船用交流供电系统电容漏电流自动测量补偿的方法.pdf

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1、船用交流供电系统电容漏电流自动测量补偿的方法Amethodofthemeasurementandcompensationofdistributingcapacitancecurrentofthealternatingpowersupplysysteminships王凌波沈兵徐国顺摘要:舰船交流供电系统中，多采用中性点不接地运行方从图中可以看出，当系统正常运行（没有发生单相式，由于系统对地电容泄漏电流的存在，对电力系统供电金属性接地故障）时，对地分布电容与消弧线圈是安全带来隐患。本文针对舰船供电系统，提出

2、了采用单片串联的。而当发生单相接地故障时对地分布电容与机控制系统，对电网对地电容漏电流进行实时跟踪测量，消弧线圈是并联的（图3）。此时，故障点电流利用磁阀式消弧线圈对其进行自动补偿的方法。I=I−I=3ωCU−UωLdCLphph关键词：电容漏电流；消弧线圈；自动测量；补偿中图分类号：TM930.9文献标志码：A（C=C=C=C）。根据并联谐振的原理，在测123Abstract:mostofthealternatingpower-supplysystemsinshipsruninaneutral-poi

3、ntungrounded出电容电流Ic后，调节消弧线圈的电感量L，使mode,whichproducescapacitancecurrentthataffects谐振电路能够工作在谐振点附近，一端发生短路故thesafetyofthepowersystem.Amethod,basedon障，电容电流和电感电流能够相互抵销，使故障点SCM,forthemeasurementofcapacitancecurrentand电流控制在安全范围内。thecompensationforitwithacontroll

4、ablecrc-extinguishingcoilispresented.Keyword:capacitancecurrent;arc-extinguishingcoil;automaticmeasurement;compensation0引言我国舰船交流供电系统中，大多采用中性点不接地运行方式，由于系统对地电容泄漏电流的存在，当发生单相接地故障时，极易引起火灾事故。但是，由于分布电容随着系统的工况变化而变化，极不稳定。所以目前还没有有效的自动测量和补偿手段。采用单片机控制，可以实现对电容漏电流实时跟踪

5、测量和补偿。1自动补偿装置原理在三相交流系统中性点增设接地消弧线圈，只要投入消弧线圈的电感量适当就能有力地限制单相接地故障时的故障电流，大大改善系统的性能。自动跟踪测量补偿装置主要是由可控的消弧线圈和自动测控装置组成的。由于舰船供电系统中发电机的中性点没有引出，为此需要在系统中性点接入Z型接地变压器，人为制造一个中性点，然后通过它接入磁阀式消弧线圈。基本原理及接地故障发生时的等效电路图及电压电流向量如图1，图2所示。2电容电流测量方法2系统的对地分布电容为：C=13Lω；则系0准确实时地测量出对地分布电

6、容是补偿系统统发生单相金属性接地故障时电容电流为：工作的基础。测量电容电流的方法很多，其基本原2理大多是采用位移电压曲线调谐的方法。但在船电Ic=3ωCUph=ωUphω0L。系统中却并不适用，原因是，舰船供电系统是典型由于系统的零序阻抗折算到电压互感器的二的发电机—电缆系统。正常情况下，对地电容较大，次侧后，其值很小，通常只有几欧姆。所以所加变且其三相对地电容和对地绝缘电阻对称性良好，系频信号的功率一般也不大，通常不会超过几十伏统中性点位移电压很小,以上方法测量误差很大。安，不会影响系统的正常运行。而

7、当系统发生单相针对舰船电力系统的特点，结合上述补偿装接地故障后，所加的变频信号相对系统的零序回路置，在这里介绍一种比较适用的电容电流的测量方处于开路状态，也不会影响消弧线圈的消弧效果。法：变频信号法，其原理图如图4所示。其基本原理是：通过改变单片机时钟的设定时3．磁阀式可控消弧线圈间和工作模式，产生一个频率可以在一定范围内可控消弧线圈有多种形式，从自动调谐的角(20—80赫兹)自动改变的方波信号Iinj，使其步进度而言，消弧线圈应当是连续可调的。传统的调匝式线圈不能实现连续可调。而简单的直流助磁式线值为

8、0.1赫兹。经过放大后，通过电压互感器加在圈则需要增加大容量的励磁电流，结构复杂。为了消弧线圈上。克服以上缺点，可以采用一种较合理的单相磁阀式可控电抗器的结构，也属于直流助磁方式，但因为其利用自藕变压器的原理向工作线圈提供励磁电流，所以兼有结构简单，谐波小，不需附加大容量直流激磁电流的优点。其结构图和电路图如图６所示。其基本原理如下：电抗器的主铁心分为两半，其面积各为S长度为l。每一段铁心有一段长度y为l的小截面段，其面积为A(A