CN103824684A - 一次限流限压综合消谐器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一次限流限压综合消谐器，用于消除6~35kv中性点不接地交流电力系统中因电磁式压互感器引起的铁磁谐振，包括底座、下端电极、上端电极和绝缘外套，所述绝缘外套内腔设置非线性限流限压元件，所述非线性限流限压元件由非线性限流元件PTC和非线性限压元件VDR并联构成，所述非线性限流限压元件与绝缘外套之间设置石英砂作为填充散热层，所述底座内设电流传感器。本发明可有效抑制各种频率的谐振过电压和电压互感器过电流，避免了电压互感器和高压熔断器的烧毁，散热速度快，热容量大，满足长线路和大容量负载的保护要求。采用全密封结构，性能稳定，便于监测，适用范围更广。

Description

一次限流限压综合消谐器

 

技术领域

本发明涉及一次限流限压综合消谐器，用于消除6～35kV中性点不接地电网中因电磁式电压互感器引起的铁磁谐振，并可保护其免于因过压或过流引起的损坏。

 

背景技术

在6～35KV中性点不接地电力系统的运行中，由于各种原因，会产生谐振过电压，如参数谐振过电压、铁磁谐振过电压、线性谐振过电压等各种谐振过电压，这些谐振过电压的幅值可达到两倍额定电压以上，使电网电气设备的绝缘老化或损伤击穿，甚至爆炸；互感器电磁饱和后会产生巨大的过电流， 其值会超过额定励磁电流的数十倍，时间一长，电压互感器将被烧毁，严重时会发生爆炸事故，并会将其高压熔断器烧毁。                      

传统限制谐振过电压的方法主要有在电压互感器的二次开口三角绕组端串联一较大容量的耗能元件，以及采用消弧线圈的方法等，采用第一种方法较简单，但消谐效果较差，烧毁电压互感器和高压熔断器的事故仍时有发生。采用第二种方法主要是解决单相间歇性接地的电弧过电压问题，对谐振的抑制虽然有一定的作用， 但不够理想，并且很复杂，成本很高。针对上述情况，人们设计出在电压互感器的一次中心点对地串联一非线性电阻的产品，但所采用的非线性电阻主要是碳化硅或氧化锌材料的电阻，如中国专利CN85200956U公开了一种高压电压互感器消谐器；或者是碳化硅压敏电阻和氧化锌线性电阻相互串联在一起的非线性电阻。如中国专利CN 201845648 U公开了一种消谐器，由限流电阻和限流二极管构成 。上述消谐器虽然可在一定程度上解决了谐振过电压的问题。但都存在着非线性系数小，限压和限流均不够理想的缺点，且散热效果差，高压熔断器烧毁的现象仍时有发生。现在国内还生产一种全部由高电位梯度的氧化锌非线性电阻组成的消谐器，这种结构的消谐器非线性系数仍然相对更小，并且由于电位梯度高，能容量较小，如时间稍长就会发生自身损坏，甚至爆炸，存在着自身安全问题，使用寿命短，且其不能实时监测通流量。

 

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种综合消谐器，不仅实现限流限压保护功能，并且内置有传感器便于实时监测通流量。本消谐器结构简单、安全可靠、使用寿命长。

本发明为实现其目的所采取的技术方案：、一次限流限压综合消谐器， 包括将军帽、底座、下端电极、上端电极和绝缘外套，所述绝缘外套内腔设置非线性限流限压元件，所述非线性限流限压元件由非线性限流元件（英文缩写PTC）和非线性限压元件（英文缩写VDR）并联构成，所述非线性限流限压元件与绝缘外套之间设置石英砂作为填充散热层，所述底座内设电流传感器；所述非线性限流元件（PTC）的转折限制电流范围为100mA-200mA；所述非线性限压元件（VDR）的直流1mA参考电压为6-35KV；所述底座内装有电流传感器，所述电流传感器与所述非线性限流限压元件连接。

所述绝缘外套采用环氧管和橡胶伞裙制成，在绝缘外套底部和底座之间设密封垫，。

所述上端电极为铜电极，其上方连接安装有将军帽。

所述非线性限流限压元件上部依次设有密封盖和上端电极。上端电极上部绝缘外套上口套设有上密封盖，上密封盖外侧设有与将军帽连接的接线电极。本发明由于采用大容量限流限压元件，通过其自身的物理特性，在谐振发生时通过强大的阻尼可以很好的抑制过电流和谐振过电压，从而实现保护电压互感器和高压熔断器。

本发明与现有的各种消谐装置相比有以下优点：

（1）本发明采用大容量非线性限流元件PTC和大容量非线性限压元件VDR组成，在正常运行条件下，一次消谐器呈现零阻，不改变电压互感器的运行工况，对互感器的测量精度不会产生影响。发生PT铁磁谐振时，一次消谐器因快速呈现高阻而实现快速消谐；并对各种频率的谐振过电压产生抑制作用。

（2）能有效地消除6～35kv中性点不接地交流系统中由于电压互感器的非线性励磁特性所引起的所有铁磁谐振，并在一种输电线路长度下均能有效地限制在输电线路上发生断续电弧接地时流过电压互感器的过电流，保护电压互感器不受损坏。

（3）散热条件好，热容量大，在输电线路长度大于100km时也不会发生自身爆炸损坏事故。

（4）能够实现连续多频率的快速消谐，谐振过电压幅值越大，消谐时间越短；

（5）结构简单、体积小巧，安装方便，运行可靠.

附图说明

以下结合附图，对本发明进一步地描述。

图1为本发明结构示意图；

    图2为本发明电路结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明包括绝缘外套5、上端电极2b和下端电极2a,绝缘外套5固定安装在密封垫底座6上，在绝缘外套5内腔安装非线性限流限压元件3。非线性限流限压元件3为大容量非线性限流限压元件，采用非线性限流元件PTC31和非线性限压元件VDR32并联构成。在非线性限流限压元件3与绝缘外套5之间的间隙处填满填实石英砂4作为散热层。非线性限流限压元件3和石英砂4上部加装一上端电极2b，再用将军帽1与上端电极2b连接固定好，上端电极2b采用铜电极。电流传感器7安置于底座6内。绝缘外套5采用环氧管制成，在环氧管外围间隔布设若干层橡胶伞裙51，以增强绝缘效果。在绝缘外套5底部和底座6之间设密封垫。

图2为本发明电路结构示意图，非线性限流元件PTC31和非线性限压元件VDR32并联，下端连接有电流传感器7。非线性限流元件PTC31选型的主要参数：转折限制电流在100mA-200mA范围内。非线性限压元件VDR32参数根据直流1mA参考电压选型，6-35KV电压等级的一次综合消谐器对应VDR参数直流1mA参考电压6-35KV。

本发明用在6～35KV中性点不接地电力系统中因电磁式压互感器引起的铁磁谐振，适用于各种型号的6～35kV电磁式电压互感器，使用时本装置安装于电压互感器PT的高压绕组中性点。

本发明通过将军帽及底座串联安装在PT中性点与地之间，正常运行状态下电阻近乎为0Ω左右，而PT一次绕组的空载阻抗至少数兆欧以上，因此根本不会对PT的各项性能产生影响，同时也不会明显改变系统的各项参数。当PT发生谐振时铁芯饱和，一次绕组激磁电流增加，一次综合消谐器电阻快速增长，能够较好的发挥出阻尼作用。而且谐振能量越大，一次综合消谐器的消谐时间越短，对设备的绝缘更为有利。

在散热方面，采用石英砂辅助散热的技术，因石英砂的导热系数和热容量均比空气要大得多，石英砂不仅能自己吸收很大一部分热量，而且还可以以较快的速度将多余的热量散发到外界，橡胶伞裙51的主设计使散热效果更好，从而满足较大能量和持续时间较长的谐振过电压保护的要求。在结构方面，采用全密封形式。

Claims (3)

1.一次限流限压综合消谐器， 包括将军帽（1）、底座（6）、下端电极（2a）、上端电极（2b）和绝缘外套（5），其特征在于：所述绝缘外套（5）内腔设置非线性限流限压元件（3），所述非线性限流限压元件由非线性限流元件（31）和非线性限压元件（32）并联构成，所述非线性限流限压元件（3）与绝缘外套（5）之间设置石英砂（4）作为填充散热层，所述底座（6）内设电流传感器（7）；所述非线性限流元件（31)的转折限制电流范围为100mA-200mA；所述非线性限压元件（32）的直流1mA参考电压为6-35KV；所述底座（7）内装有电流传感器，所述电流传感器与所述非线性限流限压元件连接。

2.根据权利要求1所述的一次限流限压综合消谐器，其特征在于：所述绝缘外套（5）采用环氧管制成，在所述环氧管外围间隔布设若干层用于散热的橡胶伞裙，在绝缘外套（5）底部和底座（6）之间设密封垫。

3.根据权利要求1所述的一次限流限压综合消谐器，其特征在于：所述上端电极（2b）为铜电极，其上方连接安装有将军帽（1）。

Images