中性点经消弧线圈接地的电力网脱谐度测量方法的研究
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摘要
随着国内外配电网自动化改造的深入，电网中性点经消弧线圈接地已成为
城市配电网减小单相接地电流、消除接地故障的一个重要手段。本文讨论的“中
性点经消弧线圈接地的电网脱谐度测量方法的研究”的课题具有较大的实用价
值。
现有的消弧线圈的调谐方法很多，但各有其优缺点。本文在对大量参考文
献分析的基础上，提出基于外加信号法调谐的新方法，弥补了现有各种调谐方
法的不足之处。本方法采用带PT的消弧线圈，从PT低压侧注入零序恒流信号，
通过频率扫描确定系统的谐振频率，再由公式计算出脱谐度，然后根据脱谐度
的预先设定的偏离值调节消弧线圈分接头，实现消弧线圈的调谐。外加信号法
测量脱谐度是在系统正常运行情况下进行的，不影响系统正常运行，且不受系
统运行的影响，对于具有多个消弧线圈的配电网，只需选定一个消弧线圈进行
测量，就可完成整个配电网脱谐度的测量，无需通讯配合。采用外加变频信号
法可以使电网脱谐度的测量由PT高压侧移至低压侧，使测量更加安全、方便。
在测量电路中，电网中性点电压传递到PT低压侧的值比被测信号电压高
几倍甚至十几倍，为消除工频电压的影响，我们设计了有源带阻滤波器，该滤
波器在50Hz时输出为零，而其它频率（包括49Hz和51Hz）基本不衰减且相
位不变。
本课题根据上述测量原理研制了一个脱谐度测量装置，并用该装置对邯郸
阜阳电站进行了测量，整个测量过程不足5分钟（不含接线时间）即得出满意
的结果。测量方便、快速、准确。本装置在配以微机控制系统后可以实现消弧
圈的自动跟踪调谐。
With the further reconstruction of distribution network automation, neutral resonant grounding has been one of important method to suppress the one-phase grounding fault current and to clear the earth fault in urban distribution network. As the subject of dissertation for master degree, 搕he Study on Measurement Method of Off Tuning Degree in the Distribution Network of Neutral Resonant Grounding? has important practical value.
However, there exist some defects to the present resonant regulation niethod, a new method of resonant regulation based on injecting current is presented in this paper. Various frequency constant current is injected to second side of PT (potential transformer) which the petersen coil is the first side. Petersen coil tuning system is implemented, which is based on measuring the system resonance frequency. This principle is not affected by syctem operation. It has high precision and high reliability.
In measuring system, a band elimination filter (BEF) is designed to eliminate the interference of noise signal, which is caused by the nature displacement voltage and is higher by many times than the measured volt4e. The BEE抯 output is zero at 50Hz and is constant on amplitude and phase at other frequencies.
A device for measuring off tuning degree based on the principle above-mentioned is developed, which have passed the practical test through measurement in Fuyang power station in Hebei province. Operational experience shows that this method is effective. If it operates with the microcomputer control system, automatic tracking resonant regulation will be obtained.
城市配电网减小单相接地电流、消除接地故障的一个重要手段。本文讨论的“中
性点经消弧线圈接地的电网脱谐度测量方法的研究”的课题具有较大的实用价
值。
现有的消弧线圈的调谐方法很多，但各有其优缺点。本文在对大量参考文
献分析的基础上，提出基于外加信号法调谐的新方法，弥补了现有各种调谐方
法的不足之处。本方法采用带PT的消弧线圈，从PT低压侧注入零序恒流信号，
通过频率扫描确定系统的谐振频率，再由公式计算出脱谐度，然后根据脱谐度
的预先设定的偏离值调节消弧线圈分接头，实现消弧线圈的调谐。外加信号法
测量脱谐度是在系统正常运行情况下进行的，不影响系统正常运行，且不受系
统运行的影响，对于具有多个消弧线圈的配电网，只需选定一个消弧线圈进行
测量，就可完成整个配电网脱谐度的测量，无需通讯配合。采用外加变频信号
法可以使电网脱谐度的测量由PT高压侧移至低压侧，使测量更加安全、方便。
在测量电路中，电网中性点电压传递到PT低压侧的值比被测信号电压高
几倍甚至十几倍，为消除工频电压的影响，我们设计了有源带阻滤波器，该滤
波器在50Hz时输出为零，而其它频率（包括49Hz和51Hz）基本不衰减且相
位不变。
本课题根据上述测量原理研制了一个脱谐度测量装置，并用该装置对邯郸
阜阳电站进行了测量，整个测量过程不足5分钟（不含接线时间）即得出满意
的结果。测量方便、快速、准确。本装置在配以微机控制系统后可以实现消弧
圈的自动跟踪调谐。
With the further reconstruction of distribution network automation, neutral resonant grounding has been one of important method to suppress the one-phase grounding fault current and to clear the earth fault in urban distribution network. As the subject of dissertation for master degree, 搕he Study on Measurement Method of Off Tuning Degree in the Distribution Network of Neutral Resonant Grounding? has important practical value.
However, there exist some defects to the present resonant regulation niethod, a new method of resonant regulation based on injecting current is presented in this paper. Various frequency constant current is injected to second side of PT (potential transformer) which the petersen coil is the first side. Petersen coil tuning system is implemented, which is based on measuring the system resonance frequency. This principle is not affected by syctem operation. It has high precision and high reliability.
In measuring system, a band elimination filter (BEF) is designed to eliminate the interference of noise signal, which is caused by the nature displacement voltage and is higher by many times than the measured volt4e. The BEE抯 output is zero at 50Hz and is constant on amplitude and phase at other frequencies.
A device for measuring off tuning degree based on the principle above-mentioned is developed, which have passed the practical test through measurement in Fuyang power station in Hebei province. Operational experience shows that this method is effective. If it operates with the microcomputer control system, automatic tracking resonant regulation will be obtained.
引文
[1] 李福寿主编．中性点非有效接地电网的运行．北京：水利电力出版社，1993
[2] 张松，孙伟，陈文针．消弧线圈自动调谐的研究．高压电器，1999(2) ：3～7
[3] 方瑜主编．配电网过电压．北京：水利电力出版社，1994
[4] 董振亚．城市配电网中性点接地方式的发展和改进．中国电力，1998，31(8) ：38～41
[5] 郑鹏鹏．城市配电网中性点接地方式的选择．电工技术，2000(1) 9～10
[6] 贾焕年．论城市电网接地方式的发展方向．中国电力，1998(8)
[7] 李福寿主编．消弧线圈自动调谐原理．上海：上海交通大学出版社，1993
[8] 李泉源．10KV接地变、消弧线圈及自动补偿装置的选择．电力建设，1999(6) ：20～21
[9] 马心良，李景禄．自动跟踪补偿消弧装置与配电网的安全可靠性．高电压技术，1998， 24(4) ：62～64
[10] 杨耀芳，陈守聚．洛阳热电厂10KV系统消弧线圈补偿问题的研究．电网技术，1999， 23(11) ：14～18
[11] 曾祥君，尹项根，于永源，陈德树，基于注入变频信号法的经消弧线圈接地系统控制 与保护新方法．中国电机工程学报，2000，20(1) 29～32，36
[12] 童诗白主编．模拟电子技术基础．北京：高等教育出版社，1988
[13] 邱关源主编．电路．北京：高等教育出版社，1989，第三版
[14] 黄俊，王兆安主编．电力电子变流技术．北京：机械工业出版社，1993
[15] 何希才，江云霞．现代电力电子技术．北京：国防工业出版社，1996
[16] 赵卫中，孙仲齐．中性点经电阻接地的技术．高电压技术，1996(3)
[17] 贾振旺等．深圳10kV配电网中性点经电阻接地的运行分析．高电压技术，1997(3)
[18] 周行星，李福寿．单相接地电容电流全状态自动补偿．高电压技术，1995，21(2) ： 47～49
[19] 王继主编．电力系统中性点接地方式研究．1998
[20] 王明俊．城网建设改造与配电系统自动化．中国电力，1999，(10) 74～78
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[23] 李福寿主编．高压设备的电压和功率自动控制．上海：上海交通大学出版社，1996
[24] 李景禄等．ZXB系列自动跟踪补偿消弧装置．电网技术，1998，31(8) ：42～45
[25] Harashima F．Power electronics and motion control-a future perspective．Proceeding of IEEE，1994，82(8) ：1107～1111
[26] Akagi H．New trends in active filters．Proceedings of EPE’95，Sevilla，1995，17～26
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[30] 肖湘宁，徐永海．电力系统谐波及其综合治理．中国电力，1998(4) ：59～61
[31] 李祥惠，刘剑辉，刘益惠．磁阀式自动调谐消弧线圈成套装置．湖北电力，1999(1)
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[33] 袁进伶，张涛．6～10kV电力系统电容电流自动跟踪补偿及接地选线装置原理及应 用．中国电力，1998，31(1) ：67～68
[34] Seppo Hanninen．A method for detection and location of high resistance earth faults．1998 International Conference on Energy Management and Power Delivery．Singapore，March 1998，495～500
[35] B Michael Aucion，Robert H Jones．High impedance fault detection implementation issues．IEEE Trans on Power Delivery，1996，11(1) ：139～145
[36] 符达．消弧线圈的调谐．北京：水利电力出版社，1960，30～42．
[37] 罗军川，姚瑞清．35kV消弧线圈自动跟踪调谐技术原理及其应用．高电压技术，1999， 25 (3) 72～74
[38] 庄玉香．自动跟踪补偿消弧装置在6kV系统中的应用．电工技术，1999(12) 1～2
[39] 翁利民，陈辉．无人值班变电所的综合自动化．电工技术，2000(2) 8～10
[40] 张立伟，胡天禄．消弧线圈自动补偿原理中相位法存在的问题．煤炭科学技术，1995 (2)
[41] 徐玉琴，陈志业，蔡力钧．消弧线圈自动调谐原理的研究．河北电力技术，1996(2)
[42] 汪雁，王晓瑜，钱冠军，舒廉甫，计绿野．发电机中性点经消弧线圈接地的位移电压．高 电压技术，1999，25(3)
[43] 李润先．谐振接地是我国中压电网最理想接地方式．高电压技术，1994(3)
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