基于IGBT新型消弧接地补偿装置的研究

摘要

随着我国经济持续快速的发展,电力需求快速增长。电力系统的安全与稳定性也上升到了一定的高度。特别是城网、农网的改造,大量的电力电缆的使用造成电网对地电容显著增大,当单项接地故障时,接地电容电流在故障点形成的电弧不能自行熄灭,同时间歇性电弧产生的过电压又使事故扩大,显著降低了电力系统运行的可靠性。现有的消弧线圈接地补偿装置,因其调节精度差、调节速度慢、调节范围小等缺陷逐渐被自动跟踪消弧接地补偿装置所替代。近年来已有各种新型的自动跟踪消弧接地补偿装置投入到系统中运行,提高了供电系统的安全性与稳定性。
　　 本文通过分析目前自动跟踪消弧接地补偿装置的基本原理与应用现状,提出了基于IGBT有源注入式自动跟踪消弧接地补偿装置。本装置在消弧线圈接地补偿装置的基本原理之上,将现代电力电子技术运用到自动跟踪消弧接地补偿装置上来。该装置不仅可以提供连续的可调感性电流,而且具有调整范围宽、调整速度快、调节精度高等优点。由于传统的消弧线圈自动补偿装置需要向系统引入一可变的电感,所以很容易和系统发生谐振危险。基于IGBT有源注入式自动跟踪消弧接地补偿装置避免了和系统发生谐振的危险。
　　 论文中对IGBT有源注入式自动跟踪消弧接地补偿装置工作原理进行了阐述,并采用专业的电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC和MATLAB进行仿真试验,结果表明该方法可以有效补偿接地故障电流。通过对已有的对地电容的检测方法分析,阐述如何采用基于IGBT有源注入式自动跟踪消弧接地补偿装置进行对系统地电容的检测。最后给出该接地补偿装置控制器的设计,构建检测与控制平台。