CN103414155A - 一种中性点安装电子式快速消谐装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消除电力系统非线性谐振的保护装置。包括开关装置DK、电子控制装置KZQ以及信号采集装置CG。开关装置DK用于将零序电流隔断，从而抑制谐振的发展；电子控制装置KZQ用于对系统的运行状态进行采集和判断，当系统发生谐振时，立即向开关装置发出动作指令，令开关装置短时断开，将谐振故障消除，同时对故障信息进行记录，并将动作状态发送到管理机上；信号采集装置CG将采集到的零序电流信号，送至电子控制装置中，以供电子控制装置对运行状态的判断。本发明适用范围广，不论是什么原因产生的谐振，都会立即被消除，迅速可靠，对系统无任何不良影响，并且可以有效保护电压互感器，具有结构简单、运行方便、可靠性高、成本低廉的优点。
Description
技术领域
本发明涉及消除电力系统非线性谐振的保护装置，具体的说是一种安装在电压互感器一次中性点，采用电子控制，开关式消谐装置，它可以快速消除电力系统各种非线性谐振故障，同时还可以保护电压互感器。
背景技术
我国的中压电力系统大多采用中性点非有效接地方式，该系统具有较高的供电可靠性，但过电压相对比较严重，特别是因电压互感器饱和产生的非线性谐振，更是常见，其不仅幅值较高，而且能量很大，并且能够遍及整个电网，破坏性很大，过电压一旦发生，往往造成电气设备的损坏和大面积的停电事故。多年电力生产运行的记载和事故分析表明，中低压电网中过电压事故大多数都是由谐振现象所引起的。
非线性谐振主要是由于受到外部激励，使电磁式电压互感器饱和，导致零序回路振荡，产生很高的谐振过电压，同时零序回路也产生较大的零序电流，该电流经过电压互感器中性点与电网形成回路，因电压互感器的容量很小，较大的零序电流会使电压互感器烧毁，由于谐振过电压作用时间较长，所引起谐振现象的原因又很多，因此在选择保护措施方面造成很大的困难。
目前消除谐振最常用的方法主要有以下两种：一是短时短接电压互感器二次开口绕组，通过消耗谐振能量，使谐振强度逐渐衰减从而消失，该方法虽然简单，但可靠性较差，如果系统发生的谐振是低频谐振，消谐难度较大，同时不能保护电压互感器，在消谐的同时，电压互感器烧毁现象时有发生，特别是该类消谐装置全部是采用零序电压作为判据，很难区分谐振和接地的区别，误判经常出现，给现场运行带来许多麻烦；二是在电压互感器的一次中性点对地之间串联一电阻（线性或非线性电阻），目的是增加零序回来的电抗，对零序电流进行阻尼，该方法虽然能够保护电压互感器，但对电压互感器的测量精度有影响，另外在系统发生单相接地故障时，消谐器由于自身容量有限，常常会发生自身烧毁故障，特别是当系统产生的谐振电流较大时，消谐器上会产生很高的电压，对电压互感器中性点的绝缘形成威胁。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电子式的快速消谐装置，一种安装在电压互感器中性点对地之间，可以快速消除各种谐振故障，同时还可以保护电压互感器，结构简单，成本低廉，运行可靠性高的消谐装置。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种电子式快速消谐装置，包括有开关装置DK、电子控制装置KZQ以及信号采集装置CG。其特征在于：
所述的开关装置DK可以采用机械开关装置，也可以采用由电力电子构成的电子式开关装置，但该开关装置必须要能够耐受所应用系统单相电压强度。所述开关装置的应用为串联在电压互感器对地之间，开关装置的上端与电压互感器的一次中性点连接，下端与地连接。正常运行时，开关装置处于合闸导通状态，保证电压互感器计量的准确，当系统有谐振发生时，立即断开，将零序电流隔断，从而抑制谐振的发展，当谐振消失后，开关装置再闭合，保证系统的正常运行。
所述的中性点安装电子式快速消谐装置，其特征在于：所述的电子控制装置可以由数字逻辑电路或单片机来实现，对系统的运行状态进行采集和判断，当系统发生谐振时，立即向开关装置发出动作指令，令开关装置短时断开，将谐振故障消除，同时对故障信息进行记录，并将动作状态通讯通讯到管理机上。
所述的中性点安装电子式快速消谐装置，其特征在于：所述的信号采集装置由电流互感器或采样电阻等组成，串联在电压互感器一次中性点接地回路中，当系统发生谐振时，电压互感器中性点将流过较大的零序电流，信号采集装置将采集到的零序电流信号，送至电子控制装置中，以供电子控制装置对运行状态的判断。
为保护开关装置和互感器中性点，防止开关装置开断后电压互感器中性点产生较高的电压危害电压互感器和开关装置的绝缘安全，可以在开关装置的两端并联一电阻（线性或非线性）或电容。
本发明的有益效果：
本发明的信号采集装置直接对零序电流进行采集，原理科学、方法简单可靠，当系统发生谐振故障，由开关装置直接将零序电流隔断，不论是什么原因产生的谐振，都会立即被消除，迅速可靠，对系统无任何不良影响，并且可以有效保护电压互感器，具有结构简单、运行方便、可靠性高、成本低廉的优点。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图2 为本发明开关装置的保护电路结构示意图
图中：1为电子控制装置KZQ；2为开关装置DK；3为信号采集装置CG；4为电压互感器PT；5为电源；6为通讯；7为动作信号回路；8为装置状态信号返回。
具体实施方式
参见图1、图2，一种中性点安装电子式快速消谐装置，包括有开关装置DK、电子控制装置KZQ以及信号采集装置CG。
所述的开关装置DK串联安装在电压互感器PT一次中性点与信号采集装置CG之间，上端连接至电压互感器PT一次中性点，下端串联至信号采集装置CG的上端子上，其可以采用机械开关，也可以采用电子开关，要求开关装置DK具有耐受所应用系统额定单相电压强度能力。在系统正常运行时，开关装置DK处于闭合导通状态，保证电压互感器PT的准确计量，当系统发生谐振故障时，立即短时开断，将系统谐振产生的零序电流阻断，使谐振快速消除，这时开关装置DK再次闭合，系统恢复正常运行。
信号采集装置CG串联安装在开关装置DK对地之间，其上端与开关装置DK的下端连接，下端直接接地，其作用是对系统的零序电流进行检测和采集，当系统发生谐振时，会在电压互感器一次中性点对地回路中产生零序电流，信号采集装置CG立即将采集到的零序电流输送到电子控制装置KZQ中，以供电子控制装置KZQ对系统运行状态进行判断。信号采集装置CG可以采用电流互感器，也可以采用电阻式分流器，如采用电子式分流器作为信号采集装置，需选用阻值较小，以不影响电压互感器PT测量精度为宜。
电子控制装置KZQ是整个装置的智能单元，一方面对信号采集装置CG传送来的信号进行分析处理和判断，另外还要对开关装置进行控制，同时将零序电流、系统运行状态以及开关装置DK的动作情况等信息进行记录，并通讯至上位管理机中。电子控制装置KZQ可以由数字逻辑短路或单片机来实现。
Claims (10)
1.一种中性点安装电子式快速消谐装置。
2.包括有开关装置、电子控制装置和信号采集装置，其特征在于：消谐器安装在电压互感器对地之间，信号采集装置将采集到的零序电流信号传送至电子控制装置，由电子控制装置对系统的运行状态进行判断，当系统谐振时，电子控制装置向开关装置发出短时开断指令，令谐振故障快速消除。
3.根据权利要求1所述的中性点安装电子式消谐装置。
4.其特征在于：所述开关装置为机械开关。
5.根据权利要求1所述的中性点安装电子式消谐装置。
6.其特征在于：所述开关装置为电子开关。
7.根据权利要求1所述的中性点安装电子式消谐装置。
8.其特征在于：所述的信号采集装置为电流互感器。
9.根据权利要求1所述的中性点安装电子式消谐装置。
10.其特征在于：所述的信号采集装置为电阻式分流器。
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