配電網鐵磁諧振及弧光接地過電壓特征識別與抑制方法

張小磊

摘 要 近年來，我國的電網規模不斷擴大，電力系統建設越來越頻繁，而電壓過壓可能對整個電網系統造成致命的威脅。當前社會對于電力系統的穩定性要求越來越高，智能電網的建設速度越來越快，電力系統的運行安全受到了人們極大的關注。文章主要針對配電網鐵磁諧振以及弧光接地過電壓的特征進行識別和抑制方法研究，為配電網系統的電力安全運行提供保證，滿足智能電網在建設過程中的各種要求。

關鍵詞 配電網；鐵磁諧振；弧光接地；抑制方法

中圖分類號：TM864 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0141-01

隨著我國對科學技術的高度重視，近年來我國的各個科學領域都得到了較大的發展，從傳統對波形圖的分析來看，主要針對波形圖的分析內容有幅值、平均值、有效值、頻譜等信息。通過電壓在線監測系統的采集結果來看，所獲得數據均可反映出真實的情況，其最接近實際的工作。而對于鐵磁諧振的分析主要采用的方法是相平面法、圖解法等，通常這些方法直觀、簡捷是對模擬實驗方法的一種很好的補充。目前國內對于鐵磁諧振的研究重在非線性所造成的混沌、分叉等領域，對于單相鐵磁振諧、三相鐵磁領域的研究不足，相信隨著科學技術的成熟，這些研究不足領域將會逐漸得到補充研究。

1 過電壓信號的特征識別

我們在進行過電壓信號識別的時候主要是通過計算機或者是其他裝置對圖形、圖像、物體、語言、字形等信息進行自動識別。目前采用的識別方法主要有專家系統、神經網絡、模糊數學、遺傳算法以及支持向量機等，采用神經網絡進行過電壓信號識別，最有成效的屬誤差回傳BP神經網絡[1]。對過電壓信號特征識別時，采用人工神經網絡進行識別，所建立起的神經網絡模型由大量的節點或者稱神經元組成，其中網絡中每個節點表均代表了一個通過連接信號的加權值（權重），此節點相當于人工神經網絡的記憶，網絡的輸出由網絡的權重值、連接方式以及激勵函數確定。

2 鐵磁諧振過電壓的抑制方法

當遇到鐵磁諧振過壓時，需要采取及時的措施進行處理，采取抑制的措施較為常用的方法有盡可能的改變諧振回路參數、改變電感參數、拉下電源開關閘刀。當鐵磁諧振發生時，首先得選取消除諧振較好的辦法，那就是改變諧振回路參數，當諧振剛剛發生時，可以通過合上諧振激發電源斷路器來消除諧振。但是合上電源斷路器，很可能造成諧振過電壓上又被疊加上合閘過壓，此時的激勵電流會更大，很可能造成電壓互感器損毀[2]。對鐵磁諧振過壓進行消除諧振可以拉下電源側閘刀，從而斷絕了整個諧振回路的能量供應，可使得諧振逐漸消弱。

由于鐵磁諧振的發生原因很多，可能受到的影響因素也很多，隨著我們對消振諧措施的研究不斷出現，越來越多的新型消振諧被應用到工作和研究之中，且這些消除振諧新型裝置取得了一定得效果。

3 抑制弧光接地過電壓的措施

對于抑制弧光接地過電壓的措施，考慮到目前的諧振接地系統研究，再結合經濟方面的原因，將消弧線圈投切運行的方法作為控制措施，即系統運行時中性點不接地。當過電壓分類系統判定系統發出弧光接地信號，消弧線圈迅速投入，系統立即改成諧振接地的方式進行運行，當過電壓分類系統判定系統認為接地故障清除后，那么系統迅速的退出消弧線圈，系統又恢復到原來的方式進行運行[3]。這種方式的主要優點在于進一步的提高了整個系統運行的安全程度，進一步的保證了電能

質量。

1）消弧線圈的調諧措施。消弧線圈是否能夠實現熄弧與諧振系統中的脫諧度有非常大的關系。從消弧線圈的作用來看，諧振系統的脫諧度絕對值盡量越小越有利，但是電網在正常供電時無法處在補償點上，如果還沒有一些限壓的辦法或措施，那么電網在運行時必將產生串聯諧振過電壓，這是非常危險的，因此不被允許。但又為了解決中性點位移過電壓和殘流的矛盾，目前主要利用以下兩種方式來解決：一是在消弧線圈上并聯或者串聯阻尼電阻，以增加電網阻尼率，從而使整個電網在運行時的諧振過電壓不超過規定值；二是在電網運行時加大脫諧度，從而使消弧線圈在正常運行時遠離諧振點[4]。

2）電容電流計算流程觸發策略。怎樣判斷系統運行方式的改變從而啟動電容電流計算流程，從而計算出單相接地電容電流問題是一個值得重點關注的問題，該問題的重點是系統在運行時，要快速并準確的測出系統對地電容容抗的值，再將該值用于計算單相接地電容電流。消弧線圈裝置根據實際的情況的技術確定了以下三種計算流程觸發方法：一是系統定期自動的進行計算，二是人工手動計算，三是系統運行狀態發生改變時系統自動進行觸發。

3）消弧線圈的啟動和退出策略。目前對單相接地故障的判斷一般都是利用絕緣監視設備對PT開口三角電壓進行監視來實現的，當電壓超過了規定數值時則發出報警。電網在實際運行過程中除了單相接地故障外，還有其他很多情況也能使PT開口三角電壓超出規定值，如PT高壓側熔斷器熔斷、PT鐵磁諧振等，從而使絕緣監視裝置發出報警，這種現象被稱為虛假接地，鑒于這種情況，絕緣監視設備對單相接地故障的判斷存在很大的局限性。而本文主要采用的是基于遺傳算法的過電壓模糊聚類分層識別系統，該系統能夠準確的對弧光接地過電壓進行快速的識別，準確率很高[5]。

通常認為，一旦出現間歇性弧光接地故障時，消弧線圈投入到全補償的狀態，當接地故障清除后，中性點電壓會出現先降后升的情況，因為消弧控制器對中性點電壓的監測是實時性的，當電壓降低到一定值時，控制器會判斷故障清除，所以可以在諧振電壓產生之前退出消弧線圈，但通過實踐，該方法還有待進步。

4 結束語

隨著近年來我國電力系統的快速發展，很多的電網改造中不斷將新技術應用于實踐之中。如果鐵磁諧振過電壓和弧光接地過電壓在配電網中的持續時間很長，則非常容易造成整個電力網絡出現安全事故。所以如何抑制鐵磁諧振過電壓和弧光接地過電壓顯得具有非常重要的意義，本文針對過電壓的產生特性進行分析，并結合抑制兩種過電壓的對策進行探討，為配電網的安全運行提供了有力的保障。

參考文獻

[1]王荊.電力系統過電壓識別方法及混合過電壓分解方法研究[D].重慶大學，2011.

[2]劉喆.配電網消弧及鐵磁諧振監測與控制技術的研究[D].華北電力大學（北京），2008.

[3]冉銳.弧光接地過電壓的快速識別與抑制研究[D].重慶大學，2010.

[4]王江寧.中性點不接地系統鐵磁諧振及抑制措施的研究[D].西安科技大學，2012.

[5]杜林，李欣，吳高林，鄧幫飛.采用3類特征參量比值法的鐵磁諧振過電壓識別[J].高電壓技術，2011（09）：2241-2249.endprint