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类型基于Matlab的弧光接地过电压仿真研究.pdf

  • 上传人:zhaozn1973
  • 文档编号:47421985
  • 上传时间:2019-05-20
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    关 键  词:
    基于 Matlab 弧光 接地 过电压 仿真 研究
    资源描述:
    研究与开发
    基于 Matab的弧光接地过电压仿真研究
    王希平
    (河北工程技术高等专科学校电力工程系,河光沧州061001)
    摘要结合工频熜弧理论,利用 Matlab电力系统工具箱(PSB)建立10kV配电网仿真模型,
    对中性点不接地、经消弧线圈接地和中性点经小电阻接地三种接地方式下的弧光过电压现象进行
    仿真分析比较,指出了经消弧线圈接地方式是目前比较合理的接地方式,适应智能配电网建设
    关键词:智能电网;弧光接地过电压;中性点不接地系统;消弧线圈
    Simulation Research of Are Grounding Over-voltage Based on Matlab
    Wang Xiping
    Department of Electrical Engineering, Hebei Engineering and Technical College, Cangzhou, Hebei 061001)
    Abstract Combined with the power frequency arc extinction theory, the 1OKV distribution
    network is established by the power system toolbox(PSB) of Matlab software. The phenomenon of arc
    grounding over-voltage is analyzed based on three grounding types, including isolated neutral system,
    neutral grounding via arc suppression coil and neutral grounding via low resistance. It pointed out the
    arc suppression coil grounding method is a reasonable method that adapt to the construction of
    intelligent distribution nctwork
    Key words: smart grid; are grounding over-voltage; isolated neutral system; arc suppression coil
    当前我国正在进行智能电网的建设,提出智能地故障电弧难以自行熄灭叫。再加上中性点经消弧
    电网要具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全线圈接地系统故障选线比较难,有专家建议我国
    等特点,要求及时发现、快速诊斷和消除运行电网配电网改用小电阻接地方式。这不仅要花费巨额的
    故障隐患,能够快速隔离故障、自我恢复、避免大设备改造费用,还丧失了小电流接地系统供电可靠性
    面积停电的发生。建设智能配电网,提高配网供高的优点。因此,有必要从间歇性电弧过电压角度对
    电的安全可靠性是配电网运行的第一要务。我国电网的中性点接地方式作进一步的研究。
    3kV及以下电压等级的配电网属于小电流接地系1工频熄弧理论
    统,当发生单相接地时,电网的线电压保持不变,
    系统的对称性并未破环,且故障电流小,电力系统
    在分析间歇性电弧接地过电压时,电弧熄灭和
    安全运行规程规定可继续带故障运行2h。这一方面重燃时间是必须考虑的困素。系统单相接地时通过
    提高了配电系统的供电可靠性,但当系统发生单相弧道的电流分量分别是工频电流分量和高频电流分
    歇性弧光接地故障时,不稳定的间歇性电弧多次量。分析电弧过程的理论主要有高频熄弧理论和工
    不断的熄灭和重燃,产生幅值可高达3.15~3.5倍相频熜弧理论。两种理论的分析方法和考虑的影响
    电压电弧接地过电压。这种断续的过电压,持续因素是相同的,但按照高频理论分析的过电压值比
    村间长会对系统中绝缘较弱设备造成对地击穿,进电网实测值偏高,而工频理论分析所得过电压值较
    而发展成相间故障,甚至致使设备爆炸。为了抑制接近实际值。
    减小过电压的危害,保证供电可靠性,规程规定在
    本文以.工频熄弧理论为依据,采用仿真方法分
    中性点安装消弧线圏补偿方式,即谐振接地方式。析弧光接地过电压的发展过程。工频熄弧理论认为
    近几年随着城市配电网的迅速发展,电缆线路的比每隔一个工频周期电弧就会熄灭和重燃一次,并且
    例逐年增多,导致对地电容电涴剧增,致使单相接假定电弧在工频电流过零时熄火,达到最大恢复电
    32电?技朮2012年第12期
    研究与开发
    压时重燃。假定燃弧在放障相电压为最大值,熄弧式中,石为每相零序电流,a,l,l分别为故障肘
    在工频电流过零时发生单相接地故障,非故障相的馈电线路各相电流,因此,用图2模型采集各馈线
    最大过电压幅值可达3.5P.U,故障相的最大过电压始端的零序电流为3o。
    幅值可达2P.U。在实际电网中由于受大气条件和
    燃弧部位介质的影响,电弧的熄灭和重燃具有很强
    的随机性质,接地过电压的倍数比理论分析要小
    同时电弧接地故障发生后,较之无故障状态,小电
    dea」 Switch
    流接地系统的一个突出特征是三相不平衡,即产生
    R
    了明显的零序电压和零序电流
    仿真模型的建立
    采用 Matlab7.0里面的电力系统工具箱(PSB)
    建立10kV电网的仿真模型。架空输电线路的参数
    图1故障模型
    R、L、C是沿输电线略均匀分布的,一般不能当作
    集中参数元什处理,电力系统工具箱提供了两种数学
    Line2_Iab习
    模型,集中参数π型和分布参数模型。由于线路长度
    From1
    ③!2
    Add 2
    不超过300m时,可不考虑分布参数特性,因此本文
    中用集中参数π型来模拟三相架空线路的。具体参数
    [Line3_)
    为3条馈线总长分别为130km、175km、151km,第
    3条馈线距离母线1km处A相发生弧光接地故障。
    采用理想开关的开闭表征燃弧和熄弧状态?
    图2系统零序电流采集
    将小电流接地系统的入端简化为无穷大容量的
    弧光接地过电压数值仿真的全过程为
    三.相电压源,利用 Matlab的 Simulink功能进行10kV
    系统正常稳态运行一燃弧一一熄弧一一金属性配电网的单相弧光接地故障的仿真,故障时刻
    接地故障。(注:可控循环次数)
    故障模型如图1所示。
    0.015s,且故障相为-Umx,仿真停止时间0.2s,求
    根据对称分量法可知零序电流计算公式为
    解程序类型:固定步长10~5s,仿真求解器 discrete
    ( no continous states),其他参数全设自动(auto)
    仿真模型如图3所示。
    R{}6
    Lo 2012
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    [liec3-labd
    图3中性点经消弧线圈接地的10kV配网仿真模型
    2012年第12期电技朮33
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