新型双调节式自动补偿消弧线圈及故障选线方法的研究

随着配电网的不断扩大以及使用电缆线路的增多,电网对地电容电流越来越大。为了在发生单相接地故障时能够有效灭弧,中性点经消弧线圈接地是一种有效的解决方案。本文在对各种消弧线圈的优缺点进行分析的基础上提出了一种新型消弧线圈——双调节式自动跟踪补偿消弧线圈。 对中性点经消弧线圈接地电网的运行状况进行了理论分析。导出消弧线圈接地电网正常运行时的运行状态,并对电网发生单相接地故障时的故障电流进行了推导,得到故障电流的表达式。总结了现有的消弧线圈的自动调谐方式,分析了各种调谐方式的优缺点。 提出一种自耦变压器结构、投切电容与调节短路阻抗相结合的双重调节式消弧线圈。投切电容进行粗调,调节短路阻抗进行细调,可实现大范围连续高精度快速调节。论述了该消弧线圈的结构,建立了其等值电路和数学模型,定量推导了消弧线圈的设计参数。依据分析结果对电容和晶闸管的参数进行选择。用MATLAB/Simulink工具对该消弧线圈模型进行了系统的仿真研究,分析了各种运行工况下该消弧线圈的性能特点。仿真结果表明,本文提出的消弧线圈具有调节范围宽、线性性能好、谐波污染小、补偿精度高等优点。 研究了消弧线圈接地电网的故障选线问题。分析了现有故障选线方法存在的问题和不足,结合实际情况对小波分析法、有功分量法和首半波法等三种消弧线圈接地电网选线方法进行深入研究,提出了改进方案,并运用融合策略将这三种改进的选线方法进行综合处理,形成综合选线方法。试验证明运用融合策略的综合选线方法能很好地解决消弧线圈接地电网的单相接地故障选线问题。