CN105552867A - 一种高压电网gis中铁磁谐振的抑制装置和方法 - Google Patents

一种高压电网gis中铁磁谐振的抑制装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105552867A
CN105552867A CN201510969587.1A CN201510969587A CN105552867A CN 105552867 A CN105552867 A CN 105552867A CN 201510969587 A CN201510969587 A CN 201510969587A CN 105552867 A CN105552867 A CN 105552867A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
secondary side
relay
ferro resonance
damping resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510969587.1A
Other languages
English (en)
Inventor
杨育京
丁晓霞
郭琳
李云星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China XD Electric Co Ltd
Original Assignee
China XD Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China XD Electric Co Ltd filed Critical China XD Electric Co Ltd
Priority to CN201510969587.1A priority Critical patent/CN105552867A/zh
Publication of CN105552867A publication Critical patent/CN105552867A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/005—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection avoiding undesired transient conditions
    • H02H9/007—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection avoiding undesired transient conditions avoiding or damping oscillations, e.g. fenoresonance or travelling waves

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明提供一种高压电网GIS中铁磁谐振的抑制装置和方法；装置包括依次连接在电压互感器二次侧的控制器，继电器和阻尼电阻；控制器用于对电压互感器二次侧输出的电压幅值和频率信号进行采样和分析得到谐波含量并判断是否发生铁磁谐振；输出端连接继电器的控制端；继电器用于控制阻尼电阻在电压互感器二次侧的接入和断开。方法包括如下步骤，步骤1，实时采集电压互感器二次侧输出电压的电压幅值和频率信号；步骤2，根据电压幅值和频率信号分析得到二次侧输出电压波中的谐波含量；步骤3，根据得到的谐波含量判断是否发生铁磁谐振；若发生，则控制投入阻尼电阻，消耗谐振能量后切除阻尼电阻，并重复步骤1-3；若未发生，则返回步骤1。

Description

一种高压电网GIS中铁磁谐振的抑制装置和方法
技术领域
本发明涉及高压电网铁磁谐振抑制领域，具体为一种高压电网GIS中铁磁谐振的抑制装置和方法。
背景技术
电力系统中含有一系列的电感和电容元件(包括输电线路)，组成了极为复杂的振荡回路。在高压电网中GIS为SF6封闭式组合电器，PT为电磁式电压互感器。经仿真分析及电网运行经验可知，在系统发生故障和断路器操作时，电网内的某些回路将被割裂开来，非线性铁磁元件会工作在极度饱和区段，形成以线性电容和非线性电感所组成的振荡回路，在一定条件下可能产生铁磁谐振。铁磁谐振过电压是一种常见的内部过电压，谐振产生的过电压和过电流，严重影响系统安全运行，经常引起运行中电压互感器烧毁，因此，铁磁谐振一直是人们普遍关注的问题，能够有效的抑制铁磁谐振，对防止设备损坏和保障电网安全运行有重要的意义。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种不用更改电网结构以及正常操作方式，不改变PT参数及类型的情况下，中性点直接接地的高压电网GIS中铁磁谐振的抑制装置和方法。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种高压电网GIS中铁磁谐振的抑制装置，包括依次连接在电压互感器二次侧的控制器，继电器和阻尼电阻；控制器用于对电压互感器二次侧输出的电压幅值和频率信号进行采样和分析得到谐波含量并判断是否发生铁磁谐振；输出端连接继电器的控制端；继电器用于控制阻尼电阻在电压互感器二次侧的接入和断开。
优选的，控制器包括用于采集二次侧电压幅值和频率信号的采样电路，用于计算谐波含量并输出判断结果的DSP，以及用于控制继电器工作的三极管。
本发明一种高压电网GIS中铁磁谐振的抑制方法，包括如下步骤，
步骤1，实时采集电压互感器二次侧输出电压的电压幅值和频率信号；
步骤2，根据电压幅值和频率信号分析得到二次侧输出电压波中的谐波含量；
步骤3，根据得到的谐波含量判断是否发生铁磁谐振；若发生，则控制投入阻尼电阻，消耗谐振能量后切除阻尼电阻，并重复步骤1-3；若未发生，则返回步骤1。
进一步，步骤1中，采用采样电路采集电压互感器二次侧输出电压的电压幅值和频率信号。
进一步，步骤2中，采用DSP进行分析计算，根据FFT算法分析得到二次侧输出电压波中的谐波含量。
再进一步，利用FFT算法分析时，具体通过如下公式得到谐波畸变率，从而得到谐波含量；
T H D = Σ n = 2 H ( U n U 1 ) 2 ;
其中，THD表示谐波畸变率；U1表示基波分量的有效值，Un表示谐波分量的有效值；H表示用于选取谐波分量的特定阶数。
进一步，步骤3中，通过三极管控制继电器实现对阻尼电阻的投切；当发生铁磁谐振时，发出高电平信号至三极管基极，三极管导通，给继电器吸合的信号，投入阻尼电阻1s后，发出低电平信号至三极管基极，三极管截止，给继电器断开的信号，切除阻尼电阻。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过控制器对PT二次侧输出电压波形进行采样和分析谐波畸变率，输出判断后的控制信号，从而能够自动控制继电器的吸合或断开；继电器是在接收到控制器发出的信号后，投入或切除阻尼电阻；采用继电器实现控制，其成本低，可靠性高；能够在系统发生故障和断路器操作时，有效抑制铁磁谐振，且电路结构简单，自动化程度高，易于安装和实现，在不改变现有的线路结构及PT参数的情况下，就能够有效的抑制铁磁谐振，对防止设备损坏和保障电网安全运行有重要的意义。
进一步的，采用DSP可以快速准确的检测运算出谐波含量，使控制器可以在很短时间内快速响应。三极管可以通过DSP的小电流推拉能力控制强电侧的继电器，可以起到很好的弱电控制强电和强弱隔离的效果。
进一步的，通过对频率信号的采集得到谐波含量，能够迅速判断出是否发生铁磁谐振。
附图说明
图1为本发明实例中所述的抑制装置的结构连接框图。
图2为本发明实例中所述的抑制装置中控制器的组成框图。
图3为本发明实例中所述的抑制方法流程图。
图中，控制器1，继电器2。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种高压电网GIS中铁磁谐振的抑制装置，如图1所示，包括依次连接在电压互感器二次侧的控制器1，继电器2和阻尼电阻；控制器1用于对电压互感器二次侧输出的电压幅值和频率信号进行采样和分析得到谐波含量并判断是否发生铁磁谐振；输出端连接继电器2的控制端；继电器2用于控制阻尼电阻在电压互感器二次侧的接入和断开。如图2所示，控制器1包括用于采集二次侧电压幅值和频率信号的采样电路，用于计算谐波含量并输出判断结果的DSP，以及用于控制继电器工作的三极管。
本发明一种高压电网GIS中铁磁谐振的抑制方法，如图3所示，包括如下步骤，
步骤1，实时采集电压互感器二次侧输出电压的电压幅值和频率信号；
步骤2，根据电压幅值和频率信号分析得到二次侧输出电压波中的谐波含量；
步骤3，根据得到的谐波含量判断是否发生铁磁谐振；若发生，则控制投入阻尼电阻，消耗谐振能量后切除阻尼电阻，并重复步骤1-3；若未发生，则返回步骤1。
其中，步骤1中，采用采样电路采集电压互感器二次侧输出电压的电压幅值和频率信号。步骤2中，采用DSP进行分析计算，根据FFT算法分析得到二次侧输出电压波中的谐波含量。利用FFT算法分析时，具体通过如下公式得到谐波畸变率，从而得到谐波含量；
T H D = Σ n = 2 H ( U n U 1 ) 2 ;
其中，THD表示谐波畸变率；U1表示基波分量的有效值，Un表示谐波分量的有效值；H表示用于选取谐波分量的特定阶数。
步骤3中，通过三极管控制继电器实现对阻尼电阻的投切；当发生铁磁谐振时，发出高电平信号至三极管基极，三极管导通，给继电器吸合的信号，投入阻尼电阻1s后，发出低电平信号至三极管基极，三极管截止，给继电器断开的信号，切除阻尼电阻。
本发明如图1及图2所示，控制器1与PT二次绕组相连，对PT二次侧输出电压波形进行采样和分析谐波畸变率，具体为通过采样电路采集PT二次侧电压幅值和频率信号，信号输入DSP后，通过FFT算法分析出谐波含量，从计算结果判断是否发生铁磁谐振，若发生铁磁谐振，发出高电平信号至三极管基极，三极管导通，给继电器吸合的信号，投入阻尼电阻1S后，发出低电平信号至三极管基极，三极管截止，给继电器断开的信号，切除阻尼电阻，若未发生铁磁谐振，返回到采样阶段；继电器2，接收DSP判断后的信号，若判断已发生铁磁谐振，则继电器闭合，将阻尼电阻投入电路1S，消耗谐振能量，消除铁磁谐振，之后继电器接收到控制器发出的断开信号，继电器断开，切除阻尼电阻，不影响电路的正常运行。
在进行谐波含量的分析计算时，采用如下的谐波畸变率(THD)公式，
T H D = Σ n = 2 H ( G n G 1 ) 2
其中G表示谐波分量的有效值，它将按要求在表示电流时被I代替，或表示电压时被U代替。
本发明以电压信号为例，如基波电压的有效值为U1，二次谐波电压有效值为U2，……，一般的，可以记n次谐波的有效值为Un。其中U1,U2,……Un对应不同频率下的电压幅值，是通过FFT变换得来的。
当回路中出现扰动，如雷击、接地或者回路参数突然发生变化，如在中性点接地变电站中由于发生断路器或刀闸操作等激发条件时容易发生铁磁谐振。且在高压电网GIS中PT发生铁磁谐振的频率一般为1/3，1/5，1/7倍工频，且发生铁磁谐振时一般不会产生过电压，而是在互感器上产生很大的励磁电流，从而产生危害。
高压电网GIS中发生铁磁谐振时，频率会明显得发生变化，一般为1/3，1/5，1/7倍工频，过电压变化不是很明显，过电流会很明显，但是无法判断多少倍励磁电流界定为发生铁磁谐振，故采集频率信号，且能够迅速判断出是否发生铁磁谐振。

Claims (7)

1.一种高压电网GIS中铁磁谐振的抑制装置，其特征在于，包括依次连接在电压互感器二次侧的控制器(1)，继电器(2)和阻尼电阻；
所述的控制器(1)用于对电压互感器二次侧输出的电压幅值和频率信号进行采样和分析得到谐波含量并判断是否发生铁磁谐振；输出端连接继电器(2)的控制端；
所述的继电器(2)用于控制阻尼电阻在电压互感器二次侧的接入和断开。
2.根据权利要求1所述的一种高压电网GIS中铁磁谐振的抑制装置，其特征在于，所述的控制器(1)包括用于采集二次侧电压幅值和频率信号的采样电路，用于计算谐波含量并输出判断结果的DSP，以及用于控制继电器工作的三极管。
3.一种高压电网GIS中铁磁谐振的抑制方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤1，实时采集电压互感器二次侧输出电压的电压幅值和频率信号；
步骤2，根据电压幅值和频率信号分析得到二次侧输出电压波中的谐波含量；
步骤3，根据得到的谐波含量判断是否发生铁磁谐振；若发生，则控制投入阻尼电阻，消耗谐振能量后切除阻尼电阻，并重复步骤1-3；若未发生，则返回步骤1。
4.根据权利要求3所述的一种高压电网GIS中铁磁谐振的抑制方法，其特征在于，步骤1中，采用采样电路采集电压互感器二次侧输出电压的电压幅值和频率信号。
5.根据权利要求3所述的一种高压电网GIS中铁磁谐振的抑制方法，其特征在于，步骤2中，采用DSP进行分析计算，根据FFT算法分析得到二次侧输出电压波中的谐波含量。
6.根据权利要求5所述的一种高压电网GIS中铁磁谐振的抑制方法，其特征在于，利用FFT算法分析时，具体通过如下公式得到谐波畸变率，从而得到谐波含量；
T H D = Σ n = 2 H ( U n U 1 ) 2 ;
其中，THD表示谐波畸变率；U1表示基波分量的有效值，Un表示谐波分量的有效值；H表示用于选取谐波分量的特定阶数。
7.根据权利要求3所述的一种高压电网GIS中铁磁谐振的抑制方法，其特征在于，步骤3中，通过三极管控制继电器实现对阻尼电阻的投切；当发生铁磁谐振时，发出高电平信号至三极管基极，三极管导通，给继电器吸合的信号，投入阻尼电阻1s后，发出低电平信号至三极管基极，三极管截止，给继电器断开的信号，切除阻尼电阻。
CN201510969587.1A 2015-12-21 2015-12-21 一种高压电网gis中铁磁谐振的抑制装置和方法 Pending CN105552867A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510969587.1A CN105552867A (zh) 2015-12-21 2015-12-21 一种高压电网gis中铁磁谐振的抑制装置和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510969587.1A CN105552867A (zh) 2015-12-21 2015-12-21 一种高压电网gis中铁磁谐振的抑制装置和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105552867A true CN105552867A (zh) 2016-05-04

Family

ID=55831882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510969587.1A Pending CN105552867A (zh) 2015-12-21 2015-12-21 一种高压电网gis中铁磁谐振的抑制装置和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105552867A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106549371A (zh) * 2016-11-09 2017-03-29 国家电网公司 防止pt铁磁谐振引起低频减载误动的方法和装置
CN108666975A (zh) * 2018-05-18 2018-10-16 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种铁磁谐振防治措施的选择方法
CN108988308A (zh) * 2018-08-24 2018-12-11 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 谐振过电压的抑制装置及方法
CN111650546A (zh) * 2020-05-25 2020-09-11 武汉华瑞智深电气技术有限公司 一种有效预防电压互感器爆炸的在线监测系统及方法
CN112735793A (zh) * 2020-12-21 2021-04-30 北京中车赛德铁道电气科技有限公司 一种双流制式机车用电压互感器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0963025A2 (en) * 1998-06-02 1999-12-08 ABB Substation Automation Oy Faulted feeder detection in earth fault in electricity distribution network
CN1776986A (zh) * 2005-11-21 2006-05-24 华北电力大学（北京） 一种配电网电磁式电压互感器铁磁谐振的可控阻尼装置
CN201188539Y (zh) * 2008-04-28 2009-01-28 华北电力大学 配电网pt谐振阻尼装置
CN101588064A (zh) * 2009-07-06 2009-11-25 曲娜 智能中性点消谐装置
CN102510057A (zh) * 2011-10-11 2012-06-20 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种基于emtdc仿真工具的直流谐波畸变率计算方法
CN202872362U (zh) * 2012-10-29 2013-04-10 山东电科四维电气股份有限公司 一种智能消谐器
CN104377676A (zh) * 2014-10-31 2015-02-25 国家电网公司 配电网pt智能消谐装置
CN104991161A (zh) * 2015-06-08 2015-10-21 西安交通大学 双馈风力发电机定子绕组匝间短路建模及特征提取方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0963025A2 (en) * 1998-06-02 1999-12-08 ABB Substation Automation Oy Faulted feeder detection in earth fault in electricity distribution network
CN1776986A (zh) * 2005-11-21 2006-05-24 华北电力大学（北京） 一种配电网电磁式电压互感器铁磁谐振的可控阻尼装置
CN201188539Y (zh) * 2008-04-28 2009-01-28 华北电力大学 配电网pt谐振阻尼装置
CN101588064A (zh) * 2009-07-06 2009-11-25 曲娜 智能中性点消谐装置
CN102510057A (zh) * 2011-10-11 2012-06-20 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种基于emtdc仿真工具的直流谐波畸变率计算方法
CN202872362U (zh) * 2012-10-29 2013-04-10 山东电科四维电气股份有限公司 一种智能消谐器
CN104377676A (zh) * 2014-10-31 2015-02-25 国家电网公司 配电网pt智能消谐装置
CN104991161A (zh) * 2015-06-08 2015-10-21 西安交通大学 双馈风力发电机定子绕组匝间短路建模及特征提取方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
胡滨: "35kV变电站供电系统的消谐措施", 《有线电视技术》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106549371A (zh) * 2016-11-09 2017-03-29 国家电网公司 防止pt铁磁谐振引起低频减载误动的方法和装置
CN108666975A (zh) * 2018-05-18 2018-10-16 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种铁磁谐振防治措施的选择方法
CN108666975B (zh) * 2018-05-18 2019-10-01 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种铁磁谐振防治措施的选择方法
CN108988308A (zh) * 2018-08-24 2018-12-11 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 谐振过电压的抑制装置及方法
CN108988308B (zh) * 2018-08-24 2020-04-21 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 谐振过电压的抑制装置及方法
CN111650546A (zh) * 2020-05-25 2020-09-11 武汉华瑞智深电气技术有限公司 一种有效预防电压互感器爆炸的在线监测系统及方法
CN112735793A (zh) * 2020-12-21 2021-04-30 北京中车赛德铁道电气科技有限公司 一种双流制式机车用电压互感器
CN112735793B (zh) * 2020-12-21 2022-05-10 北京中车赛德铁道电气科技有限公司 一种双流制式机车用电压互感器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105552867A (zh) 一种高压电网gis中铁磁谐振的抑制装置和方法
CN103018627B (zh) 非有效接地系统故障类型自适应接地选线方法
CN101860020B (zh) 一种特高压直流输电线路区内外故障甄别方法
CN102062831B (zh) 一种超高压交流输电线路单相永久性故障识别方法
CN104614638A (zh) 小电流系统接地选线方法
CN101478149A (zh) 一种基于暂态量信号的配电网单相接地故障选线方法
CN103324788A (zh) 一种雷击特性评估方法
CN102135591A (zh) 谐振接地电网单相接地故障db小波暂态量选线方法
CN102128972A (zh) 宽频积分式电网瞬变电压监测传感器装置
CN102135560A (zh) 雷电波侵入变电站的扰动识别方法
CN104237683A (zh) 中性点不接地系统铁磁谐振故障检测方法
CN105186491A (zh) 一种开关操作导致电力系统一次侧过电压的评估方法
CN105606955B (zh) 一种基于数值微分与经验模态分解的故障线路判别方法
CN101369727A (zh) 一种针对电弧接地故障的选线方法
Li et al. Fault detection method using high-pass filtering in VSC based multi-terminal DC system
CN102879710B (zh) 配电线路单相接地故障点检测系统和检测方法
CN104635111A (zh) 一种基于故障时刻s变换频谱特性的配电网故障启动方法
CN103901323B (zh) 一种利用改进振子系统的故障选线方法
CN101820166B (zh) 基于变压器等效励磁阻抗频域特征的励磁涌流判别方法
Jiang et al. Power transformer protection based on transient detection using discrete wavelet transform (DWT)
CN204271630U (zh) 配电网pt智能消谐装置
Megahed et al. Power transformer differential relay using wavelet transform energies
Chen et al. Arcing current features extraction using wavelet transform
CN106291191B (zh) 一种用于变电站中金属氧化物避雷器的计算模型
Jena et al. Detection of High Impedance Fault

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160504