用高壓級聯(lián)式svg實現(xiàn)消弧線圈功能的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用高壓級聯(lián)式SVG實現(xiàn)消弧線圈功能的方法，方法步驟為：1）監(jiān)測系統(tǒng)運行是否正常；2）系統(tǒng)正常運行時，開啟無功補償及諧波治理功能模式，控制級聯(lián)式SVG變流器進(jìn)行系統(tǒng)無功功率補償、消除諧波，同時監(jiān)測母線電壓；判斷母線電壓中性點是否發(fā)生偏移、產(chǎn)生零序電壓，若為是，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟（3），若為否，則保持當(dāng)前運行狀態(tài)；3）開啟消弧線圈功能模式，控制級聯(lián)式SVG變流器補償未接地相的對地容性電流，同時監(jiān)測母線電壓；判斷母線電壓中性點偏移、零序電壓是否消失，若為是，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟（2），若為否，保持當(dāng)前運行狀態(tài)。本發(fā)明具有實現(xiàn)方法簡單、能夠自動調(diào)節(jié)、具有雙重功能模式且模式之間轉(zhuǎn)換靈活的優(yōu)點。
【專利說明】用高壓級聯(lián)式SVG實現(xiàn)消弧線圈功能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到中性點不接地系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種中性點不接地系統(tǒng)中用高壓級聯(lián)式SVG實現(xiàn)消弧線圈功能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]35kV及以下中性點不直接接地系統(tǒng)普遍存在著無功及諧波電流問題，一般會配備各種不同類型的治理裝置，典型的包括有源無功發(fā)生器(SVG)、動態(tài)無功補償裝置(SVC)、電容補償裝置(FC)等。隨著技術(shù)的發(fā)展，在中小容量范圍內(nèi)SVG裝置以其性能優(yōu)越、施工便利等優(yōu)勢已得到廣泛的應(yīng)用。另外35kV以下中性點不直接接地系統(tǒng)供電線路大多為電纜，對地電容較大，發(fā)生單相接地故障時對地容性電流必須加以限制，傳統(tǒng)方案是在系統(tǒng)中性點側(cè)裝設(shè)獨立的消弧線圈裝置來予以補償。
[0003]目前中性點不直接接地系統(tǒng)中多采用中性點加裝消弧線圈的方式來進(jìn)行對地容性電流的補償，裝置接入點必須為系統(tǒng)中性點，對于沒有直接中性點的系統(tǒng)還需要通過變壓器的Y/Delt連接的得到?；驹砭鶠楦淖冎行渣c對地等效電感值，從而跟蹤補償系統(tǒng)對地容性電流值。
[0004]中國專利申請03277338.2公開了一種適用于35KV及以下中性點非有效接地系統(tǒng)的無功補償及消弧消諧裝置，分別在三相的三個快速熔斷器的接地端串聯(lián)一電容，并設(shè)有電流互感器，電流互感器的感應(yīng)電流輸出端分別連接到微機綜合控制器。該方案雖然可以提供一定的無功補償，也可以限制大氣過電壓、操作過電壓及諧振過電壓，替代現(xiàn)有的消弧線圈及其他消弧消諧類裝置，但無功補償由傳統(tǒng)電容器組產(chǎn)生，不能自動調(diào)節(jié)。
[0005]中國專利申請200910103403.8公開一種用于中壓系統(tǒng)的消弧線圈接地裝置，主要包括不可調(diào)的消弧線圈、單相高壓開關(guān)、有源動態(tài)無功及諧波補償裝置、控制器。其中不可調(diào)的消弧線圈與單相高壓開關(guān)串聯(lián)后接于系統(tǒng)中性點與地之間，有源動態(tài)無功及諧波補償裝置也接于系統(tǒng)中性點與地之間?？刂破饔糜谂袆e單相接地故障，檢測故障電容電流，對單相高壓開關(guān)及有源動態(tài)無功及諧波補償裝置進(jìn)行控制。該方案通過不可調(diào)的消弧線圈與有源動態(tài)無功及諧波補償裝置相配合，可以精確的補償單相接地電容電流，但其補償裝置接入中性點與地之間，不能滿足正常狀態(tài)下的補償功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種實現(xiàn)方法簡單、能夠自動調(diào)節(jié)、具有雙重功能模式且模式之間轉(zhuǎn)換靈活的用高壓級聯(lián)式SVG實現(xiàn)消弧線圈功能的方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
一種用高壓級聯(lián)式SVG實現(xiàn)消弧線圈功能的方法，步驟為:
(I)監(jiān)測系統(tǒng)運行是否正常，系統(tǒng)正常運行時，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟(2);系統(tǒng)非正常運行時，退出并結(jié)束運行；(2)斷開中性點接地開關(guān)、閉合接入斷入器開啟無功補償及諧波治理功能模式；控制級聯(lián)式SVG變流器進(jìn)行系統(tǒng)無功功率補償、消除諧波，同時監(jiān)測母線電壓；判斷母線電壓中性點是否發(fā)生偏移或產(chǎn)生零序電壓，若為是，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟(3)，若為否，則保持當(dāng)前運行狀態(tài)；
(3)閉合中性點接地開關(guān)開啟消弧線圈功能模式，控制級聯(lián)式SVG變流器補償未接地相的對地容性電流，同時監(jiān)測母線電壓；判斷母線電壓中性點偏移或零序電壓是否消失，若為是，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟(2)，若為否，保持當(dāng)前運行狀態(tài)。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟(2)中控制級聯(lián)式SVG變流器進(jìn)行系統(tǒng)無功功率補償、消除諧波的步驟為:
(2.1)計算系統(tǒng)母線無功需求及諧波；
(2.2)控制級聯(lián)式SVG變流器的輸出電壓，通過連接電抗器向系統(tǒng)注入一個用于抵消系統(tǒng)無功和諧波的電流。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟(3)中控制級聯(lián)式SVG變流器補償未接地相的對地容性電流的步驟為:
(3.1)計算系統(tǒng)母線無功需求及諧波；
(3.2)控制級聯(lián)式SVG變流器的輸出電壓，在連接電抗器上產(chǎn)生一個用于補償未接地相對地容性電流的感性電流，通過閉環(huán)調(diào)節(jié)到零序電壓為零。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
(1)本發(fā)明通過監(jiān)測母線電壓中性點是否發(fā)生偏移、產(chǎn)生零序電壓來監(jiān)測單相接地故障是否發(fā)生，同時控制中性接地開關(guān)、接入斷路器的開斷以控制系統(tǒng)在無功補償及諧波治理功能模式或消弧線圈功能模式下運行，實現(xiàn)方法簡單、能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)在兩種模式之間的自動調(diào)節(jié)、兩種模式之間的轉(zhuǎn)換靈活；
(2)本發(fā)明在系統(tǒng)正常時實現(xiàn)有源無功發(fā)生器的功能，補償系統(tǒng)無功功率并消除部分諧波，系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，自動切換到消弧模式實現(xiàn)消弧線圈的功能，消除補償系統(tǒng)對地容性電流，具有雙重功能模式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明用高壓級聯(lián)式SVG實現(xiàn)消弧線圈功能的方法流程示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明具體應(yīng)用實施例中結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0013]圖例說明:
1、接入斷路器；2、連接電抗器;3、級聯(lián)型SVG變流器；4、中性點接地開關(guān)；5、電流傳感器；6、控制器。
【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合說明書附圖和具體優(yōu)選的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明用高壓級聯(lián)式SVG實現(xiàn)消弧線圈功能的方法，步驟為:
(I)監(jiān)測系統(tǒng)運行是否正常，系統(tǒng)正常運行時，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟(2);系統(tǒng)非正常運行時，退出并結(jié)束運行；(2)斷開中性點接地開關(guān)、閉合接入斷入器開啟無功補償及諧波治理功能模式；控制級聯(lián)式SVG變流器進(jìn)行系統(tǒng)無功功率補償、消除諧波，同時監(jiān)測母線電壓；判斷母線電壓中性點是否發(fā)生偏移或產(chǎn)生零序電壓，若為是，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟(3)，若為否，則保持當(dāng)前運行狀態(tài)；
(3)閉合中性點接地開關(guān)開啟消弧線圈功能模式，控制級聯(lián)式SVG變流器補償未接地相的對地容性電流，同時監(jiān)測母線電壓；判斷母線電壓中性點偏移或零序電壓是否消失，若為是，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟(2)，若為否，保持當(dāng)前運行狀態(tài)。
[0016]步驟(2)中控制級聯(lián)式SVG變流器進(jìn)行系統(tǒng)無功功率補償、消除諧波的步驟為:
(2.1)計算系統(tǒng)母線無功需求及諧波；
(2.2)控制級聯(lián)式SVG變流器的輸出電壓并通過連接電抗器向系統(tǒng)注入一個用于抵消系統(tǒng)無功和諧波的電流。
[0017]步驟(3)中控制級聯(lián)式SVG變流器補償未接地相的對地容性電流的步驟為:
(3.1)計算系統(tǒng)母線無功需求及諧波；
(3.2)控制級聯(lián)式SVG變流器的輸出電壓，在連接電抗器上產(chǎn)生一個用于補償未接地相對地容性電流的感性電流，通過閉環(huán)調(diào)節(jié)到零序電壓為零。
[0018]本實施例中，采用控制器監(jiān)測系統(tǒng)運行是否正常，由母線電壓中性點發(fā)生偏移、產(chǎn)生零序電壓來判定系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障。
[0019]系統(tǒng)非正常運行時，結(jié)束運行；系統(tǒng)正常運行時，通過控制器的控制斷開中性點接地開關(guān)、閉合接入斷入器開啟無功補償及諧波治理功能模式。在無功補償及諧波治理功能模式下，由控制器計算系統(tǒng)母線無功需求及諧波，控制級聯(lián)式SVG變流器的輸出電壓并通過連接電抗器向系統(tǒng)注入一個用于抵消系統(tǒng)無功和諧波的電流，同時監(jiān)測母線電壓、電流。系統(tǒng)停止請求或保護(hù)動作時，正常退出運行；系統(tǒng)保持請求時，判斷母線電壓中性點是否發(fā)生偏移、產(chǎn)生零序電壓；
當(dāng)監(jiān)測到母線電壓中性點發(fā)生偏移、產(chǎn)生零序電壓時，通過控制器控制閉合中性點接地開關(guān)開啟消弧線圈功能模式。在消弧線圈功能模式下，由控制器計算系統(tǒng)母線無功需求及諧波，控制級聯(lián)式SVG變流器的輸出電壓并通過連接電抗器向系統(tǒng)注入一個用于抵消系統(tǒng)無功和諧波的電流，同時監(jiān)測母線電壓、電流。系統(tǒng)停止請求或保護(hù)動作時，正常退出運行；系統(tǒng)保持請求時，判斷母線電壓中性點偏移、零序電壓是否消失；
當(dāng)監(jiān)測到母線電壓中性點偏移或零序電壓消失時，控制器立即斷開中性點接地開關(guān)并返回?zé)o功補償及諧波治理功能模式。
[0020]如圖2所示，本發(fā)明具體應(yīng)用實施例中結(jié)構(gòu)原理，包括接入斷路器1、連接電抗器
2、級聯(lián)型SVG變流器3、中性點接地開關(guān)4、電流傳感器5及控制器6。接入斷路器1、電流傳感器5、連接電抗器2、級聯(lián)型SVG變流器3及中性點拉地開關(guān)依次連接于系統(tǒng)中壓母線與地之間，控制器6監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)并對級聯(lián)型SVG變流器3、中性點接地開關(guān)4及接入斷路器I進(jìn)行控制。
[0021]系統(tǒng)正常狀態(tài)下，接入斷路器I閉合，中性點接地開關(guān)4斷開，控制器6監(jiān)測系統(tǒng)母線電壓和系統(tǒng)電源點電流，計算母線無功需求及諧波，并控制級聯(lián)式SVG變流器3的輸出電壓，通過連接電抗器2向系統(tǒng)注入一個用于抵消系統(tǒng)無功和諧波的電流，實現(xiàn)無功補償和諧波治理的作用。[0022]當(dāng)控制器6監(jiān)測到母線電壓中性點偏移、產(chǎn)生零序電壓，即系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障，立即閉合中性點接地開關(guān)4，通過控制級聯(lián)型SVG變流器3的輸出電壓在連接電抗器2上產(chǎn)生一個用于補償未接地相對地容性電流的感性電流，通過閉環(huán)調(diào)節(jié)到零序電壓基本為零。當(dāng)控制器6監(jiān)測母線電壓中性點偏移、零序電壓消失時，即接地故障消失后，立即斷開中性點接地開關(guān)4，返回到無功補償和諧波治理功能模式。
[0023]上述只是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用高壓級聯(lián)式SVG實現(xiàn)消弧線圈功能的方法，其特征在于，步驟為:(1)監(jiān)測系統(tǒng)運行是否正常，系統(tǒng)正常運行時，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟(2);系統(tǒng)非正常運行時，退出并結(jié)束運行；(2)斷開中性點接地開關(guān)、閉合接入斷入器開啟無功補償及諧波治理功能模式；控制級聯(lián)式SVG變流器進(jìn)行系統(tǒng)無功功率補償、消除諧波，同時監(jiān)測母線電壓；判斷母線電壓中性點是否發(fā)生偏移或產(chǎn)生零序電壓，若為是，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟(3)，若為否，則保持當(dāng)前運行狀態(tài)；(3)閉合中性點接地開關(guān)開啟消弧線圈功能模式，控制級聯(lián)式SVG變流器補償未接地相的對地容性電流，同時監(jiān)測母線電壓；判斷母線電壓中性點偏移或零序電壓是否消失，若為是，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟(2)，若為否，保持當(dāng)前運行狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用高壓級聯(lián)式SVG實現(xiàn)消弧線圈功能的方法，其特征在于:所述步驟(2)中控制級聯(lián)式SVG變流器進(jìn)行系統(tǒng)無功功率補償、消除諧波的步驟為:(2.1)計算系統(tǒng)母線無功需求及諧波；(2.2)控制級聯(lián)式SVG變流器的輸出電壓，通過連接電抗器向系統(tǒng)注入一個用于抵消系統(tǒng)無功和諧波的電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用高壓級聯(lián)式SVG實現(xiàn)消弧線圈功能的方法，其特征在于:所述步驟(3)中控制級聯(lián)式SVG變流器補償未接地相的對地容性電流的步驟為:(3.1)計算系統(tǒng)母線無功需求及諧波；(3.2)控制級聯(lián)式SVG變流器的輸出電壓，在連接電抗器上產(chǎn)生一個用于補償未接地相對地容性電流的感性電流，通過閉環(huán)調(diào)節(jié)到零序電壓為零。
【文檔編號】H02H9/08GK103441501SQ201310387131
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】王才孝, 黃燕艷, 周方圓, 龍禮蘭, 涂紹平, 吳強, 沈輝, 邱文俊, 吳明水, 朱建波, 胡前, 吳選保, 文韜, 張典, 龔芬 申請人:株洲變流技術(shù)國家工程研究中心有限公司