Error Analysis of System Capacitance Current Measuring Method Based on Main Resonant Frequency After Arc Extinction

ZHANG Fan; XUE Yongduan; XU Bingyin

doi:10.7500/AEPS20211112002

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Error Analysis of System Capacitance Current Measuring Method Based on Main Resonant Frequency After Arc Extinction

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Error Analysis of System Capacitance Current Measuring Method Based on Main Resonant Frequency After Arc Extinction
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 2, Pages: 164-172(2023)
- 作者机构：
  
  1.中国石油大学(华东)新能源学院,山东省青岛市 266580
  2.山东理工大学电气与电子工程学院,山东省淄博市 255000
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52077221)
- DOI：10.7500/AEPS20211112002
  CLC：
- Received：12 November 2021，
  
  Revised：2022-06-16，
  
  Published Online：18 November 2022，
  
  Published：25 January 2023
- 稿件说明：
移动端阅览
张帆,薛永端,徐丙垠.基于熄弧后主谐振频率的系统电容电流测量方法误差分析[J].电力系统自动化,2023,47(2):164-172.

ZHANG Fan,XUE Yongduan,XU Bingyin.Error Analysis of System Capacitance Current Measuring Method Based on Main Resonant Frequency After Arc Extinction[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(2):164-172.
张帆,薛永端,徐丙垠.基于熄弧后主谐振频率的系统电容电流测量方法误差分析[J].电力系统自动化,2023,47(2):164-172. DOI： 10.7500/AEPS20211112002.

ZHANG Fan,XUE Yongduan,XU Bingyin.Error Analysis of System Capacitance Current Measuring Method Based on Main Resonant Frequency After Arc Extinction[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(2):164-172. DOI： 10.7500/AEPS20211112002.

摘要

在谐振接地系统中，系统电容电流的精确测量是接地故障消弧及保护的基础，测量方法的误差分析就显得至关重要。针对利用熄弧后暂态信息的谐振接地系统电容电流测量方法，研究发现影响该测量方法误差的主要因素为消弧线圈电流和熄弧后暂态过程主谐振频率测量精度，通过双变量线性规划的图解法分析了主谐振频率测量误差，用于校验系统电容电流的测量结果是否满足相关标准和规程要求。结果表明

考虑到谐振接地系统的规模与现场运行情况，建议主谐振频率测量允许误差统一取0.100 Hz。通过建模仿真验证了该误差分析方法的有效性，同时该方法也适用于不同系统失谐度和不同过渡电阻的情况，具有较强的可迁移性。

Abstract

In a resonant grounded system

the accurate measurement of the system capacitance current is the basis of grounding fault arc suppression and protection. Therefore

the error analysis of the measurement method is very important. Aiming at the method of measuring the capacitance current of the resonant grounded system based on the transient information after the arc extinction

this paper studies the main factors including the current of the arc-suppression coil and the main resonant frequency after the arc extinction of the transient process which influence the measuring method

and analyzes the measurement error of the main resonant frequency via the graphical method of bivariate linear optimization

which is used to verify whether the measurement result of the system capacitance current meets the requirements of relevant standards and regulations. The results show that

considering the size of the resonant grounded system and on-site operation situation

the allowed measurement error of the main resonant frequency is recommended to take 0.100 Hz uniformly. The effectiveness of the error analysis method is verified through modeling simulation

and the method is also suitable for different system detuning degrees and different transition resistances

which has strong portability.

关键词

Keywords

references

涂春鸣，侯玉超，郭祺，等 . 计及配电网线路阻抗影响的自适应接地故障消弧控制策略［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 8 ）： 163 - 171 .

TU Chunming ， HOU Yuchao ， GUO Qi ， et al . Adaptive arc suppression control strategy for grounding fault considering influence of line impedance in distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 8 ）： 163 - 171 .

蒋顺平，丁勇，石祥建，等 . 位移过电压抑制转接地故障消弧的柔性电源控制方法［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 20 ）： 140 - 147 .

JIANG Shunping ， DING Yong ， SHI Xiangjian ， et al . Control method of displacement overvoltage suppression switching to ground fault arc-suppression for flexible power source ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 20 ）： 140 - 147 .

要焕年，曹梅月 . 电力系统谐振接地［M］. 2版 . 北京：中国电力出版社， 2009 .

YAO Huannian ， CAO Meiyue . Resonant grounding in power system ［M］. 2nd ed . Beijing ： China Electric Power Press ， 2009 .

王智，汪芳宗 . 配电系统接地故障检测的一种新算法［J］. 电力系统保护与控制， 2011 ， 39 （ 20 ）： 48 - 51 .

WANG Zhi ， WANG Fangzong . A new method of earth fault detection in distribution system ［J］. Power System Protection and Control ， 2011 ， 39 （ 20 ）： 48 - 51 .

徐铭铭，高淑萍，常仲学，等 . 基于模型识别的消弧线圈接地系统单相接地选线方法［J］. 电力系统保护与控制， 2018 ， 46 （ 2 ）： 73 - 78 .

XU Mingming ， GAO Shuping ， CHANG Zhongxue ， et al . Model recognition based single-phase earthed faulty line selection method of Petersen coil grounded system ［J］. Power System Protection and Control ， 2018 ， 46 （ 2 ）： 73 - 78 .

崔应宇，贺芳，张永晖，等 . 配电网电容电流超标问题研究［J］. 电力系统保护与控制， 2017 ， 45 （ 21 ）： 147 - 151 .

CUI Yingyu ， HE Fang ， ZHANG Yonghui ， et al . Research on problems of excessive capacitive current in distribution network ［J］. Power System Protection and Control ， 2017 ， 45 （ 21 ）： 147 - 151 .

许胜，费树岷，赵剑锋 . 基于电容电流反馈的新型HAPF谐振抑制方法［J］. 电力自动化设备， 2016 ， 36 （ 5 ）： 55 - 60 .

XU Sheng ， FEI Shumin ， ZHAO Jianfeng . Resonance damping based on capacitor current feedback for HAPF ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2016 ， 36 （ 5 ）： 55 - 60 .

中性点不接地系统电容电流测试规程： DL/T 308—2012 ［S］. 北京：中国电力出版社， 2012 .

Code of measuring capacitive current in neutral point isolated system ： DL/T 308—2012 ［S］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2012 .

贺良华，葛来，孙宝金 . 基于谐振频率预测模型的配电网电容电流测量方法［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 2 ）： 143 - 147 .

HE Lianghua ， GE Lai ， SUN Baojin . Capacitive current measuring method for distribution networks based on resonant frequency prediction model ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 2 ）： 143 - 147 .

曾祥君，易文韬，刘张磊，等 . 注入信号精确谐振测量配电网电容电流新技术［J］. 电力系统自动化， 2008 ， 32 （ 4 ）： 77 - 80 .

ZENG Xiangjun ， YI Wentao ， LIU Zhanglei ， et al . A novel technique of capacitive current resonance measurement with signal injected for distribution networks ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2008 ， 32 （ 4 ）： 77 - 80 .

李晓波，苗晓鹏，桑振华，等 . 基于偏置阻抗法的配电网电容电流测量新方法［J］. 电力系统保护与控制， 2014 ， 42 （ 4 ）： 22 - 26 .

LI Xiaobo ， MIAO Xiaopeng ， SANG Zhenhua ， et al . A new capacitive current measurement method of the distribution network based on bias impedance ［J］. Power System Protection and Control ， 2014 ， 42 （ 4 ）： 22 - 26 .

曾祥君，刘玉玲，喻锟 . 改进的配电网对地参数谐振测量方法［J］. 电力科学与技术学报， 2020 ， 35 （ 3 ）： 3 - 11 .

ZENG Xiangjun ， LIU Yuling ， YU Kun . An improved resonance measurement method of grounded parameters for distribution networks ［J］. Journal of Electric Power Science and Technology ， 2020 ， 35 （ 3 ）： 3 - 11 .

薛永端，李广，徐丙垠 . 利用熄弧后暂态信息测量谐振接地系统的对地电容［J］. 电工技术学报， 2020 ， 35 （ 7 ）： 1521 - 1528 .

XUE Yongduan ， LI Guang ， XU Bingyin . Measuring method of capacitance to ground in resonant grounding system based on transient information after arc extinguishing ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2020 ， 35 （ 7 ）： 1521 - 1528 .

李广 . 间歇性小电流接地故障暂态分析［D］. 青岛：中国石油大学（华东）， 2020 .

LI Guang . Transient analysis of intermittent single-phase earth fault in non-effectively earthed network ［D］. Qingdao ： China University of Petroleum （East China）， 2020 .

薛永端，李娟，徐丙垠 . 中性点经消弧线圈接地系统小电流接地故障暂态等值电路及暂态分析［J］. 中国电机工程学报， 2015 ， 35 （ 22 ）： 5703 - 5714 .

XUE Yongduan ， LI Juan ， XU Bingyin . Transient equivalent circuit and transient analysis of single-phase earth fault in arc suppression coil grounded system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2015 ， 35 （ 22 ）： 5703 - 5714 .

杨帆，李广，沈煜，等 . 中压配电网单相接地故障熄弧后的电气特征分析［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 10 ）： 134 - 141 .

YANG Fan ， LI Guang ， SHEN Yu ， et al . Electrical characteristics of medium-voltage distribution network with single-phase-to-ground fault after arc extinction ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 10 ）： 134 - 141 .

曾祥君，卓超，喻锟，等 . 基于接地变压器绕组分档调压干预的配电网主动降压消弧与保护新方法［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 5 ）： 1523 - 1534 .

ZENG Xiangjun ， ZHUO Chao ， YU Kun ， et al . A novel method of faults arc extinguishing and feeder protection based on voltage regulating intervention with grounding transformer winding taps for distribution networks ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 5 ）： 1523 - 1534 .

自动跟踪补偿消弧线圈成套装置技术条件： DL/T 1057—2007 ［S］. 北京：中国电力出版社， 2007

Specification of arc suppressing coil apparatus with automatic tracking and compensation ： DL/T 1057—2007 ［S］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2007 .

韩学山，张文 . 电力系统工程基础［M］. 北京：机械工业出版社， 2008 .

HAN Xueshan ， ZHANG Wen . Fundamentals of power system engineering ［M］. Beijing ： China Machine Press ， 2008 .

钱颂迪 . 运筹学［M］. 4版 . 北京：清华大学出版社， 2012 .

QIAN Songdi . Operations research ［M］. 4th ed . Beijing ： Tsinghua University Press ， 2012 .

胡益，王晓茹，滕予非，等 . 多端电压源型直流互联系统频率稳定性控制策略［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 10 ）： 51 - 57 .

HU Yi ， WANG Xiaoru ， TENG Yufei ， et al . Frequency stability control strategy for voltage source converter based multi-terminal direct current interconnected system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 10 ）： 51 - 57 .

康小宁，刘鑫，索南加乐，等 . 基于矩阵束算法的经消弧线圈接地系统故障选线新方法［J］. 电力系统自动化， 2012 ， 36 （ 12 ）： 88 - 93 .

KANG Xiaoning ， LIU Xin ， SUONAN Jiale ， et al . New method for fault line selection in non-solidly grounded system based on matrix pencil method ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2012 ， 36 （ 12 ）： 88 - 93 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Mechanism Analysis and Suppression of PMU Fundamental Frequency Measurement Error Under Influence of Sub-/Super-synchronous Interharmonics

Application of Broadband Signal in High-resistance Fault Line Selection of Resonant Grounded Active Distribution Network

Equivalent Circuit and Calculation Method for Analysis of Residual Current in Low-voltage Distribution Network

Related Author

LI Juan

LI Peng

GAO Lei

XU Sudi

YUAN Yubo

WANG Chenqing

WANG Congbo

LIANG Ying

Related Institution

Electric Power Research Institute of State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd.

China Electric Power Research Institute

State Key Laboratory of Power Grid Safety (China Electric Power Research Institute)

State Key Laboratory of Power Grid Safety, China Electric Power Research Institute

Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co., Ltd.

⁰