配电网铁磁谐振及弧光接地过电压特征识别与抑制方法

张小磊

摘 要 近年来，我国的电网规模不断扩大，电力系统建设越来越频繁，而电压过压可能对整个电网系统造成致命的威胁。当前社会对于电力系统的稳定性要求越来越高，智能电网的建设速度越来越快，电力系统的运行安全受到了人们极大的关注。文章主要针对配电网铁磁谐振以及弧光接地过电压的特征进行识别和抑制方法研究，为配电网系统的电力安全运行提供保证，满足智能电网在建设过程中的各种要求。

关键词 配电网；铁磁谐振；弧光接地；抑制方法

中图分类号：TM864 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0141-01

随着我国对科学技术的高度重视，近年来我国的各个科学领域都得到了较大的发展，从传统对波形图的分析来看，主要针对波形图的分析内容有幅值、平均值、有效值、频谱等信息。通过电压在线监测系统的采集结果来看，所获得数据均可反映出真实的情况，其最接近实际的工作。而对于铁磁谐振的分析主要采用的方法是相平面法、图解法等，通常这些方法直观、简捷是对模拟实验方法的一种很好的补充。目前国内对于铁磁谐振的研究重在非线性所造成的混沌、分叉等领域，对于单相铁磁振谐、三相铁磁领域的研究不足，相信随着科学技术的成熟，这些研究不足领域将会逐渐得到补充研究。

1 过电压信号的特征识别

我们在进行过电压信号识别的时候主要是通过计算机或者是其他装置对图形、图像、物体、语言、字形等信息进行自动识别。目前采用的识别方法主要有专家系统、神经网络、模糊数学、遗传算法以及支持向量机等，采用神经网络进行过电压信号识别，最有成效的属误差回传BP神经网络[1]。对过电压信号特征识别时，采用人工神经网络进行识别，所建立起的神经网络模型由大量的节点或者称神经元组成，其中网络中每个节点表均代表了一个通过连接信号的加权值（权重），此节点相当于人工神经网络的记忆，网络的输出由网络的权重值、连接方式以及激励函数确定。

2 铁磁谐振过电压的抑制方法

当遇到铁磁谐振过压时，需要采取及时的措施进行处理，采取抑制的措施较为常用的方法有尽可能的改变谐振回路参数、改变电感参数、拉下电源开关闸刀。当铁磁谐振发生时，首先得选取消除谐振较好的办法，那就是改变谐振回路参数，当谐振刚刚发生时，可以通过合上谐振激发电源断路器来消除谐振。但是合上电源断路器，很可能造成谐振过电压上又被叠加上合闸过压，此时的激励电流会更大，很可能造成电压互感器损毁[2]。对铁磁谐振过压进行消除谐振可以拉下电源侧闸刀，从而断绝了整个谐振回路的能量供应，可使得谐振逐渐消弱。

由于铁磁谐振的发生原因很多，可能受到的影响因素也很多，随着我们对消振谐措施的研究不断出现，越来越多的新型消振谐被应用到工作和研究之中，且这些消除振谐新型装置取得了一定得效果。

3 抑制弧光接地过电压的措施

对于抑制弧光接地过电压的措施，考虑到目前的谐振接地系统研究，再结合经济方面的原因，将消弧线圈投切运行的方法作为控制措施，即系统运行时中性点不接地。当过电压分类系统判定系统发出弧光接地信号，消弧线圈迅速投入，系统立即改成谐振接地的方式进行运行，当过电压分类系统判定系统认为接地故障清除后，那么系统迅速的退出消弧线圈，系统又恢复到原来的方式进行运行[3]。这种方式的主要优点在于进一步的提高了整个系统运行的安全程度，进一步的保证了电能

质量。

1）消弧线圈的调谐措施。消弧线圈是否能够实现熄弧与谐振系统中的脱谐度有非常大的关系。从消弧线圈的作用来看，谐振系统的脱谐度绝对值尽量越小越有利，但是电网在正常供电时无法处在补偿点上，如果还没有一些限压的办法或措施，那么电网在运行时必将产生串联谐振过电压，这是非常危险的，因此不被允许。但又为了解决中性点位移过电压和残流的矛盾，目前主要利用以下两种方式来解决：一是在消弧线圈上并联或者串联阻尼电阻，以增加电网阻尼率，从而使整个电网在运行时的谐振过电压不超过规定值；二是在电网运行时加大脱谐度，从而使消弧线圈在正常运行时远离谐振点[4]。

2）电容电流计算流程触发策略。怎样判断系统运行方式的改变从而启动电容电流计算流程，从而计算出单相接地电容电流问题是一个值得重点关注的问题，该问题的重点是系统在运行时，要快速并准确的测出系统对地电容容抗的值，再将该值用于计算单相接地电容电流。消弧线圈装置根据实际的情况的技术确定了以下三种计算流程触发方法：一是系统定期自动的进行计算，二是人工手动计算，三是系统运行状态发生改变时系统自动进行触发。

3）消弧线圈的启动和退出策略。目前对单相接地故障的判断一般都是利用绝缘监视设备对PT开口三角电压进行监视来实现的，当电压超过了规定数值时则发出报警。电网在实际运行过程中除了单相接地故障外，还有其他很多情况也能使PT开口三角电压超出规定值，如PT高压侧熔断器熔断、PT铁磁谐振等，从而使绝缘监视装置发出报警，这种现象被称为虚假接地，鉴于这种情况，绝缘监视设备对单相接地故障的判断存在很大的局限性。而本文主要采用的是基于遗传算法的过电压模糊聚类分层识别系统，该系统能够准确的对弧光接地过电压进行快速的识别，准确率很高[5]。

通常认为，一旦出现间歇性弧光接地故障时，消弧线圈投入到全补偿的状态，当接地故障清除后，中性点电压会出现先降后升的情况，因为消弧控制器对中性点电压的监测是实时性的，当电压降低到一定值时，控制器会判断故障清除，所以可以在谐振电压产生之前退出消弧线圈，但通过实践，该方法还有待进步。

4 结束语

随着近年来我国电力系统的快速发展，很多的电网改造中不断将新技术应用于实践之中。如果铁磁谐振过电压和弧光接地过电压在配电网中的持续时间很长，则非常容易造成整个电力网络出现安全事故。所以如何抑制铁磁谐振过电压和弧光接地过电压显得具有非常重要的意义，本文针对过电压的产生特性进行分析，并结合抑制两种过电压的对策进行探讨，为配电网的安全运行提供了有力的保障。

参考文献

[1]王荆.电力系统过电压识别方法及混合过电压分解方法研究[D].重庆大学，2011.

[2]刘喆.配电网消弧及铁磁谐振监测与控制技术的研究[D].华北电力大学（北京），2008.

[3]冉锐.弧光接地过电压的快速识别与抑制研究[D].重庆大学，2010.

[4]王江宁.中性点不接地系统铁磁谐振及抑制措施的研究[D].西安科技大学，2012.

[5]杜林，李欣，吴高林，邓帮飞.采用3类特征参量比值法的铁磁谐振过电压识别[J].高电压技术，2011（09）：2241-2249.endprint