基于谐波分析的MOA容性电流补偿新方法

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! !" 压对! & D " 的影响有限
图 J! 基波相量之间的关系 B / C J!B / 6 , .0 6 ) ( + / 3 , < 0 , ( 6 *
图 K!H 次谐波相量关系 B / L K!= 0 / 6 10 6 ) ( + / 3 , < 0 , ( 6 *
*V $V "! 信号分析结论 设各路信号同 时 采 样 # 同 起 点 时 间 且 取# [ * Z# 则’ " 数字 分析 X 相避 雷器底 部电 场传感 器所得 信 号可得# * 和# " & $ 分 析 &R) 非 线 性 电 阻 的 交 流 W) 特 性 可 知 其 基 波 与 " 次 谐 波 电 流 初 相 位 相 反 & % 数字分析避雷器接地引线入地电流可 得 &R) 的 全电流基波幅值* 初相 位# ) % * F) ) % *和 " 次 谐 波 幅 值 相位# * ) % " F) ) % "& *V "! 检测 &R) 阻性泄漏电流 % 由图 ! 全 电 流 基 波 幅 值 * * ) % * F 及 相 位 差# ) % * 可算出避雷器阻性和容性基波电流 & % 根据# 计算出避雷器阻性"次 $ $% * Z# 和 式 $ 谐波泄漏电流的初相位为 \* & ’ # [ % 由 图 , 算 出 " 次 谐 波 阻 性) 容性电流相量 "
摘 ! 要 ! 分析了氧化锌避雷器在基波电压作用下 ! 基波电压与阻性泄漏电流 " 次 谐 波 分 量 间 的 关 系 " 通 过 电 场 传 感器获取线路基波和 " 次谐波电压信号 ! 用数字信号 处 理 技 术 分 析 氧 化 锌 避 雷 器 的 全 电 流 ! 提出了计算氧化锌避 雷器阻性泄漏电流的新方法 " 仿真计算表明该法可较好地补偿氧化锌避雷器容性电流的基波和 " 次谐波分量 " 关键词 ! 在线监测 # 阻性泄漏电流 # 谐波分析 # 补偿 中图分类号 ! %& ’ ( $ 文献标识码 ! ) 文章编号 ! " # * # # " + ( , $ # $ # # , * # + # # $ ! + # "
%) "%*) #%") " $ $ ! %*FI 2 6 & # #%"FI 2 6 " & # " # " # *% "% %X "%*X #%"X " $ $ ! %*FI 2 6 & ’* $ # (# #%"FI 2 6 " & # " # " # *% "% %< "%*< #%"< " $ $ ! %*FI 2 6 & #* $ # (# #%"FI 2 6 " & # " # " # *% "% 其中 ! %) & %X & %< 为 线 路 电 压 ! %*F & %"F 为 线 路 基 波
(" # 则 在 工 频 电 压 作 用 下 其 阻 性 泄 漏 电 流! 性! D ") ," $! $ $ % & 经 傅 里 叶 分 析# 基波和"次 %*FI 2 6 & # " # *% 谐波表达式分别为 ’
$ 为简便令# & 的关系如图 , # (% *"
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+ + +
图 H! 避雷器阻性基波电流与 H 次谐波电流波形 B / C H!I % , / , . / 4 % . 0 % 2 / 6 , .0 6 ) ( + / 3 , 3 5 6 6 % + . + 1. 0 % < . 0 / 6 10 6 ) ( + / 3 , 3 5 6 6 % + .& 4 % , 0 % *
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较多 & 研究较深的是补偿法 ! 影响补偿精度的相间干 扰问题已基本解决
’ ((
! 检测误差较小 ! 但需从 %W 上
引入电压参考信号 ! 测量结果易受 %W 角差的影 响 " 但 "次 谐 波 法 无 需 电 压 参 考 信 号 且 测 量 方 法 简 单! 测量结果易受电网 " 次谐波 的影 响 " 目 前 出 现 了 "
!! ,( 次谐波补偿法 ! 增 加 了 电 场 探 头’ ! 用以补偿电网
" 次谐波对测量结果的影 响 " 本文 通 过 电 场 探 头 采 用软件补偿的方法 ! 补 偿 &R) 容 集线路电压信号 ! 性基波和 " 次谐波电流对阻性电流的影响 "
图 F! 一字形布置 !" # 及电场探头布置图
A! 检测原理 *V *! 信号检测 所 测 信 号 包 括) "来自采集避雷器接 地电流! % 的电流传感 器或直接接在避雷器 与雷 电 计 数 器 之 间 $ 见图 *% ! ! D 为阻性电 流! ! ! B 为 容 性 电 流! % " ! ! !来自中间 D# B# 相避雷器下方的电场 万方数据
和 " 次谐波电 压 幅 值 ! 设# # * 为 基 波 初 相 位! " 为" 次谐波电压初相位 " 下面以 ) 相为例分析信号 "
# # ,年* #月 !$
高!电!压!技!术
第" +$ * 卷第 * #期 ,+
*V $V *! &R) 工频电压下! D 的相频特性 不考虑 &R) 在交流电压下 W) 特性的滞 回特
$ % &’ ( ) % + , . / ( +! % . 0 ( 1( 2!" #’ 3 / . / 4 %’ 5 6 6 % + .7 , % 1( + * * 8 6 ) ( + / 3 ,# + 9 ; / + % 3 0 + ( 9 ( : <= < :
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图A ! 氧化锌避雷器等值电路 B / C A!D 5 / 4 9 % + . 3 / 6 3 5 / . < E ( 2!" #
B / C F!G / , . 6 / > 5 . % 11 / 6 )( 2!" #+ 1% 9 % 3 . 6 / 3 2 / % 9 1* 6 ( > % < <
*V $!Байду номын сангаас信号分析 不考虑 #, 次谐波及三相线路的不平衡 ! 设)
+ + +
*V $V $! 传感器信号分析 由图 * 得 ) 相 避 雷 器 接 地 引 线 上 基 波 ) "次谐 波电流 ’
! ! ! ) % *" ) D *# ) B *" $ $ * B = I" & # # * I 2 6 & # " # " # ) B * F *% ) D * F *%
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% 由图 , 向量分解 *)% ! " 算出 * ) < "和 * ) D "& % 将避雷器的全电流减去容性基波和 " 次谐波 , 电流即可得到阻性泄漏电流 & 上述步骤也 适 用 于 X) < 相避雷器容性泄漏电 流的补偿以及阻性基波和 " 次谐波电流的计算 & $ % " F! 仿真计算 设通过电场传感器检测到某一时刻 $ 的波 &Z#% 形如图 (# 经去噪 ) 滤波后得到 X 相基波 和 " 次 谐波 耦合电流初相位分别为 \* ) & 则 ) 相线 路基 $ # [ " # [ 波和 " 次谐波电压初相位分别为 # ) & 由图 " [ * $ # [
$ % ( % $ %$ $#$ $ I 2 6 & # " " # *% $ $ % ( % # % $#" $ $ $ # $ % * I 2 6 & # * " # D * *% $ % ( $ % % $ ! * I 2 6 " & # * ’ # (% " " # D "" $ D * *’ $’* $#" $ # $ % * I 2 6 " & # * ’ # (% $ " # D " *’ 由式 $ % ) $ 可 知! * $% ! D * 与 工 频 电 压 同 相# D "初相 角与基波初相角 相 差 * 如 图 "% # 故只要确定线 ’ # ($ 路基波 电 压 的 波 形 # 就 能 确 定! 不考 D * 和! D "的 波 形 $ 虑幅值 % & 值得注意 的 是 如 果 线 路 电 压 中 含 有 " 次 谐波电压 # 因其初相位与基波电压初相位并不相同 # 此时! 偏移值的大小与"次谐 D " 初相位会出现偏 移 # 波电压的含量有关 # 在 %* * #N W 系统 中 " 次 谐 波电
! $ # > , . 6 3 . % : D = 1 :? > ? B C D 2 B 4 > @ 2 ? > MC D 4 6 I M 1 B ? DC 4 N 2 6 : ?> 2 6 ?J = > C 4 ?I 2 6 4 > ; 4 I ? M= 64 6 4 > O 2 6 : ?D ? > 4 C 2 = 6= @ @ 2 D I C 7 7C 7 7 K 7C $F : 4 D F = 6 2 BB 1 D D ? 6 CP 4 J ?I : 4 ?4 6 MC : 2 D M: 4 D F = 6 2 BB 1 D D ? 6 CP 4 J ?I : 4 ?= @&R)1 6 M ? D @ 2 D I C: 4 D F = 6 2 BJ = > C 4 ? 4 N 2 6 Q Q 7 7 $ 1 I ?= @S G TC ? B : 6 = > = : 2 IQ 4 ? DQ 1 C @ = D P 4 D M I46 ? PF ? C : = M= @ B 4 > B 1 > 4 C 2 6 : ? @ 2 D I C: 4 D F = 6 2 B B 1 D D ? 6 C 4 6 MC : ? C : 2 D M 7 KC Q 7C : 4 D F = 6 2 BB 1 D D ? 6 C= @&R) U IB 4 4 B 2 C 2 J ?4 B B 1 D 4 C ? > V Q K ! % % % ? % & ( 6 1 , = 6 + > 2 6 ?M ? C ? B C 2 = 6 &R) U ID ? I 2 I C 2 J ? > ? 4 N 4 ?B 1 D D ? 6 C : 4 D F = 6 2 B I4 6 4 > I 2 I B = F ? 6 I 4 C 2 = 6 7 K Q :
$( 可测到 三 相 输 电 线 路 ’ 对传感器的耦合信 传感器 !
@! 引 ! 言 目前 ! 在线测量氧化锌避雷器 $ 阻 性 泄漏 &R)%
’ ( 电流有基 波 法 & " 次 谐 波 法 以 及 补 偿 法 *!" " 应 用
号$ 如图 $ % ! $ $ $ ! ! *& $& " 和! B *& B $& B " 分别为三相线 路 对传感器的耦合电 容 和 耦 合 电 流 ! 电场探头的取样 电容 $ " 因一字形排列 避雷 器的对 $ $ I" *$ $ 或$ "% 称性 ! 由图 $ 得 通过 $ $ , 次谐波时 ! *" " " 不考虑 # 传感器的电流! ! ! ! C" B *# B $# B ""
第" *卷 第* #期
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高!电!压!技!术
0 2 :W = > C 4 ?A 6 2 6 ? ? D 2 6 7 7 7 7
W = > V " *5 = V * # !! R B C V # # , !$
基于谐波分析的 !" # 容性电流补偿新方法
刘会家 ! 李 ! 宁 ! 贾智斌 " 三峡大学电气信息学院 ! 宜昌 ! # ! " # # $
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