基于物联网的智能抗消谐电压互感器综合保护方法
发布时间：2021-08-02 17:14
针对中性点非接地系统的配电网中母线电压互感器经常出现一次绕组烧损、高压熔断器熔断及3次谐波电压含有率偏大等问题,分析了电压互感器频繁损坏的机理,比较各种电压互感器保护方法的优缺点,提出了一种基于物联网的智能抗消谐电压互感器综合保护方法,设计相应的装置,开发相应的物联网APP,并投入现场应用,该方法在系统和互感器异常时能正确可靠动作保护电压互感器,同时在系统正常运行时投入真空开关可抑制系统的测量开口的电压偏移,不影响系统的测量和保护,提高了信号的电能质量特性;现场获取监测数据验证了所提方法的可行性与正确性。
【文章来源】：电器与能效管理技术. 2020,(09)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
电压互感器铁磁谐振三相等效电路
单相接地系统等效电路如图2所示。针对中性点非直接接地系统,母线上Y0接线的电压互感器一次绕组是系统对地唯一金属性通道[1]。系统发生单相接地故障后瞬悬复(即为故障消失),非故障相的电压由 3 U Ν 变为UN,电容的电压由图2系统通过电压互感器的高压绕组对地进行放电,这个放电过程常有数安以上的低频振荡冲击电流,该电流已超过熔断器限值0.5 A数倍,且持续时间足够,可将该电压互感器连接的熔断器熔断。当系统发生单相接地故障时,故障相的电压从相电压变为零,非故障相的电压从相电压升高到线电压,系统电容存储电荷需重新分配,故障持续,电荷以接地点为通道组成大地和导线间流通,形成系统电容电流。当系统接地点的断开而使故障消失时,电荷释放通道被断开,只能通过电压互感器的中性点进行释放,电压互感器高压侧流过较大的暂态冲击电流,使得互感器的铁心严重饱和,形成低频振荡,烧断电压互感器连接的熔断器,电压互感器异常将直接威胁系统的安全可靠运行。
接地故障消失时录波图如图3所示。由图3可见,系统单相接地故障恢复时,电磁式电压互感器明显饱和,导致饱和后电压互感器的二次侧测量波形完全畸变。在整个绝热过程中,流过电压互感器一次绕组及其连接熔丝的非线性自由衰减振荡电流。其频率仅为几Hz至十几Hz(属于低频振荡),初始值很大,可达数A至数十A,衰减至零很快(持续时间不超1～2 s),由于电压互感器连接熔丝的电阻,比相同长度电压互感器绕组导线的电阻大数百倍以上,根据电阻的热效应,流过相同的电流,必然先熔断连接高压电压互感器的熔断器[17]。随着系统对地电容的增大,低频振荡对连接电压互感器的熔断器的威胁也随之增大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]针对电力系统的物联网需求攻击研究进展与发展趋势[J]. 吕志宁,胡子珩,宁柏锋,何睿文,冀晓宇,王滨. 南方电网技术. 2020(01)
[2]电力物联网在线监测设备系统研究[J]. 李琳,王逸兮,梁懿,吴小燕. 微型电脑应用. 2019(12)
[3]孤岛模式下的微网多PT铁磁谐振的研究[J]. 齐郑,李鸿毅. 电力系统保护与控制. 2019(22)
[4]接地消弧装置导致PT铁磁谐振机理分析[J]. 杨文勇,刘丽,戴宇,李军,王俊,古展基. 电力大数据. 2019(08)
[5]配电网串联补偿线路铁磁谐振风险评估[J]. 李杲喆,薛玮,周力行. 电器与能效管理技术. 2019(02)
[6]基于综合判别方法的单相接地/PT断线故障自动判别及报警装置研发[J]. 孟宪影,狄藤藤,杜飞. 装备制造技术. 2018(12)
[7]新一代智能化断路器与物联网技术的融合[J]. 陈培国,管瑞良,陈平. 电器与能效管理技术. 2018(21)
[8]基于物联网技术的智能终端设备感知技术现状分析[J]. 宋艳,王笑棠,卢武,徐璟. 电器与能效管理技术. 2018(21)
[9]中性点非有效接地系统电压互感器故障分析与治理措施研究[J]. 申文伟,何峰,鲍新,白凡,房民,朱鸿燕,孟繁国,张冠军,田燕山. 高压电器. 2018(07)
[10]电磁式电压互感器故障分析及综合防护[J]. 刘志刚. 炼油与化工. 2018(02)
硕士论文
[1]10kV配电网中铁磁谐振过电压及抑制措施的研究[D]. 李蕾.山东大学 2018
[2]配电网铁磁谐振分析与治理措施研究[D]. 姜伟.山东大学 2014
本文编号：3317960
【文章来源】：电器与能效管理技术. 2020,(09)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
电压互感器铁磁谐振三相等效电路
单相接地系统等效电路如图2所示。针对中性点非直接接地系统,母线上Y0接线的电压互感器一次绕组是系统对地唯一金属性通道[1]。系统发生单相接地故障后瞬悬复(即为故障消失),非故障相的电压由 3 U Ν 变为UN,电容的电压由图2系统通过电压互感器的高压绕组对地进行放电,这个放电过程常有数安以上的低频振荡冲击电流,该电流已超过熔断器限值0.5 A数倍,且持续时间足够,可将该电压互感器连接的熔断器熔断。当系统发生单相接地故障时,故障相的电压从相电压变为零,非故障相的电压从相电压升高到线电压,系统电容存储电荷需重新分配,故障持续,电荷以接地点为通道组成大地和导线间流通,形成系统电容电流。当系统接地点的断开而使故障消失时,电荷释放通道被断开,只能通过电压互感器的中性点进行释放,电压互感器高压侧流过较大的暂态冲击电流,使得互感器的铁心严重饱和,形成低频振荡,烧断电压互感器连接的熔断器,电压互感器异常将直接威胁系统的安全可靠运行。
接地故障消失时录波图如图3所示。由图3可见,系统单相接地故障恢复时,电磁式电压互感器明显饱和,导致饱和后电压互感器的二次侧测量波形完全畸变。在整个绝热过程中,流过电压互感器一次绕组及其连接熔丝的非线性自由衰减振荡电流。其频率仅为几Hz至十几Hz(属于低频振荡),初始值很大,可达数A至数十A,衰减至零很快(持续时间不超1～2 s),由于电压互感器连接熔丝的电阻,比相同长度电压互感器绕组导线的电阻大数百倍以上,根据电阻的热效应,流过相同的电流,必然先熔断连接高压电压互感器的熔断器[17]。随着系统对地电容的增大,低频振荡对连接电压互感器的熔断器的威胁也随之增大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]针对电力系统的物联网需求攻击研究进展与发展趋势[J]. 吕志宁,胡子珩,宁柏锋,何睿文,冀晓宇,王滨. 南方电网技术. 2020(01)
[2]电力物联网在线监测设备系统研究[J]. 李琳,王逸兮,梁懿,吴小燕. 微型电脑应用. 2019(12)
[3]孤岛模式下的微网多PT铁磁谐振的研究[J]. 齐郑,李鸿毅. 电力系统保护与控制. 2019(22)
[4]接地消弧装置导致PT铁磁谐振机理分析[J]. 杨文勇,刘丽,戴宇,李军,王俊,古展基. 电力大数据. 2019(08)
[5]配电网串联补偿线路铁磁谐振风险评估[J]. 李杲喆,薛玮,周力行. 电器与能效管理技术. 2019(02)
[6]基于综合判别方法的单相接地/PT断线故障自动判别及报警装置研发[J]. 孟宪影,狄藤藤,杜飞. 装备制造技术. 2018(12)
[7]新一代智能化断路器与物联网技术的融合[J]. 陈培国,管瑞良,陈平. 电器与能效管理技术. 2018(21)
[8]基于物联网技术的智能终端设备感知技术现状分析[J]. 宋艳,王笑棠,卢武,徐璟. 电器与能效管理技术. 2018(21)
[9]中性点非有效接地系统电压互感器故障分析与治理措施研究[J]. 申文伟,何峰,鲍新,白凡,房民,朱鸿燕,孟繁国,张冠军,田燕山. 高压电器. 2018(07)
[10]电磁式电压互感器故障分析及综合防护[J]. 刘志刚. 炼油与化工. 2018(02)
硕士论文
[1]10kV配电网中铁磁谐振过电压及抑制措施的研究[D]. 李蕾.山东大学 2018
[2]配电网铁磁谐振分析与治理措施研究[D]. 姜伟.山东大学 2014
本文编号：3317960
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