CN101931205A

CN101931205A - 三相电力电网电磁式电压互感器消谐保护器

Info

Publication number: CN101931205A
Application number: CN2010102631645A
Authority: CN
Inventors: 张致良
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2010-12-29

Abstract

本发明涉及一种电压互感器消谐保护器，尤其是一种三相电力电网电磁式电压互感器消谐保护器，包括电容，所述电容与自恢复保险丝并联连接构成消谐保护器，所述消谐保护器串接于三相电磁式电压互感器一次侧的中性点与接地点之间，以防止引发铁磁谐振过电压。本发明既能有效地消除电力系统中因使用电磁式电压互感器而引发的铁磁谐振，进而避免产生的过电压危害系统中的各种设备，又不会影响电力系统中其它保护装置的正常运行，还具有结构简单、使用方便、制造和使用成本低廉的优点；它可广泛地应用于3～35kV三相电力电网配有电磁式电压互感器的电力系统中。

Description

三相电力电网电磁式电压互感器消谐保护器

【技术领域】

本发明涉及一种电压互感器消谐保护器，尤其是一种三相电力电网电磁式电压互感器消谐保护器。

【背景技术】

目前在我国，基于经济的原因，三相电力电网中的3～35kV系统采用的是中性点不接地的三线制。为了监视该系统的绝缘状况，人们在发电厂、变电站、发电机母线上均连接有三相电压互感器。连接时，三相电压互感器的一次侧(高压)绕组被连接成星形，星形的中性点直接接地。出于成本的考虑，三相电压互感器基本上都选用电磁式电压互感器。这种使用三相电磁式电压互感器的电力系统，其电网运行时对地存在着一些变化着的因素：一是电力设备和导线(母线)的对地电容，二是电压互感器的励磁电感。当系统正常运行时，电压互感器的励磁阻抗很大，所以电力系统网络对地阻抗仍呈现出容性；三相基本平衡时，电网中性点的位移电压甚小。但当系统进行某些操作时，如中性点绝缘系统非同期合闸、接地故障消失等，电压互感器的激磁阻抗与系统的对地电容一起形成非线性谐振，造成铁磁谐振；从而产生系统过电压和电压互感器的过电流，使系统中的弱绝缘设备发生对地闪络、电压互感器的高压熔丝熔断，甚至烧毁电压互感器。这种因电压互感器的铁磁谐振而产生的过电压，是配电网络中出现最为频繁、造成事故最多的一种电力系统内部过电压。

为了消除电力系统铁磁谐振过电压，人们作了一些尝试和努力，包括：采用低磁密或高导磁率铁芯的电压互感器；在电源中性点与地之间或互感器开口三角内串入适当的阻抗；调整、加大线路母线对地电容量，以及在电源中性点与地之间接入消弧线圈；在电压互感器一次绕组与接地点之间接入消谐装置——适当的电阻或电压互感器；采用电容式电压互感器等等。常用方法是在三相电磁式电压互感器的一次侧中性点与地之间串接称之为一次消谐器的电阻，该电阻可为线性电阻或非线性电阻。以当系统发生铁磁谐振时，利用线性电阻或非线性电阻在网络中的阻尼作用，来使电压互感器的励磁阻抗不参与系统的零序回路，从而解决电压互感器的铁磁谐振，避免过电压的产生。但是，这种带有一次消谐器的三相电磁式电压互感器虽能消除系统的铁磁谐振问题，却也存在着不足之处，首先，因电阻阻值的存在，使电压互感器一次侧的中性点不直接接地，当系统正常运行时，此电阻造成电压互感器的中性点不平衡，使电压互感器开口三角绕组产生零序电压，从而影响系统中的继电保护装置的正常工作；其次，当系统发生单相接地故障时，因此电阻的存在，将导致电压互感器的中性压偏移，使电压互感器开口三角绕组感应的零序电压降低，从而影响继电保护装置的正常工作。总之，现有三相电磁式电压互感器在消除电力系统铁磁谐振的同时，也给系统带来了不稳定因素，给系统的安全运行埋下了隐患。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单，使用方便的三相电力电网电磁式电压互感器消谐保护器。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：三相电力电网电磁式电压互感器消谐保护器，包括电容，所述电容与自恢复保险丝并联连接构成消谐保护器，用于串接于三相电磁式电压互感器一次侧的中性点与接地点之间，以防止引发铁磁谐振过电压。

作为上述方案的进一步改进，所述的电容为超高压瓷片电容。

本发明的原理是：相对于现有技术的有益效果是，基于由聚合树脂和纳米导电晶粒制成的自恢复保险丝具有的性能：正常情况下，纳米导电晶体随树脂基链接形成链状导电通路，保险丝正常工作；当电路发生短路或者过载时，流经保险丝的大电流使其集温升高，当达到居里温度时，其态密度迅速减小，相变增大，内部的导电链路呈雪崩态变化或断裂，保险丝呈阶跃式跃迁到高阻态，电流被迅速夹断，从而对电路进行快速，准确的限制和保护，其微小的电流使保险丝一直处于保护状态，当电路断电或故障排除后，其集温降低，态密度增大，相变复原，纳米晶体还原成链状导电通路，自恢复保险丝恢复为正常状态，无需人工更换。

本发明采用于电容的两端并联连接自恢复保险丝的构造，并将其串接于三相电磁式电压互感器一次侧的中性点与接地点之间，其主要作用是：当系统正常运行时，电压互感器中性点经消谐保护器接地，由于消谐保护器中的自恢复保险丝的阻值很小，从而避免了电压互感器开口三角绕组零序电压的产生，确保了系统的正常运行，同时也不会影响电力系统中保护装置对系统金属接地故障的判断。当线路中感抗等于容抗(XL＝XC)时，系统产生铁磁谐振，电压互感器饱和，阻抗变小，从而造成流过电压互感器的电流过大，当电流超过消谐保护器中自恢复保险丝的动作电流时，自恢复保险丝快速熔断，从而向谐振回路中加入电容的容抗，以破坏系统中谐振条件(XL＝XC)，进而消除了系统的铁磁谐振，避免了铁磁谐振过电压的产生。当系统谐振消除后，流过消谐保护器的电流变小，自恢复保险丝自行恢复正常。

本发明的优点在于：本装置既能有效地消除电力系统中因使用电磁式电压互感器而引发的铁磁谐振，进而避免产生的过电压危害系统中的各种设备，又不会影响电力系统中其它保护装置的正常运行，还具有结构简单、使用方便、制造和使用成本低廉的优点。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明的电路原理图。

【具体实施方式】

参见图1，三相电磁式电压互感器PT的一次侧经熔断器RD与三相电力电网的各相母线A、B、C电连接，其一次侧中性点与接地点间串接有消谐保护器PTC。消谐保护器PTC由超高压瓷片电容C与自恢复保险丝PPTC相并联连接构成，其中，电容C选择余地较大，大多数电容均可使本发明实现其功能，选优方案采用为超高压瓷片电容，其具有高稳定性的优点，适合于高电压下极长期工作。

自恢复保险丝PPTC选用美国reychem(瑞侃)公司的REG-系列产品，不仅适于各种电压等级的电磁式电压互感器配用，还有着产品质量稳定、工作可靠的特点。

使用时，不论电力系统是正常运行，还是进行某些操作或发生单相接地故障，由于本发明的存在，均可确保电力系统不会因使用三相电磁式电压互感器PT而引发铁磁谐振过电压，更不会影响电力系统中其它保护装置的正常运行。

显然，本领域的技术人员可以对本发明的三相电力电网电磁式电压互感器消谐保护器进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.三相电力电网电磁式电压互感器消谐保护器，包括电容，其特征在于：

所述电容与自恢复保险丝并联连接构成消谐保护器，所述消谐保护器串接于三相电磁式电压互感器一次侧的中性点与接地点之间。

2.根据权利要求1所述的三相电力电网电磁式电压互感器消谐保护器，其特征在于：所述电容为超高压瓷片电容。