CN106328361A - 消弧消谐装置用消谐机构 - Google Patents

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    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/343—Preventing or reducing surge voltages; oscillations
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    • H01F38/20—Instruments transformers
    • H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/24—Voltage transformers

Abstract

本发明公开了一种消弧消谐装置用消谐机构，包括零序电压采集模块、单片机以及IGBT消谐电路，所述零序电压采集模块用于实时获得电压互感器的开口三角的电压信号；所述单片机用于对所述电压信号的频率和幅值进行检测并判断谐振类型；所述IGBT消谐电路根据所述单片机检测结果对电压互感器进行消谐。本发明能够有效地去除高频谐振(3倍频)、基频谐振(50Hz)、1/2分频谐振(25Hz)、1/3分频谐振(17Hz)。

Description

消弧消谐装置用消谐机构
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，特别涉及一种消弧消谐装置用消谐机构。
背景技术
电力系统中有大量的储能元件，如电压互感器、变压器、电抗器等电感元件，电容器、线路对地电容、断路器的断口电容等电容元件。这些元件组成了许多串联或并联振荡回路。在正常的稳定状态下运行时，不可能产生严重的振荡。但当系统发生故障或由于某种原因电网参数发生了变化，就很可能发生谐振。譬如在中性点非有效接地系统中：一相断线接地，受电变压器和相间电容；电压互感器和线路对地电容；空载变压器和空载长架空线电容所形成的振荡回路，都有可能发生谐振。谐振常常引起持续时间很长的过电压。电压互感器一类的电感元件在正常工作电压下，通常铁心磁通密度不高，铁心并不饱和，如在过电压下铁心饱和了，电感会迅速降低，从而与电容产生谐振，这时的谐振称作铁磁谐振。铁磁谐振不仅可在基频下发生，也可在高频和低频下发生。正常运行时，电压互感器开口三角的电压(3U0)理论上是0V，在实际中一般也不超过10V。系统发生单相接地故障时，3U0将迅速升高到30V，有时更高，达到120V，形成过电压。当系统上电时，由于三相不同期等原因(存在有如瞬时接地故障等的现象，)会在电压互感器中产生很大的谐波电流，导致互感器内部铁芯饱和，使二次侧的波形发生畸变，当畸变足够大时，就形成了铁磁谐振。另外也有因磁滞损耗和涡流损耗而形成谐振的情况。在形成的谐波含量中，16.667Hz，25Hz，150Hz三种成分比重较大，其他的分量相对很小，一般忽略。
传统的解决办法是在电压互感器开口三角两端并接一个电阻，从理论上讲对频率越低的铁磁谐振阻值应取得越小，但太小的电阻并在PT开口三角上会影响其正常运行，严重时会造成PT烧毁。另外因为铁磁谐振的频率往往不是单一的，所以这种方法就难于消除所有频率的谐振。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种消弧消谐装置用消谐机构，能够有效地去除高频谐振(3倍频)、基频谐振(50Hz)、1/2分频谐振(25Hz)、1/3分频谐振(17Hz)。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种消弧消谐装置用消谐机构，包括零序电压采集模块、单片机以及IGBT消谐电路，所述零序电压采集模块用于实时获得电压互感器的开口三角的电压信号；所述单片机用于对所述电压信号的频率和幅值进行检测并判断谐振类型；所述IGBT消谐电路根据所述单片机检测结果对电压互感器进行消谐。
进一步的，所述消弧消谐装置用消谐机构还包括人机接口电路和开光量测量电路，所述开光量测量电路用于将消谐机构的参数通过所述人机接口电路传送到消弧消谐装置的主控机。
进一步的，所述消弧消谐装置用消谐机构还包括锁相电路和自动复位电路，所述锁相电路和所述自动复位电路与所述单片机连接。
进一步的，零序电压采集模块获得电压信号经前置调节电路和A\D转换之后传送到所述单片机。
进一步的，所述前置调节电路包括衰减单元、低通滤波单元、保护单元、多路开关单元、放大单元和采样保持单元。
采用上述技术方案，由于采用了IBGT消谐元件，使得该消谐机构能够实现自动检测以及完成对铁磁谐振的消除。
附图说明
图1为本发明的消谐机构机构框图；
图2为本发明的消谐机构安装状态示意图；
图3为本发明的前置调节电路结构框图；
图4为本发明的IGBT驱动及缓冲电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，一种消弧消谐装置用消谐机构，包括零序电压采集模块、单片机以及IGBT消谐电路，所述零序电压采集模块用于实时获得电压互感器的开口三角的电压信号；所述单片机用于对所述电压信号的频率和幅值进行检测并判断谐振类型；所述IGBT消谐电路根据所述单片机检测结果对电压互感器进行消谐。开口三角的电压信号大于设置坎值15V，单片机对开口三角的电压信号的频率和幅值进行检测，当检测到零序电源信号的频率为持续的1/3次分频、1/2次分频、正序或者零序工频、3次高频时，判定为1/3次分频铁磁谐振、1/2次分频铁磁谐振、基频铁磁谐振、3次高频铁磁谐振。
其中，所述消弧消谐装置用消谐机构还包括人机接口电路和开光量测量电路，所述开光量测量电路用于将消谐机构的参数通过所述人机接口电路传送到消弧消谐装置的主控机。
其中，所述消弧消谐装置用消谐机构还包括锁相电路和自动复位电路，所述锁相电路和所述自动复位电路与所述单片机连接。
如图2所示，消谐机构连接在TV的开口三角处，当电力系统正常运行时，TV开口三角处的零序电压为零，当电力系统发生铁磁谐振或者单相接地，TV开口三角处即有不同数值的零序电压。消谐机构将对电压互感器开口三角绕组电压即零序电压进行不间断地循环检测。当零序电压小于设定值时，IGBT消谐元件处于阻断状态，对于电力系统无任何影响。当电力系统异常时，通过对零序电压进行数据采集、通过数字测量、消除干扰处理后，进行分析、计算、诊断当前的异常工况，确定属于哪一种铁磁谐振，然后启动IGBT消谐元件，消除铁磁谐振。同时单片机记录并存储动作过程参数，并将这些动作过程参数传送到上位机。
如图3所示，零序电压采集模块获得电压信号经前置调节电路和A\D转换之后传送到所述单片机。
其中，所述前置调节电路包括衰减单元、低通滤波单元、保护单元、多路开关单元、放大单元和采样保持单元。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种消弧消谐装置用消谐机构，其特征在于：包括零序电压采集模块、单片机以及IGBT消谐电路，所述零序电压采集模块用于实时获得电压互感器的开口三角的电压信号；所述单片机用于对所述电压信号的频率和幅值进行检测并判断谐振类型；所述IGBT消谐电路根据所述单片机检测结果对电压互感器进行消谐。
2.根据权利要求1所述的一种消弧消谐装置用消谐机构，其特征在于：还包括人机接口电路和开光量测量电路，所述开光量测量电路用于将消谐机构的参数通过所述人机接口电路传送到消弧消谐装置的主控机。
3.根据权利要求1所述的一种消弧消谐装置用消谐机构，其特征在于：还包括锁相电路和自动复位电路，所述锁相电路和所述自动复位电路与所述单片机连接。
4.根据权利要求1所述的一种消弧消谐装置用消谐机构，其特征在于：所述零序电压采集模块获得电压信号经前置调节电路和A\D转换之后传送到所述单片机。
5.根据权利要求1所述的一种消弧消谐装置用消谐机构，其特征在于：所述前置调节电路包括衰减单元、低通滤波单元、保护单元、多路开关单元、放大单元和采样保持单元。
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