障線路的零序電流與變化前該電流的差的幅值小于設置的閥值，這時配電系統(tǒng)再次從新進入諧振狀態(tài)。相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下有益效果無論配電系統(tǒng)負載是否對稱，該方法均能在不測量配電系統(tǒng)電容的條件下，在線判斷消弧線圈電感調節(jié)過程中配電系統(tǒng)的補償狀態(tài)，確保消弧線圈電感的正確調節(jié)，使配電系統(tǒng)最終進入諧振狀態(tài)；無論配電系統(tǒng)負載是否對稱，該方法均能準確地判斷配電系統(tǒng)已處于諧振狀態(tài)，確保故障接地電弧可靠熄滅，保證單相接地故障狀態(tài)下配電系統(tǒng)的安全運行；無論配電系統(tǒng)負載是否對稱，該方法能有效性地判斷故障期間運行方式的變化，同時能夠有效地判斷運行方式改變后配電系統(tǒng)的補償狀態(tài)，確保運行方式改變后消弧線圈電感的再次正確調節(jié)，使配電系統(tǒng)再次從新進入諧振狀態(tài)。本發(fā)明方法是以接地后和接地前故障線路負序電流的差作為配電系統(tǒng)補償狀態(tài)的判斷依據(jù)，也是配電系統(tǒng)諧振狀態(tài)的判斷依據(jù)之一，這樣就消除了負載的不對稱性對調諧過程的影響；當配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)后，它以標準電壓下故障線路的零序電流為調控目標，完全不受負載的影響。配電系統(tǒng)在接地故障運行期間，無論配電系統(tǒng)負載是否對稱，根據(jù)標準電壓下故障線路的零序電流均能準確地判斷配電系統(tǒng)運行方式的變化，并能判斷運行方式變化后配電系統(tǒng)的補償狀態(tài)，再次正確調節(jié)消弧線圈電感，使配電系統(tǒng)從新進入諧振狀態(tài)。該方法不是以配電系統(tǒng)的對地電容為消弧線圈電感調節(jié)的依據(jù)，因此正常運行期間無須測量配電系統(tǒng)的對地電容，這樣就減少了正常運行過程中消弧線圈的調節(jié)。圖1為單相接地期間消弧線圈系統(tǒng)的結構簡2系統(tǒng)的等效電路3為正常電流分布的電路4為故障電流分布的電路5為故障電流分布的簡化電路圖圖6為零序等效電路7為電感搜尋示意8為Z型接地變壓器的結構示意9為故障時的接地故障電流的仿真波形10為線路負序電流的仿真波形11為故障后與故障前線路負序電流的差的仿真波形12為故障接地電流與消弧線圈電感的關系的仿真波形13為故障后與故障前負序電流差與消弧線圈電感的關系的仿真波形14為線路零序電流與消弧線圈電感的關系的仿真波形15為零序電壓與消弧線圈電感的關系的仿真波形16為負載變化對故障線路負序電流的影響的仿真波形17為負載變化對故障接地電流的影響的仿真波形18為負載變化對零序電流的影響的仿真波形19為運行方式變化對故障接地電流的影響的仿真波形20為運行方式變化對負序電流的影響的仿真波形21為運行方式變化對零序電流的影響的仿真波形22為運行方式變化后故障接地電流與消弧線圈電感的關系的仿真波形23為運行方式變化后零序電流與消弧線圈電感的關系的仿真波形24為運行方式變化后零序電壓與消弧線圏電感的關系的仿真波形圖具體實施方式下面結合具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。為了敘述方便，在以下敘述中"測量電壓相量"指利用電壓互感器測量對應節(jié)點的電壓，并利用FFT(快速傅立葉算法，下同)計算與之對應的基波電壓相量；"測量電流相量"指利用電流互感器測量對應支路的電流，并根據(jù)FFT計算與之對應的基波電流相量。同時線路電流的參考方向為母線(電源)指向線路，消弧線圈電流的參考方向為中性點指向"地"，故障接地電流的參考方向為故障點指向"地"，各節(jié)點的電壓均以"地"為參考點。下面采用的復數(shù)算子a和^的定義為"=—"/3二—丄+/^，a2=e,"=—丄—.i。2222一種消弧線圈系統(tǒng)單相接地補償狀態(tài)在線監(jiān)測及調控方法，具體步驟如下-1)計算配電系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下所有線路的負序電流h"測量系統(tǒng)的中性點電壓相量，中性點電壓的有效值小于配電系統(tǒng)相電壓有效值的15%時，配電系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)，測量該狀態(tài)下所有線路的三相電流相量h、^、》c，并計算該狀態(tài)下的負序電流hc2)計算故障狀態(tài)下配電系統(tǒng)中所有線路的負序電流hg:當配電系統(tǒng)中性點電壓大于系統(tǒng)相電壓的15%時，判定配電系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障。測量該狀態(tài)下所有線路的三相電流相量h、h、)c，并根據(jù)式l)中負序電流的定義計算與之對應的負序電流分量hs。3)計算各線路的故障電流的負序分量h，》2=》2g-)k，其中)2最大的線路為故障線路。4)故障線路的)2小于設置的閥值時(選擇的閥值必須能保證接地電弧可靠熄滅，對于10kV系統(tǒng)，閥值S2A(幅值)時保證接地電弧可靠熄滅，下同)，此時無須調節(jié)消弧線圈電感，配電系統(tǒng)已處于諧振狀態(tài)；故障線路的h大于設置的閥值時，此時應調節(jié)消弧線圈電感，使配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)。測量消弧線圈電流相量h,并將它與故障線路的h進行相位比較，當它們的夾角在()090a時，配電系統(tǒng)處于過補償狀態(tài)，此時應增大消弧線圈電感；當它們的夾角在90G180n時，配電系統(tǒng)處于欠補償狀態(tài)，此時應減小消弧線圈電感。調節(jié)消弧線圈電感的目標是使故障線路的h小于設置的閥值，使配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)。5)消弧線圈的調控方法首先將消弧線圈的最小電感a,設置為調節(jié)電感的下限值a，將消弧線圈的最大電感N設置為調節(jié)電感的上限值b。如果在欠補償狀態(tài)，則將調節(jié)電感的上限值b修改為消弧線圈的當前電感值，下限值保持不變，然后將消弧線圈電感調節(jié)為上限值和下限值的平均值；如果在過補償狀態(tài)，則將調節(jié)電感的下限值a修改為消弧線圈的當前電感值，電感調節(jié)的上限值保持不變，然后將消弧線圈電感調節(jié)為上限值和下限值的平均值。每次調節(jié)后，計算故障線路故障電流的負序分量h，如果小于閥值，則停止調節(jié)，消弧線圈的當前電感就是配電系統(tǒng)諧振狀態(tài)時的電感；如果大于閥值，則再一次判斷配電系統(tǒng)的補償狀態(tài)，調節(jié)消弧線圈電感，最終使故障線路故障電流的負序分量h小于給定的閥值，使配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)。6)測量、計算諧振時標準電壓下故障線路的零序電流分量配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)后，立即測量配電系統(tǒng)中性點電壓相量&o，測量故障線路的三相電流相量h、_L、)c，首先計算與之對應的零序電流)?！?。=(h+h+)c)/3,然后再將該零序電流擇算為標準電壓下的零序電流)wQ:h。-"^xC^，其中C/。為6。的幅值，[/w為用戶設置的標準電壓。7)在故障運行期間，監(jiān)測標準電壓下故障線路的零序電流h。，如果L。沒有變化，則配電系統(tǒng)運行方式?jīng)]有變化，保持消弧線圈電感不變，使配電系統(tǒng)保持為諧振狀態(tài)；如果^。發(fā)生了變化，則配電系統(tǒng)的運行方式發(fā)生了變化，其諧振條件己被破壞，須再次調節(jié)消弧線圈電感使配電系統(tǒng)從新進入諧振狀態(tài)。當變化后標準電壓下故障線路的零序電流與變化前該電流的差的幅值小于設置的闊值時(該閥值的選擇原則也是保證運行方式改變后能夠確保接地電弧的可靠熄滅，如果2)中的閥值選擇為2A，則此時的閥值選擇為0.5A時能確保接地電弧的再次可靠熄滅)，系統(tǒng)從新進入諧振狀態(tài)，因此再次調節(jié)消弧線圈電感的目標就是使當前狀態(tài)下故障線路的h。與變化前該線路的^。的差的幅值小于設置的閥值。比較變化前、后故障線路的h。，如果它們的夾角在OG卯G，且電流幅值變大，則配電系統(tǒng)處于欠補償狀態(tài)，此時應減小消弧線圈電感以增加消弧線圈的補償電流，消弧線圈電感的調節(jié)方法與5)所述的欠補償時的調節(jié)方法相同；如果它們的夾角在0Q90Q，但電流幅值變小或它們的夾角在900180則配電系統(tǒng)處于過補償狀態(tài)，此時應增加消弧線圈電感減小消弧線圈的補償電流，消弧線圈電感的調節(jié)方法與5)所述的過補償時的調節(jié)方法相同。每次調節(jié)后計算當前狀態(tài)故障線路的L。，并將它與變化前故障線路的Lo比較，如果當前狀態(tài)故障線路的Lq與變化前故障線路的Lq的差的幅值小于設置的閥值，則停止調節(jié)消弧線圈電感；如果大于設置的閥值，則根據(jù)當前狀態(tài)下故障線路的^。與變化前故障線路的h。的幅值和相位再次判斷配電系統(tǒng)的當前補償狀態(tài)，再次調節(jié)消弧線圈電感，使故障線路的Lo與變化前該線路的h。的差的幅值小于設置的閥值，使配電系統(tǒng)再次從新進入諧振狀態(tài)。其中，計算配電系統(tǒng)正常運行狀態(tài)和故障狀態(tài)所有線路的負序電流hc、hg的方法，計算線路零序電流)。的方法、基波相量的計算方法、接地故障狀態(tài)的判據(jù)和故障接地線路的確定標準不限于實施例所述方法，還可以為本領域慣用的其他方法。本發(fā)明是基于故障線路正序電流、負序電流和零序電流的特點以及電力系統(tǒng)的結構特點和運行特點進行科學分析后提出的，具體分析圖l為單相接地期間消弧線圈系統(tǒng)的結構簡圖，圖中的"系統(tǒng)"是作為配電系統(tǒng)電源的高壓系統(tǒng)，它經(jīng)過一個Y/A型降壓變壓器與配電系統(tǒng)相連，線路丄l的/l相在F點經(jīng)電阻^發(fā)生單相接地故障，丄2為正常線路(為所有正常線路的等效電路)。1、首先，在忽略線路對地電容影響的情況下分析故障線路電流正序分量、負序分量和零序分量的特點通常情況，配電系統(tǒng)的負載為不對稱負載("配電網(wǎng)接地故障負序電流分布及接地保護原理研究"《中國電機工程學報》，2001，21(6):84~89曾祥君、尹項根、張哲等著)，因此本發(fā)明首先利用三相等效電路分析故障線路的相電流，然后以相電流為基礎，再分析與之對應電流序分量的特點。圖2為與圖1所示系統(tǒng)對應的等效電路。通常情況下用戶配電變壓器的高壓側都采用A連接方式("配電網(wǎng)接地故障負序電流分布及接地保護原理研究"《中國電機工程學報》，2001，21(6):84~89曾祥君、尹項根、張哲等著)，配電系統(tǒng)的負載也就是A型連接方式，在圖2中按照A-Y等效原則將其轉換為Y型連接，其中線路"的j、5、C相的等效阻抗為z柳=ZilAft++ZiliM(1)下標M分別為^、5、C，表示丄仏C相對應的參數(shù)(下同)。圖2等效于圖3和圖4的疊加。圖3為配電系統(tǒng)正常運行時的等效電路，圖4為故障接地電流分布的等效電路，其中^為故障電流。根據(jù)圖3，無論線路的負載是否對稱，即Zum、^us、Ziuc是否相等，根據(jù)基爾霍夫電流定律，/丄"c十/丄i3c十/丄ur=0，因此，正常運行狀態(tài)下線路的零序電流hico為hico=+/丄isc+/iicc)/3=0(2)由此可知，負載的不對稱性對線路的零序電流沒有影響。由于負載為不對稱負載，圖2、圖3、圖4中的Zu^、ZiliS、Zuic不相等。為了簡化分析，僅分析一種特殊情況，即線路的B、C相負載相等，且在運行中保持不變，配電系統(tǒng)的其它部分完全對稱，式(1)中^、C相的等效阻抗Z^和Zct相等，令它們等于Z。而高壓電源系統(tǒng)的容量較大，正常運行期間負載變化對配電系統(tǒng)母線電壓的影響較小，忽略它們的影響，因此圖3中^、5、C點的電壓6h^和&c為不變的對稱正序電壓。根據(jù)圖3，正常運行期間線路z:i電源端丄5、C相的電流分別為<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>其中"們?yōu)樨撦d中性點^2電壓，根據(jù)式(2)和式(3)，則C/W2為6『Z-Z"&(4)2Z相+Z根據(jù)式(3)和式(4)，線路丄l電源端的3倍正序電流3hw、3倍負序電流3^K;2(以下簡稱為正序電流、負序電流和零序電流)分別為3LCZ+Z必)i^(5)Z(2Z必+Z)3h。CO(6)根據(jù)式(5)和式(6)，系統(tǒng)正常運行期間，即使在這種特殊的不對稱負載情況下(仏C相負載相等且不變化)，線路上除了有正序電流外還有負序電流，它們都將隨^相負載的變化而變化，對于其它一般情況更是如此。綜上所述，當線路負載不對稱時，系統(tǒng)正常運行期間，線路上除了有正序電流分量外還有負序電流分量，它們都將隨負載的變化而變化；負載的不對稱性對線路的零序電流沒有影響，正常運行期間線路的零序電流均為0。圖4為配電系統(tǒng)接地后故障電流的分布電路圖。由于Z型接地變壓器的特殊結構，其零序阻抗較小("曲折型接地變壓器容量選擇"《青海電力》2007，26(1):51-59吳俊鵬劉奕蒞著)，因此對接地電流而言，接地變壓器的漏感Z^(、Z加和i^c較小，忽略它們的影響，則厶5、C點的電壓相等，它們都等于中性點iV點的電壓。忽略漏感丄zx4、Z^和丄zc后，對線路Z1而言，圖4、圖5所示電路等效。在圖5中，令^肪-A^+AwZ。^Z即〃Zc。+^肪，Z肪、Zcd由式(1)決定，則線路"電源端的J、B、C相電流分別為;z丄Z/)+Z丄^}磨=Zc"x(7)7+77+7"^即t^czt二"^)臟=ZflDxZ"""Z肥+ZCDZD+根據(jù)式(7)，線路Z1的3倍零序電流3h，為3)腳=+Zcpx+;xZ""F=}F(8)根據(jù)式(8)，無論負載是否對稱，線路￡1電源端的零序電流都只與故障接地電流有關，為^/3。在前述的特殊的不對稱負載情況下(S、C相負載相等且不變化)，式(7)中的Z^和Za^相等且為Z，在此條件下，線路"的3倍正序電流3^股和3倍負序電流3huj2和分別為3hici二2ZD-》f二Z+2Z￡Mw+2Z乙^—Z乙^丄^(9)3)腦=2Z。-Z認h=Z+2Z賊+2;-Z皿h(10)線路丄l在某一確定地點發(fā)生接地故障后，式(9)、式(10)中的&^和&，為常數(shù)。根據(jù)式(9)和式(10)，即使在這種特殊的不對稱負載條件下(B、C相的負載相等，且在運行中保持不變)，線路￡1電源端故障電流的正序分量和負序分量不僅與接地故障電流有關，同時還與^相負載有關，它們都將隨^相負載的變化而變化，即負載的不對稱性將影響故障電流正序分量和負序分量的分布。在其它一般情況下更是如此，由此可知，不對稱負載對故障線路電源端的正序電流和負序電流有較大的影響。由此可知，圖2中線路丄1電源端電流的正序分量、負序分量和零序分量分別為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>綜合上述分析，單相接地后，故障線路電源端的正序電流和負序電流都與負載有關，線路的負載將決定非故障電流的正序分量、負序分量，同時還會影響故障電流正序分量和故障電流負序分量的分布，從而影響故障線路電源端電流的正序分量和負序分量；但負載對故障線路電源端電流的零序分量沒有影響，它只與接地故障電流有關。2、其次，分析線路對地電容對電流正序分量、負序分量和零序分量的影響；從前面的分析可知，消弧線圈接地系統(tǒng)中，負載對線路零序電流的分布沒有影響，因此線路的負載是否對稱對配電系統(tǒng)的零序等效電路也沒有影響。圖6為圖2所示電路的零序等效電路，其中)。是單相接地故障電流的零序分量，為h/3("電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第二版"北京水利電力出版社1995李光琦)。從圖6可以看出，如果忽略線路"的對地電容CGL1。、CGL2。、CGRIq、CGR2o，則匕咖=)。=厶/3，它與式(8)的結果完全相同。如果考慮線路"的對地電容，則由于線路的零序阻抗較小，零序電流在線路上引起的電壓降較小，因此圖6中的&、和f。的差異較小，忽略它們的差異，令它們均為6。，則式(12)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>式(13)中&(C)為零序等效電路中與故障線路對地電容有關的常數(shù)。比較式(8)和式(13)，考慮線路對地電容后，故障線路電源端的零序電流中不僅包含正常運行期間負載的零序電流(該分量為O)，故障電流的零序分量，同時還包含線路對地電容中的零序電流分量，對地電容中的零序電流分量與接地故障狀態(tài)下配電系統(tǒng)的零序電壓成正比。與零序電流的特征相同，考慮線路的對地電容后，故障線路的正序電流中也應包含線路對地電容電流的正序分量，它與系統(tǒng)電壓的正序分量(&)成正比，為&(C)&;故障線路的負序電流中同樣也應包含線路對地電容電流的負序分量，它與系統(tǒng)電壓的負序分量(&)成正比，為&(C)&2。A(C)是正序等效電路中與故障線路對地電容有關的常數(shù)，《2(C)是負序等效電路中與故障線路對地電容有關的常數(shù)。故障狀態(tài)下，線路的正序等效模型和負序等效模型完全相同，其對應元件的參數(shù)也相同("電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第二版"北京水利電力出版社1995李光琦)，因此&(C)和A:2(C)相等，令它們等于X(C)。因此考慮線路對地電容后，故障線路電源端電流的正序分量、負序分量和零序分量分別為)2il=)脂+)脂+〖(C)&2(14)由此可知，故障線路電源端電流的正序分量、負序分量和零序分量中包含了與線路接地電容有關的分量，它們與對應的正序電壓分量、負序電壓分量和零序電壓分量有關。消弧線圈系統(tǒng)單相接地故障期間，電壓的負序分量遠小于其零序分量，對地電容對負序電流分布的影響遠小于對地電容對零序電流分布的影響("諧振接地系統(tǒng)的新型自動調諧裝置"電力系統(tǒng)自動化，2006，30(14):76-81江渝冉立劉和平)；電壓的負序分量也遠小于電壓的正序分量，對地電容對正序電流的影響也遠大于對負序電流的影響。因此，消弧線圈系統(tǒng)單相接地故障期間故障線路電源端電流的正序分量、負序分量和零序分量具有如下特點故障線路的正序電流不僅受配電系統(tǒng)負載的影響，同時線路的對地電容對其也有較大的影響；故障線路的負序電流受負載的影響，但線路的對地電容對其影響較?。还收暇€路的零序電流受線路對地電容的影響，負載對其沒有影響。根據(jù)式(14)還可知，在單相接地故障期間，如果接地故障電流為O(系統(tǒng)處于諧振狀態(tài))，則故障線路電源端的零序電流為本線路的對地電容電流，它將隨系統(tǒng)零序電壓的變化而變化。本發(fā)明基于故障電流的負序分量和零序分量的狀態(tài)判斷接地電流補償狀態(tài)的原理-由于線路對地電容對負序電流的影響較小，忽略該項影響，根據(jù)式(14)和式(10)7+77+27-7/2il-/"C2=/服=z化腿化飽力腿(/f/3)=^/f(15)乙"ZiLL4L"f"iL/Wtz^L1L4其中k=1xz+2Z丄^+2Z￡1Z^—根據(jù)式(14)和式(8)，故障線路的零序電流為)肌=)腳+^0(0&。=_^/3+^0(0&。(16)消弧線圈接地系統(tǒng)不會因發(fā)生單相接地故障而調整負載，同時故障接地后到消弧線圈完成調諧前，這個時間非常短，在這期間認為線路的負載不發(fā)生變化，即在接地后較短時間內(nèi)的h1C2與接地前較短的時間內(nèi)的hIC2相等；式(15)中的X是與接地狀態(tài)下系統(tǒng)結構有關的量，對于任意確定的接地點，系統(tǒng)的結構是確定的，因此接地后，式(15)中的《為一個常數(shù)。因此，接地后一個較短時間內(nèi)故障線路電源端電流的負序分量與接地前一個較短時間內(nèi)該處電流負序分量的差為電源側故障電流的負序分量，根據(jù)式(15)，它與故障電流成正比，電源側故障電流的負序分量(接地后的一個較短時間內(nèi)故障線路電源端電流的負序分量與接地前的一個短時間內(nèi)該處電流負序分量的差，下同)能夠準確地跟蹤接地故障電流。消弧線圈系統(tǒng)中，單相接地后實際的故障電流(故障殘流，下同)為消弧線圈的補償電流與配電系統(tǒng)對地電容電流的和(相量和)，當消弧線圈的補償電流大于配電系統(tǒng)的對地電容電流時，系統(tǒng)處于過補償狀態(tài)，故障殘流與消弧線圈電流同相，為感性電流；當消弧線圈的補償電流小于配電系統(tǒng)的對地電容電流時，系統(tǒng)處于欠補償狀態(tài)，故障殘流與消弧線圈電流反相，為容性電流；當消弧線圈補償電流等于系統(tǒng)對地電容電流時，故障殘流為0，系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)。但是，由于系統(tǒng)中存在電阻和電導，系統(tǒng)處于欠補償時，故障殘流不可能與消弧線圈電流完全反相，但該狀態(tài)下，它們相量的夾角在卯G180G;系統(tǒng)處于過補償時，故障殘流也不可能與消弧線圈電流完全同相，但該狀態(tài)下，它們相量的夾角在(^90Q。根據(jù)式(15)，電源側故障電流的負序分量與故障電流基本同相(由于線路的電阻遠小于線路的電抗，忽略線路電阻時它們完全同相，如果考慮線路電阻時，它們相位的差異也很小)，因此根據(jù)電源側故障電流的負序分量與消弧線圈電流相位差以及該電流負序分量的值能準確地判斷故障電流的補償狀態(tài)和諧振狀態(tài)。電源側故障電流的負序分量接近O時，故障接地電流也接近0，系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)。電源側故障電流的負序分量較大時，故障接地電流也較大，配電系統(tǒng)處于非諧振狀態(tài)，電源側故障電流負序分量相量與消弧線圈電流相量夾角為()G90e時，系統(tǒng)處于過補償狀態(tài)，此時應增大消弧線圈電感，減小消弧線圈電感的補償電流，使系統(tǒng)更進一步接近諧振狀態(tài)，最終使系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)；它們的夾角為90G18()G時，系統(tǒng)處于欠補償狀態(tài)，此時應減小消弧線圈電感，增加消弧線圈電感的補償電流，使系統(tǒng)更進一步接近諧振狀態(tài)，最終使配電系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)。配電系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)時，故障接地電流^為0，根據(jù)式(16)，故障線路的零序電流為)。u-A(C))。，該電流為故障線路對地電容電流的總和，它與負載無關，但與系統(tǒng)的零序電壓有關。故障狀態(tài)下，配電系統(tǒng)運行方式改變后，須再次調節(jié)消弧線圈電感使配電系統(tǒng)重新進入諧振狀態(tài)，這個調節(jié)過程可能改變配電系統(tǒng)的零序電壓，為此定義標準電壓下的電流)w+w(17)式(17)中，)和^為實際測量的電流相量和電壓相量，C/為&的幅值，[/w為給定的標準電壓，^為給定標準電壓下的電流。經(jīng)過式(17)的變換，電流的相位不會發(fā)生改變，因此標準電壓下電流的相位和與之對應的實際電流的相位相同。根據(jù)式(16)和式(17)，配電系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)時，標準電壓下故障線路的零序電流為確定不變的常數(shù)，如果該零序電流發(fā)生了變化，則接地故障電流巳不再為零，系統(tǒng)的運行方式發(fā)生了變化(消弧線圈電感不變的情況下)，配電系統(tǒng)己從諧振狀態(tài)變?yōu)榉侵C振狀態(tài)。如果系統(tǒng)從諧振狀態(tài)變?yōu)榍费a償狀態(tài)，則故障殘流為容性電流，它與諧振狀態(tài)時故障線路的零序電流同相，根據(jù)式(16)，此時故障線路的零序電流將增加，但相位不會變化。如果系統(tǒng)從諧振狀態(tài)變?yōu)檫^補償狀態(tài)，故障電流為感性電流，它與諧振狀態(tài)時故障線路的零序電流反相，根據(jù)式(16)，如果故障電流的零序分量(^/3)小于諧振時故障線路的零序分量，則此時故障線路的零序電流將減小，但相位不會變化；如果故障電流的零序分量(^/3)大于諧振時故障線路的零序分量，則此時故障線路零序電流相量與變化前該電流相量反相。如果當前狀態(tài)標準電壓下故障線路的零序電流等于變化前該電流分量，根據(jù)式(16)和式(17)，此時故障接地電流再次為O,配電系統(tǒng)再次進入諧振狀態(tài)。因此，根據(jù)標準電壓下故障線路的零序電流能夠準確地判斷故障期間系統(tǒng)運行方式的變化，判斷運行方式變化后系統(tǒng)的補償狀態(tài)，并能夠再次調節(jié)消弧線圈電感使配電系統(tǒng)從新進入諧振狀態(tài)。但由于線路電阻和對地電導的存在，欠補償狀態(tài)時故障殘流與諧振時故障線路的零序電流不可能完全同相，但它們相量的夾角在0G9(A過補償狀態(tài)時故障殘流與諧振時故障線路的零序電流也不可能完全反相，但它們相量的夾角在綜上所述，單相接地故障電流補償狀態(tài)在線監(jiān)測及消弧線圈系統(tǒng)調控方法為配電系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的初始時刻，以故障線路電流的負序分量與接地前的該電流分量的差為控制目標，如果該電流差較大，則根據(jù)該電流差的相量和消弧線圈電流相量的關系判斷配電系統(tǒng)的補償狀態(tài)，以此確定消弧線圈的調節(jié)方向。當其相量夾角在(^9(^時，系統(tǒng)處于過補償狀態(tài)，此時應增大消弧線圈電感；當其相量夾角在9()G180G時，系統(tǒng)處于欠補償狀態(tài)，此時應減小消弧線圈電感。調節(jié)消弧線圈的最終目標是使接地前、后故障線路電流負序分量的差接近O，該電流差接近0時，配電系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)。配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)后，立即測量該狀態(tài)下故障線路的零序電流和系統(tǒng)的零序電壓，將該電流折算為標準電壓下的電流，在單相接地故障期間，如果該電流發(fā)生了變化，則系統(tǒng)的運行方式發(fā)生了變化，根據(jù)變化前、后標準電壓下故障線路零序電流相量的幅值和相位關系再次確定消弧線圈電感的調節(jié)方向。變化后標準電壓下故障線路的零序電流相量與變化前該電流相量夾角在0090、且電流幅值變大，則配電系統(tǒng)處于欠補償狀態(tài)，此時應減小消弧線圈電感以增加感性補償電流；如果其相量夾角在(^9(A但電流幅值變小或變化后標準電壓下故障線路的零序電流相量與變化前該電流相量的夾角在9()G180則配電系統(tǒng)處于過補償狀態(tài)，此時應增加消弧線圈電感以減小感性補償電流。再次調節(jié)消弧線圈電感的目標就是使變化后標準電壓下故障線路的零序電流等于變化前標準電壓下故障線路的零序電流，這時配電系統(tǒng)再次從新迸入諧振狀態(tài)。從本方法的工作過程可以看出，在故障初始時刻，該方法以接地前、后故障線路負序電流的差作為配電系統(tǒng)補償狀態(tài)判斷的依據(jù)，根據(jù)配電系統(tǒng)的補償狀態(tài)決定消弧線圈電感的調節(jié)方向，并最終使配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)，這消除了負載不對稱性對調諧過程的影響；進入諧振狀態(tài)后，它以標準電壓下故障線路的零序電流為調控目標，完全不受負載的影響，因此負載的對稱性對該方法的有效性沒有影響；同時它也無須測量配電系統(tǒng)的對地電容，這減少了正常運行過程中消弧線圈的調節(jié)，更有利于配電系統(tǒng)的安全運行；根據(jù)標準電壓下故障線路零序電流的狀態(tài)能夠準確地判斷單相接地故障條件下運行方式的改變，并能夠正確地再次調節(jié)消弧線圈使配電系統(tǒng)從新進入諧振狀態(tài)。單相接地故障電流補償狀態(tài)在線監(jiān)測及消弧線圈系統(tǒng)調控方法是以配電系統(tǒng)的補償狀態(tài)為基礎，調節(jié)(增加或減小)消弧線圈電感，使配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)，該過程就是搜索能使配電系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)的消弧線圈電感L。消弧線圈電感的搜尋原理如圖7所示，其中《,、^和^分別為可調消弧線圈的最小電感、最大電感和接地時刻消弧線圈的實際電感，￡2為運行方式變化前系統(tǒng)諧振時消弧線圈的實際電感值。發(fā)生接地故障后，如果線路故障電流的負序分量較大，則應調節(jié)消弧線圈電感，減小故障接地電流。首先將消弧線圈的最小電感"!設置為調節(jié)電感的下限值仏將消弧線圈的最大電感&設置為調節(jié)電感的上限值6。根據(jù)線路故障電流的負序分量和消弧線圈電流的相位判斷配電系統(tǒng)的補償狀態(tài)，如果在過補償狀態(tài)，則將電感調節(jié)的下限值a修改為消弧線圈的當前電感值，電感調節(jié)的上限值保持不變，然后將消弧線圈電感i:調節(jié)為下限值a和上限值6的平均值；如果在欠補償狀態(tài)，則將電感調節(jié)的上限值6修改為消弧線圈的當前電感值，下限值保持不變，然后將消弧線圈電感調節(jié)為下限值a和上限值6的平均值。每次調節(jié)后，計算線路故障電流的負序分量，如果小于閥值，則停止調節(jié)，消弧線圈的當前電感就是配電系統(tǒng)諧振狀態(tài)時的電感；如果大于閥值，則再一次判斷配電系統(tǒng)的補償狀態(tài)，調節(jié)消弧線圈電感，最終使配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)。配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)后，測量故障線路的零序電流，并將其折算為標準電壓下的電流，如果該電流沒有變化，則保持消弧線圈電感不變；如果該電流發(fā)生了變化，則系統(tǒng)的運行方式發(fā)生了變化，系統(tǒng)從諧振狀態(tài)變?yōu)榉侵C振狀態(tài)，此時應根據(jù)變化前、后標準電壓下故障線路零序電流的幅值和相位判斷配電系統(tǒng)的補償狀態(tài)。如果為過補償狀態(tài)，則應增加消弧線圈電感，消弧線圈電感的具體調節(jié)方法與上述在過補償狀態(tài)時消弧線圈的調節(jié)方法相同；如果在欠補償狀態(tài)，則應減小消弧線圈電感，消弧線圈電感的具體調節(jié)方法與上述在欠補償狀態(tài)時消弧線圈的調節(jié)方法相同。變化后標準電壓下故障線路的零序電流分量等于變化前該電流分量時，則應停止調節(jié)消弧線圈電感，配電系統(tǒng)再次進入諧振狀態(tài)。下面將在SABER仿真軟件上建立配電系統(tǒng)模型，模擬單相接地故障狀態(tài)，驗證本發(fā)明的方法。在SABER軟件上建立10kV配電系統(tǒng)的仿真模型。35kV系統(tǒng)經(jīng)Y/A型降壓變壓器與這個10kV系統(tǒng)相連，在10kV系統(tǒng)母線上有一臺與消弧線圈相連的Z型接地變壓器。10kV系統(tǒng)有三條線路，它們的負載均為不對稱負載。在建立的配電系統(tǒng)模型中，35kV電源采用V_sin模板(本部分使用的模板均是SABER仿真軟件系統(tǒng)中的模板)對應的理想正弦交流電壓源，其線電壓的有效值設置為35kV，頻率設置為50Hz，三相電源的初相位分別設置為0、120G，240G;變壓器是與x3pyd對應的模板，變壓器的變比為35/10。線路模型采用RLC;r型級聯(lián)電路，這樣考慮了線路分布參數(shù)對配電系統(tǒng)性能的影響。其中#1、存2和弁3線路的長度分別為2km、6km、15km，線路每km/相的電阻、電感和電容分別為0.078Q，0.27mH，0.43|iF，而將線路A、B和C相的對地電容(每km)分別設置為0.4214F、0.43F和0.4386F以模擬線路的不完全對稱，對#1、#2線路而言，lkm線路用一個;r型電路表示，#3線路則是每2.5千米用一個;r型電路表示。圖8為Z型接地變壓器的模型結構示意圖。用core模板模擬Z型接地變壓器的鐵心和鐵軛，其中A、Z2、Z3為接地變壓器的鐵心，它們的長度均為70cm，面積均為153cm、ZD,和ZD2為鐵軛，其長度均為20cm，面積均為153cm2。用wind模板模擬Z型接地變壓器的線圈，其中W!W3為上半繞組，W4W6為下半繞組，線圈繞組的匝數(shù)均為400匝。消弧線圈模型采用在線可調電感模型，線路的負載采用i、Z的串聯(lián)模型，三相負載的及、丄不相等，模擬線路負載的不對稱，同時在仿真過程中可以改變每相負載的電感和電阻，模擬配電系統(tǒng)運行過程中負載的變化。對所建立的配電系統(tǒng)模型進行仿真分析，圖9圖24為仿真結果。在仿真結果波形中，12為故障接地線路的負序電流，Al2為接地后和接地前故障線路負序電流的差，Io為故障接地線路的零序電流，Id為故障接地點的故障電流，Uo為配電系統(tǒng)的零序電壓。在圖9中，ls以前這段時期，Id為O，配電系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)，但由于負載的不對稱，因此在圖10中，ls以前這段時期線路的負序電流(l2)較大。在ls時刻，線路發(fā)生了單相接地故障，Id迅速增加，而在圖11中，Al2也迅速增加，比較圖9和圖11,發(fā)生單相接地后，Al2有效地跟蹤了接地故障電流Id的變化；大約在1.05s時刻，消弧線圈進入調節(jié)狀態(tài)，Id迅速減小，Al2也很好地跟蹤了接地故障電流，它準確地反映了消弧線圈的調節(jié)過程。圖12、圖13分別為Id和Al2隨消弧線圈電感變化的仿真波形。在圖12中，當消弧線圈電感值為0.31H時，Id最小，而在圖13中，此時Al2也為最小，配電系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)。圖14、圖15分別為故障線路零序電流Io和系統(tǒng)零序電壓Uo隨消弧線圈電感變化的仿真波形，從圖可知，配電系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)時(消弧線圈電感為0.31H),其零序電壓為6708.6V，故障線路的零序電流為14.774A。以6kV為標準電壓，則標準電壓下故障線路的零序電流為13.213A。圖16、圖17和圖18分別為配電系統(tǒng)處于諧振補償期間負載變化對故障線路負序電流12、接地故障電流Id和零序電流Io的影響的仿真波形圖。在大約2.8s時刻，線路的負載發(fā)生變化(三相負載的變化量不等)，根據(jù)圖16，12發(fā)生了變化，由此可知Al2也要發(fā)生變化，但根據(jù)圖17和圖18，負載的變化對Id沒有影響，對Io也沒有影響，在標準電壓下線路的零序電流仍然保持為13.213A，因此負載的變化不會引起消弧線圈的調節(jié)，配電系統(tǒng)將繼續(xù)保持諧振狀態(tài)。圖19、圖20和圖21分別為運行方式變化對接地故障電流Id、故障線路負序電流12和零序電流Io的影響的仿真波形。在圖19中，4s前配電系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)，故障接地電流Id很小，而在圖21中，4s前線路的零序電流沒有變化，標準電壓下線路的零序電流也沒有發(fā)生變化，配電系統(tǒng)保持在諧振狀態(tài)；在大約4s時系統(tǒng)中一條線路跳閘，配電系統(tǒng)運行方式發(fā)生變化，在圖19中，4s后接地故障電流Id變大，配電系統(tǒng)從諧振狀態(tài)變?yōu)榉侵C振狀態(tài)，而在圖21中，4s后線路的零序電流Io發(fā)生了變化，標準電壓下線路的零序電流也將發(fā)生變化，由此可知配電系統(tǒng)的運行方式發(fā)生了變化，此時應再次調節(jié)消弧線圈電感，使標準電壓下故障線路的零序電流為13.213A。大約在4.07s時消弧線圈再次進入調節(jié)狀態(tài)，在大約4.1s時配電系統(tǒng)再次進入諧振狀態(tài)。根據(jù)圖20，配電系統(tǒng)運行方式變化后線路的負序電流l2也要發(fā)生變化，由此可知Al2也要發(fā)生變化。比較圖16和圖20可知，負載變化(不對稱負載)和系統(tǒng)運行方式的變化都將影響線路的負序電流l2，從而影響AI2。圖22、圖23和圖24分別為運行方式變化后系統(tǒng)的接地故障電流、零序電流和零序電壓隨消弧線圈電感變化而變化的仿真波形，從圖22可知，消弧線圈電感為0.4H時，故障接地電流最小，配電系統(tǒng)再次進入諧振狀態(tài)。根據(jù)圖23和圖24，此時(消弧線圈電感為0.4H時)故障線路的零序電流和配電系統(tǒng)的零序電壓分別為13.373A和6074.5V，標準電壓下(6kV)故障線路的零序電流為13.209A，它非常接近運行方式改變前標準電壓下故障線路的零序電流，這時故障接地點的電流最小，配電系統(tǒng)再次進入諧振狀態(tài)。權利要求1、一種消弧線圈系統(tǒng)單相接地補償狀態(tài)在線監(jiān)測及調控方法，其特征在于包括如下步驟1)計算接地前故障線路的負序電流相量和接地后的該電流相量計算故障線路故障電流負序分量的相量<math-cwu><![CDATA[<math><mrow><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mn>2</mn><mi>g</mi></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mn>2</mn><mi>c</mi></mrow></msub><mo>;</mo></mrow></math>]]></math-cwu><!--imgid="icf0004"file="S2008100694110C00014.gif"wi="99"he="24"img-content="drawing"img-format="tif"/-->2)當小于設置的閥值時，此時無須調節(jié)消弧線圈，配電系統(tǒng)已處于諧振狀態(tài)；而當大于設置的閥值時，此時應調節(jié)消弧線圈電感，使配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)。測量消弧線圈電流相量并將它與進行相位比較，當它們的夾角在0°～90°時，配電系統(tǒng)處于過補償狀態(tài)，此時應增大消弧線圈電感；當它們的夾角在90°～180°時，配電系統(tǒng)處于欠補償狀態(tài)，此時應減小消弧線圈電感。調節(jié)消弧線圈的目標是使小于設置的閥值，使配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)；3)消弧線圈的調控方法首先將消弧線圈的最小電感a1設置為調節(jié)電感的下限值a，將消弧線圈的最大電感b1設置為調節(jié)電感的上限值b；如果在欠補償狀態(tài)，則將電感調節(jié)的上限值b修改為消弧線圈的當前電感值，下限值保持不變，然后將消弧線圈電感調節(jié)為上限值a和下限值b的平均值；如果在過補償狀態(tài)，則將電感調節(jié)的下限值a修改為消弧線圈的當前電感值，電感調節(jié)的上限值保持不變，然后將消弧線圈電感調節(jié)為上限值a和下限值b的平均值；每次調節(jié)后，計算故障電流負序分量，如果小于閥值，則停止調節(jié)，消弧線圈的當前電感就是配電系統(tǒng)諧振狀態(tài)時的電感；如果大于閥值，則再一次判斷配電系統(tǒng)的補償狀態(tài)，調節(jié)消弧線圈電感，最終使故障電流的負序分量小于給定的閥值，使配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)；4)計算標準電壓下故障線路的零序電流分量配電系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)后，測量配電系統(tǒng)中性點電壓相量測量故障線路的三相電流相量首先計算與之對應的零序電流<math-cwu><![CDATA[<math><mrow><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>0</mn></msub><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>A</mi></msub><mo>+</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>B</mi></msub><mo>+</mo><msub><mover><mi>I</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>C</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mn>3</mn><mo>,</mo></mrow></math>]]></math-cwu><!--imgid="icf0013"file="S2008100694110C000113.gif"wi="155"he="25"img-content="drawing"img-format="tif"/-->然后再將該零序電流擇算至標準電壓下的零序電流全文摘要消弧線圈系統(tǒng)單相接地補償狀態(tài)在線監(jiān)測及調控方法，根據(jù)故障線路故障電流負序分量I₂與消弧線圈電感電流I_L的相對相位關系能有效地判斷系統(tǒng)的補償狀態(tài)，并能正確地調節(jié)消弧線圈，使系統(tǒng)進入諧振狀態(tài)；將I₂與閥值比較，能有效地判斷系統(tǒng)的諧振狀態(tài)，確保電弧可靠熄滅。系統(tǒng)諧振后，根據(jù)標準電壓下故障線路的零序電流I_N0的變化能有效地判斷其運行方式的變化，I_N0發(fā)生了變化，則運行方式發(fā)生了變化，根據(jù)變化前、后的I_N0能有效地判斷運行方式改變后系統(tǒng)的補償狀態(tài)，并能再次正確地調節(jié)消弧線圈使系統(tǒng)從新進入諧振狀態(tài)。該方法無須在線測量配電系統(tǒng)的對地電容，這減小了正常運行期間消弧線圈的調節(jié)，更有利于系統(tǒng)的安全運行，同時負載的對稱性不影響該方法的有效性。文檔編號H02H9/00GK101237146SQ20081006941公開日2008年8月6日申請日期2008年2月29日優(yōu)先權日2008年2月29日發(fā)明者渝江申請人:重慶大學