CN105243941A - 一种抑制电压互感器铁磁谐振的仿真模型 - Google Patents

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Abstract

一种抑制电压互感器铁磁谐振的仿真模型，包括三相电源和分别连接在三相电源的三条母线A、B、C上的三相电压互感器PT，还包括电压表和示波器，所述三相电源的中性点分别连接消弧线圈和电压表后接地，所述示波器连接到电压表，所述三相电压互感器PT的一次绕组接成星形且中性点直接接地。由于采用了上述技术方案，本发明能够验证三相电源的中性点接入消弧线圈后单相接地故障恢复后不发生铁磁谐振，流过三相电压互感器PT的冲击电流很小，并且迅速恢复到正常值，起到很好的消除谐振的效果；本发明能够对于真实的电力系统判断谐振的发生和消除谐振提供理论依据。

Description

一种抑制电压互感器铁磁谐振的仿真模型
技术领域
本发明涉及一种电力系统模型，特别是一种抑制电压互感器铁磁谐振的仿真模型。
背景技术
在电力系统中，为了监测发电厂、变电站母线对地电压，通常在发电机或变电站母线上接有电压互感器，并且其一次绕组接成星形，中性点直接接地。这样，电网受到某些扰动的激发时，电压互感器的激磁阻抗与系统的对地电容形成非线性谐振回路，由于回路参数及外界激发条件的不同，可能造成分频、基频或高频铁磁谐振过电压。经统计，电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压是中性点不接地系统中最常见、造成事故最多的一种内部过电压。谐振一方面将会导致系统过电压，危及弱绝缘设备，造成闪络跳闸事故，甚至还会导致避雷器爆炸等；另一方面谐振在PT中产生倍数很高的过电流，将会导致PT高压侧熔断器熔丝熔断、PT过流烧损或爆炸事故。PT谐振问题已严重威胁了电网的安全稳定运行,也是电力系统中某些重大事故的诱发原因之一。
全国各地中性点不接地系统中PT谐振问题时有报道，如重庆石坪变电站曾频繁发生PT谐振过电压，烧断PT高压熔断器几十次，万州站也发生过PT谐振事故，重庆电网各供电局10kV、35kV系统也多次发生PT谐振过电压导致PT烧坏事故，各网省电力系统中PT谐振事故也时有报道。PT谐振问题严重地威胁了电网的安全稳定运行，影响了供电的可靠性，是电力系统稳定运行的安全隐患，引起了电力部门和研究人员的极大重视。
为解决上述问题，消除配电网运行中的安全隐患，提高系统的可靠性，特对PT谐振发生的原因和消除谐振进行模拟研究。
发明内容
本发明的目的就是要解决现有技术问题的不足，提供一种抑制电压互感器铁磁谐振的仿真模型。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的：一种抑制电压互感器铁磁谐振的仿真模型，包括三相电源和分别连接在三相电源的三条母线A、B、C上的三相电压互感器PT，还包括电压表和示波器，所述三相电源的中性点分别连接消弧线圈和电压表后接地，所述示波器连接到电压表，所述三相电压互感器PT的一次绕组接成星形且中性点直接接地。
进一步的，所述的母线A上连接有断路器QF。
更进一步的，所述的三条母线A、B、C上分别连接有线圈和电容器然后接地，以改变电容值的方式改变输电线路的长度，即改变输电线路对地电容值。
优选地，所述的三相电源为10kV交流电源。
优选地，所述三相电压互感器PT的型号为JDZX16-10RG。
优选地，所述三相电压互感器PT的额定容量20VA，额定频率50Hz，额定电流2.8mA，额定相电压5.77kV。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
本发明能够验证任何引起母线电压波动的激励条件都可能激发铁磁谐振，产生谐振过电压过电流，能找出输电线路对地电容(即输电线路长度)、单相接地故障发生和故障恢复的时刻是激发铁磁谐振的主要原因，并且能够验证三相电源的中性点接入消弧线圈后单相接地故障恢复后不发生铁磁谐振，流过三相电压互感器PT的冲击电流很小，并且迅速恢复到正常值，起到很好的消除谐振的效果；本发明能够对于真实的电力系统判断谐振的发生和消除谐振提供理论依据。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种抑制电压互感器铁磁谐振的仿真模型，包括10kV的三相电源1和分别连接在三相电源的三条母线A、B、C上的型号为JDZX16-10RG的三相电压互感器PT，所述三相电压互感器PT的额定容量20VA，额定频率50Hz，额定电流2.8mA，额定相电压5.77kV，还包括电压表2和示波器3，所述三相电源1的中性点分别连接消弧线圈6和电压表2后接地，所述示波器3连接到电压表2，所述三相电压互感器PT的一次绕组接成星形且中性点直接接地。三相电源1的中性点经消弧线圈6接地能够帮助电弧的熄灭，防止单相弧光接地过电压、过电流。同时三相电源1的中性点接消弧线圈相当于在三相电压互感器PT每一相励磁电感上并联一个电感，由于消弧线圈的电感值比三相电压互感器PT励磁电感小得多，相当于将三相电压互感器PT等效零序电感短路，打破了参数匹配关系，使谐振不易产生。
进一步的，所述的母线A上连接有断路器QF，断路器QF合上代表A相发生单相接地故障，断路器Q断开表示接地故障消失，示波器测得的三相电源1的中性点电压即为系统的零序电压。
更进一步的，在单相接地故障作为激发谐振的条件，所述的三条母线A、B、C上分别连接有线圈4和电容器5然后接地，图1中LA、LB、LC为三相线路参数，以改变电容值的方式改变输电线路的长度，即改变输电线路对地电容值，单相接地故障激发下电压互感器会进入饱和，电感值迅速减小，同时不断改变电容值，在此过程中，当电感值减小到与输电线路对地电容值满足谐振条件时，系统产生铁磁谐振过电压和过电流。
综述，本发明够验证任何引起母线电压波动的激励条件都可能激发铁磁谐振，产生谐振过电压过电流，能找出输电线路对地电容(即输电线路长度)、单相接地故障发生和故障恢复的时刻是激发铁磁谐振的主要原因，同时三相电源1的中性点接入消弧线圈6后单相接地故障恢复后不发生铁磁谐振，流过三相电压互感器PT的冲击电流很小，并且迅速恢复到正常值，起到很好的消除谐振的效果。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种抑制电压互感器铁磁谐振的仿真模型，包括三相电源和分别连接在三相电源的三条母线A、B、C上的三相电压互感器PT，其特征在于：还包括电压表和示波器，所述三相电源的中性点分别连接消弧线圈和电压表后接地，所述示波器连接到电压表，所述三相电压互感器PT的一次绕组接成星形且中性点直接接地。
2.如权利要求1所述的一种抑制电压互感器铁磁谐振的仿真模型，其特征在于：所述的母线A上连接有断路器QF。
3.如权利要求1所述的一种抑制电压互感器铁磁谐振的仿真模型，其特征在于：所述的三条母线A、B、C上分别连接有线圈和电容器然后接地。
4.如权利要求1所述的一种抑制电压互感器铁磁谐振的仿真模型，其特征在于：所述的三相电源为10kV交流电源。
5.如权利要求1所述的一种抑制电压互感器铁磁谐振的仿真模型，其特征在于：所述三相电压互感器PT的型号为JDZX16-10RG。
6.如权利要求1所述的一种抑制电压互感器铁磁谐振的仿真模型，其特征在于：所述三相电压互感器PT的额定容量20VA，额定频率50Hz，额定电流2.8mA，额定相电压5.77kV。
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