CN102360899A - 一种电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置，包括电子式电压互感器、阻尼电阻、供能变压器、隔离变压器、整流滤波稳压电路、电子式电流互感器，所述供能变压器的一次线圈至少有一端串联阻尼电阻后并联在电子式电压互感器一次的两端；所述供能变压器的二次线圈接所述隔离变压器，隔离变压器的二次输出端接所述整流滤波稳压电路；所述电子式电压互感器的二次电压信号输出端与二次电压信号变换电路输入端连接；电子式电压互感器的一次线圈的一端接母线另一端接地，电子式电流互感器的一次与母线串联。本发明的目的在于提供了一种不会产生过大的谐振电流，防铁磁谐振的电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置。
Description
[技术领域]
本发明涉及电网测控技术领域，具体是电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置。
[背景技术]
现用的电磁式组合互感器的电压互感器易与电网发生铁磁谐振，造成高压保险熔断，甚至引起电压互感器爆炸，危及电网安全。电子式电压互感器本身不产生铁磁谐振，但信号输出功率很小，需要外接低压电源为其二次信号变换电路及电能表等二次电子仪器仪表提供工作电源。虽有采用另接电磁式电压互感器供电，无需外接低压电源，但没有采取防电磁式电压互感器磁饱和的问题，没有解决供电的电磁式电压互感器易与电网发生铁磁谐振，造成高压保险熔断，甚至引起供电电压互感器爆炸，危及电网安全等问题。
[发明内容]
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种不会产生过大的谐振电流，达到防铁磁谐振的目的的电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置，包括电子式电压互感器、阻尼电阻、供能变压器、隔离变压器、整流滤波稳压电路、电子式电流互感器，所述供能变压器的一次线圈至少有一端串联阻尼电阻后并联在电子式电压互感器一次的两端；所述供能变压器的二次线圈接所述隔离变压器，隔离变压器的二次输出端接所述整流滤波稳压电路，整流滤波稳压电路的输出端接二次电压信号变换电路并为其提供工作电源；所述电子式电压互感器的二次电压信号输出端与二次电压信号变换电路输入端连接，电子式电压互感器输出的二次电压信号由二次电压信号变换电路变换后输出变换后的二次电压信号；电子式电压互感器的一次线圈的一端接母线另一端接地，电子式电流互感器的一次与母线串联，电子式电流互感器的二次电流信号输出端连接二次电流信号变换电路，电子式电流互感器输出的二次电流信号由二次电流信号变换电路变换后输出变换后的二次电流信号；所述整流滤波稳压电路还与二次电流信号变换电路连接并为其提供工作电源。
所述阻尼电阻采用线性电阻，所述供能变压器的一次线圈至少有一端串联线性电阻后并联在电子式电压互感器一次的两端。
所述阻尼电阻采用正温度系数热敏电阻，所述供能变压器的一次线圈至少有一端串联正温度系数热敏电阻后并联在电子式电压互感器一次的两端。
所述阻尼电阻采用正温度系数热敏电阻与线性电阻组成的串联电阻，所述供能变压器的一次线圈至少有一端串联所述串联电阻后并联在电子式电压互感器一次的两端。
所述阻尼电阻采用正温度系数热敏电阻与线性电阻组成的并联电阻，所述供能变压器的一次线圈至少有一端串联所述并联电阻后并联在电子式电压互感器一次的两端。
本发明的有益效果是：
1、在供能变压器一次线圈上串联阻尼电阻后，当发生突然合闸或电容放电时，由于阻尼电阻较大，充电电流大为减小，铁芯不易饱和，回路的品质因数值大大减小，不会产生过大的谐振电流，从而达到防铁磁谐振的目的，提高了整个装置的安全性和可靠性。
2、由于本发明将取电压信号与取电能放在同一位置，又分成两个不同的支路传送输出，所以不会因取能支路串联上较大电阻而影响电压信号的准确性，虽然会影响供能电源的内阻，但由于需提供的工作电源是直流，且所需功率一般不很大，可以通过稳压电路很容易解决，从而可以实现既防铁磁谐振，又无需外接工作电源影响可靠性，甚至可以做到与现有的电磁式互感器完全兼容。
3、本发明所述阻尼电阻，不同的组成还有各自不同的有益效果。采用线性电阻构成简单；采用正温度系数热敏电阻，当谐振电流增加时，温度升高，电阻增加，可以增强抑制谐振电流的能力；采用正温度系数热敏电阻与线性电阻串联或正温度系数热敏电阻与线性电阻并联可以改善阻尼电阻的温度特性。
[附图说明]
图1是供能变压器一次绕组上没有串联阻尼电阻的等效谐振回路的电路原理图；
图2是在供能变压器一次绕组上串联有阻尼电阻R的等效谐振回路的电路原理图；
图3是阻尼电阻采用线性电阻的电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置的原理图；
图4是阻尼电阻采用正温度系数热敏电阻的电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置的原理图；
图5是阻尼电阻采用正温度系数热敏电阻与线性电阻串联的电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置的原理图；
图6是阻尼电阻采用正温度系数热敏电阻与线性电阻并联的电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置的原理图。
[具体实施例]
本发明为一种电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置，包括电子式电压互感器1、阻尼电阻2、供能变压器3、隔离变压器4A、整流滤波稳压电路4B、电子式电流互感器6，所述供能变压器3的一次线圈至少有一端串联阻尼电阻2后并联在电子式电压互感器1一次的两端；所述供能变压器3的二次线圈接所述隔离变压器4A，隔离变压器4A的二次输出端接所述整流滤波稳压电路4B，整流滤波稳压电路4B的输出端接二次电压信号变换电路5并为其提供工作电源；所述电子式电压互感器1的二次电压信号输出端与二次电压信号变换电路5输入端连接，电子式电压互感器1输出的二次电压信号由二次电压信号变换电路5变换后输出变换后的二次电压信号；电子式电压互感器1的一次线圈的一端接母线另一端接地，电子式电流互感器6的一次与母线串联，电子式电流互感器6的二次电流信号输出端连接二次电流信号变换电路7，电子式电流互感器6输出的二次电流信号由二次电流信号变换电路7变换后输出变换后的二次电流信号；所述整流滤波稳压电路4B还与二次电流信号变换电路7连接并为其提供工作电源。
由于阻尼电路2的组成方式不同，本发明可以采用多种实施例，具体如下：
实施例1：参见图3，所述阻尼电阻2采用线性电阻，所述供能变压器3的一次线圈至少有一端串联线性电阻后并联在电子式电压互感器1一次的两端；所述供能变压器3的二次线圈接所述隔离变压器4A，隔离变压器4A的二次输出端接所述整流滤波稳压电路4B，整流滤波稳压电路4B的输出端接二次电压信号变换电路5并为其提供工作电源；所述电子式电压互感器1的二次电压信号输出端与二次电压信号变换电路5输入端连接，电子式电压互感器1输出的二次电压信号由二次电压信号变换电路5变换后输出变换后的二次电压信号；电子式电压互感器1的一次线圈的一端接母线另一端接地，电子式电流互感器6的一次与母线串联，电子式电流互感器6的二次电流信号输出端连接二次电流信号变换电路7，电子式电流互感器6输出的二次电流信号由二次电流信号变换电路7变换后输出变换后的二次电流信号；所述整流滤波稳压电路4B还与二次电流信号变换电路7连接并为其提供工作电源。
实施例2：参见图4，所述阻尼电阻2采用正温度系数热敏电阻所述供能变压器3的一次线圈至少有一端串联正温度系数热敏电阻后并联在电子式电压互感器1一次的两端；所述供能变压器3的二次线圈接所述隔离变压器4A，隔离变压器4A的二次输出端接所述整流滤波稳压电路4B，整流滤波稳压电路4B的输出端接二次电压信号变换电路5并为其提供工作电源；所述电子式电压互感器1的二次电压信号输出端与二次电压信号变换电路5输入端连接，电子式电压互感器1输出的二次电压信号由二次电压信号变换电路5变换后输出变换后的二次电压信号；电子式电压互感器1的一次线圈的一端接母线另一端接地，电子式电流互感器6的一次与母线串联，电子式电流互感器6的二次电流信号输出端连接二次电流信号变换电路7，电子式电流互感器6输出的二次电流信号由二次电流信号变换电路7变换后输出变换后的二次电流信号；所述整流滤波稳压电路4B还与二次电流信号变换电路7连接并为其提供工作电源。
实施例3：参见图5，所述阻尼电阻2采用正温度系数热敏电阻与线性电阻组成的串联电阻，所述供能变压器3的一次线圈至少有一端串联正温度系数热敏电阻与线性电阻组成的串联电阻后并联在电子式电压互感器1一次的两端；所述供能变压器3的二次线圈接所述隔离变压器4A，隔离变压器4A的二次输出端接所述整流滤波稳压电路4B，整流滤波稳压电路4B的输出端接二次电压信号变换电路5并为其提供工作电源，所述电子式电压互感器1的二次电压信号输出端与二次电压信号变换电路5输入端连接，电子式电压互感器1输出的二次电压信号由二次电压信号变换电路5变换后输出变换后的二次电压信号；电子式电压互感器1的一次线圈的一端接母线另一端接地，电子式电流互感器6的一次与母线串联，电子式电流互感器6的二次电流信号输出端连接二次电流信号变换电路7，电子式电流互感器6输出的二次电流信号由二次电流信号变换电路7变换后输出变换后的二次电流信号；所述整流滤波稳压电路4B还与二次电流信号变换电路7连接并为其提供工作电源。
实施例4：参见图6，所述阻尼电阻2采用正温度系数热敏电阻与线性电阻组成的并联电阻，所述供能变压器3的一次线圈至少有一端串联正温度系数热敏电阻与线性电阻组成的并联电阻后并联在电子式电压互感器1一次的两端；所述供能变压器3的二次线圈接所述隔离变压器4A，隔离变压器4A的二次输出端接所述整流滤波稳压电路4B，整流滤波稳压电路4B的输出端接二次电压信号变换电路5并为其提供工作电源；所述电子式电压互感器1的二次电压信号输出端与二次电压信号变换电路5输入端连接，电子式电压互感器1输出的二次电压信号由二次电压信号变换电路5变换后输出变换后的二次电压信号；电子式电压互感器1的一次线圈的一端接母线另一端接地，电子式电流互感器6的一次与母线串联，电子式电流互感器6的二次电流信号输出端连接二次电流信号变换电路7，电子式电流互感器6输出的二次电流信号由二次电流信号变换电路7变换后输出变换后的二次电流信号；所述整流滤波稳压电路4B还与二次电流信号变换电路7连接并为其提供工作电源。
本发明防铁磁谐振基本原理如下：
所述的供能变压器和电磁式电压互感器一样，都是带铁芯的电感元件，激发铁磁谐振的条件相同，如：三相不同期合闸、空载母线或送电线路的突然合闸、单相接地故障又突然消除等，他们有共同的特征，即：激发条件是偶然的，谐振发生在电网的暂态过程中，铁芯易饱和，存在电网对地电容，再加上电网内阻很小，供能变压器等效电阻也很小，发生谐振时可等效成如图1所示电路。其中r为电源内阻和供能变压器等效电阻的总和。当有发激时，如突然合闸或电容放电，对供能变压器充电，因电源内阻r很小，电流较大，铁芯发生易饱和，回路的品质因数Q值很高，容易产生超过上百倍额定励磁电流的谐振电流。如在供能变压器一次绕组上串联阻尼电阻R，如图2所示，再发生突然合闸或电容放电时，由于R较大，充电电流大为减小，铁芯不易饱和，回路的品质因数Q值大大减小，不会产生过大的谐振电流，从而达到防铁磁谐振的目的。由于本发明将取电压信号与取电能放在同一位置，又分成两个不同的支路传送输出，所以不会因取能支路串联上较大电阻R而影响电压信号的准确性，虽然会影响供能电源的内阻，但由于需提供的工作电源是直流，且所需功率一般不很大，可以通过稳压电路很容易解决，从而可以实现既防铁磁谐振，又无需外接工作电源影响可靠性，甚至可以做到与现有的电磁式互感器完全兼容。
Claims (5)
1.一种电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置，包括电子式电压互感器(1)、阻尼电阻(2)、供能变压器(3)、隔离变压器(4A)、整流滤波稳压电路(4B)、电子式电流互感器(6)，所述供能变压器(3)的一次线圈至少有一端串联阻尼电阻(2)后并联在电子式电压互感器(1)一次的两端；所述供能变压器(3)的二次线圈接所述隔离变压器(4A)，隔离变压器(4A)的二次输出端接所述整流滤波稳压电路(4B)，整流滤波稳压电路(4B)的输出端接二次电压信号变换电路(5)并为其提供工作电源；所述电子式电压互感器(1)的二次电压信号输出端与二次电压信号变换电路(5)输入端连接，电子式电压互感器(1)输出的二次电压信号由二次电压信号变换电路(5)变换后输出变换后的二次电压信号；电子式电压互感器(1)的一次线圈的一端接母线另一端接地，电子式电流互感器(6)的一次与母线串联，电子式电流互感器(6)的二次电流信号输出端连接二次电流信号变换电路(7)，电子式电流互感器(6)输出的二次电流信号由二次电流信号变换电路(7)变换后输出变换后的二次电流信号；所述整流滤波稳压电路(4B)还与二次电流信号变换电路(7)连接并为其提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的一种电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置，其特征在于所述阻尼电阻(2)采用线性电阻，所述供能变压器(3)的一次线圈至少有一端串联线性电阻后并联在电子式电压互感器(1)一次的两端。
3.根据权利要求1所述的一种电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置，其特征在于所述阻尼电阻(2)采用正温度系数热敏电阻，所述供能变压器(3)的一次线圈至少有一端串联正温度系数热敏电阻后并联在电子式电压互感器(1)一次的两端。
4.根据权利要求1所述的一种电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置，其特征在于所述阻尼电阻(2)采用正温度系数热敏电阻与线性电阻组成的串联电阻，所述供能变压器(3)的一次线圈至少有一端串联所述串联电阻后并联在电子式电压互感器(1)一次的两端。
5.根据权利要求1所述的一种电子式组合互感器防铁磁谐振自供电装置，其特征在于所述阻尼电阻(2)采用正温度系数热敏电阻与线性电阻组成的并联电阻，所述供能变压器(3)的一次线圈至少有一端串联所述并联电阻后并联在电子式电压互感器(1)一次的两端。
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