Neutral-point voltage regulation and control strategy for hybrid grounding system combining power module and low resistance in 10 kV distribution network
Autores: Zhou, Yu; Liu, Kangli; Ding, Wanglong; Wang, Zitong; Yao, Yuchen; Wang, Tinghuang; Zhou, Yuhan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Neutral-point voltage regulation and control strategy for hybrid grounding system combining power module and low resistance in 10 kV distribution network
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Falla a tierra
Sistema de puesta a tierra de baja resistencia
Bobinas de supresión de arco
Sistema de puesta a tierra híbrido
Protección de secuencia cero
Aislamiento de fallas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 49
Citaciones: Sin citaciones
Una falla de tierra monofásica a menudo ocurre en redes de distribución de 10 kV, afectando seriamente la seguridad de equipos y personal. Con la popularización de cables urbanos, el sistema de tierra de baja resistencia reemplazó gradualmente a las bobinas de supresión de arco en algunas ciudades grandes. En comparación con las bobinas de supresión de arco, el sistema de tierra de baja resistencia se destaca por su simplicidad y fiabilidad. Sin embargo, cuando ocurre una falla de tierra de alta resistencia, una menor cantidad de características de falla no puede activar la acción de protección de secuencia cero, por lo que este tipo de falla persistirá durante mucho tiempo, lo que representa una amenaza para la red eléctrica. Para abordar este tipo de problema, en este artículo se propone un sistema de tierra híbrido que combina el dispositivo de protección de baja resistencia y el módulo de potencia completamente controlado. Durante una falla de tierra de baja resistencia, el aislamiento de la falla se logra a través de la protección de corriente de secuencia cero con el propio sistema de tierra de baja resistencia, mientras que, durante una falla de tierra de alta resistencia, la extinción de arco confiable se logra regulando el voltaje del punto neutro con un módulo de potencia completamente controlado. En primer lugar, este artículo presenta los principios, topología y control de coordinación del sistema de tierra híbrido para la extinción activa de arco de voltaje. Posteriormente, se propone un método de control basado en doble bucle para suprimir el voltaje de fase de falla. Además, se propone un método de selección de alimentador defectuoso basado en el algoritmo de optimización de Kepler y una red neuronal convolucional para la eliminación oportuna de fallas permanentes. Por último, la simulación y los resultados emulados basados en HIL verifican la racionalidad y efectividad del método propuesto.
Descripción
Una falla de tierra monofásica a menudo ocurre en redes de distribución de 10 kV, afectando seriamente la seguridad de equipos y personal. Con la popularización de cables urbanos, el sistema de tierra de baja resistencia reemplazó gradualmente a las bobinas de supresión de arco en algunas ciudades grandes. En comparación con las bobinas de supresión de arco, el sistema de tierra de baja resistencia se destaca por su simplicidad y fiabilidad. Sin embargo, cuando ocurre una falla de tierra de alta resistencia, una menor cantidad de características de falla no puede activar la acción de protección de secuencia cero, por lo que este tipo de falla persistirá durante mucho tiempo, lo que representa una amenaza para la red eléctrica. Para abordar este tipo de problema, en este artículo se propone un sistema de tierra híbrido que combina el dispositivo de protección de baja resistencia y el módulo de potencia completamente controlado. Durante una falla de tierra de baja resistencia, el aislamiento de la falla se logra a través de la protección de corriente de secuencia cero con el propio sistema de tierra de baja resistencia, mientras que, durante una falla de tierra de alta resistencia, la extinción de arco confiable se logra regulando el voltaje del punto neutro con un módulo de potencia completamente controlado. En primer lugar, este artículo presenta los principios, topología y control de coordinación del sistema de tierra híbrido para la extinción activa de arco de voltaje. Posteriormente, se propone un método de control basado en doble bucle para suprimir el voltaje de fase de falla. Además, se propone un método de selección de alimentador defectuoso basado en el algoritmo de optimización de Kepler y una red neuronal convolucional para la eliminación oportuna de fallas permanentes. Por último, la simulación y los resultados emulados basados en HIL verifican la racionalidad y efectividad del método propuesto.