電網(wǎng)終端運行環(huán)境復(fù)雜多變,易發(fā)生隨機故障,其中主要故障類型集中在單相接地故障。單相接地故障易導(dǎo)致兩相或多相短路故障的發(fā)生,所以應(yīng)盡快找到并排除。與此同時隨著諧波分量不斷增大,瞬時性接地故障消弧能力變差,故障點的電弧難以自行熄滅,易產(chǎn)生故障過電壓,引起多重事故,危及電網(wǎng)安全,影響社會穩(wěn)定。因此本文對接地故障補償裝置進行了研究,主要解決單相對地故障這一問題,此外還加入無功補償及諧波抑制等功能,研究成果主要解決了裝置的諧振問題,研究流程如下:首先,在三相三橋臂有源濾波器的思路上,通過采用三相四橋臂拓撲進行接地故障系統(tǒng)的主拓撲設(shè)計,本文設(shè)計的裝置比其他裝置的優(yōu)點在于不需要消弧線圈和大型變壓器,而且功能多樣。其次,通過RT＿LAB實時仿真系統(tǒng)進行原理及拓撲上的仿真驗證,證明了本文設(shè)計思路的正確性。為了解決諧振問題,本文在LCL濾波器的拓撲以及控制算法上進行了設(shè)計。與此同時為了驗證優(yōu)化后的算法,在實習(xí)公司的實驗樣機上進行了優(yōu)化后的算法檢驗。最后,在實驗室進行接地故障補償樣機的設(shè)計。 

【文章來源】：遼寧科技大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

a相接地故障

92.接地故障系統(tǒng)的主拓撲分析及研究2.1接地故障系統(tǒng)的主電路拓撲結(jié)介紹及比較本章研究的補償裝置主要是針對大電流接地系統(tǒng)也就是直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，提出的解決辦法。本章研究的接地系統(tǒng)主拓撲如圖2.1主要由三相電網(wǎng)部分，四橋臂變流器部分，LCL濾波器部分以及三相負載四部分組成。其中三相四橋臂變流器中的前三相通過電感直接連接在電網(wǎng)上，第四相直接接地，變流器與負載并聯(lián)。本章提出的補償裝置當(dāng)無接地故障時，第四相無觸發(fā)脈沖，通過觸發(fā)前三相完成無功補償，諧波抑制以及三相不平衡功能，與有源濾波器的工作原理相同，當(dāng)出現(xiàn)接地故障時，通過改變控制方式觸發(fā)第四相脈沖，讓第四相生成與對地故障電流相反的補償電流，可以達到對地故障電流全補償?shù)脑O(shè)計目的。圖2.1本章提出的接地故障系統(tǒng)Fig.2.1Groundfaultsystemproposedinthispaper而現(xiàn)有的柔性接地故障補償系統(tǒng)拓撲如圖2.2。雖然也是使用有源補償裝置，但是起到的是輔助作用，主要是通過主消弧線圈以及采用測量對地電容及對地泄漏電阻來計算補償電流的方法，系統(tǒng)分析如下：在圖2.2中，Ea、Eb、Ec為網(wǎng)側(cè)電源電動勢，Ua、Ub、Uc為三相電壓，UN為中性點電壓，L1為中性點消弧線圈，I為通過接地補償裝置輸入網(wǎng)側(cè)的電流，Ra、Rb、Rc為配電網(wǎng)的對地泄漏電阻，Ca、Cb、Cc為配電網(wǎng)的對地電容，Rf為接地故

10障的過渡電阻，本章假設(shè)故障發(fā)生在C相[28]。圖2.2傳統(tǒng)接地故障系統(tǒng)Fig.2.2Traditionalgroundfaultsystem根據(jù)電路原理可知：=(+)+(+)+(+)(+)+（2.1）=+,=+,=+（2.2）=式（2.2）分別是三相對地的導(dǎo)納和中性點對地導(dǎo)納，式（2.1）可簡化為：=++(+)+（2.3）其中，=+，=+，=+。因此，當(dāng)且僅當(dāng)輸入電流為：=++（2.4）當(dāng)Uc＝０，說明故障相恢復(fù)電壓被抑制到零，此時UN等于負的Ec，完成了單相接地故障的消除[29]。所以，當(dāng)電網(wǎng)C相發(fā)生單相接地故障時，柔性接地故障裝置的控制目標可表示為:=++或=（2.5）通過對比看來，由于現(xiàn)有的補償系統(tǒng)在對地電容測量上的難度和不準確性以

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