CN110994578B - 一种基于温度控制的精细化一次消谐设备及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于温度控制的精细化一次消谐设备，其包括红外测温仪、控制器、消谐器，红外测温仪、控制器、消谐器依次连接，其中消谐器包括子消谐器Ⅰ、子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ、控制开关Ⅰ、控制开关Ⅱ，子消谐器Ⅰ、子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ依次串联于N线和地线之间，控制开关Ⅰ与子消谐器Ⅱ并联，控制开关Ⅱ与子消谐器Ⅲ并联，控制器分别与控制开关Ⅰ、控制开关Ⅱ连接；本装置适用于电压互感器一次消谐，考虑了变电站、线路容量等带来的消谐器容量扩展、使用线性高阻值电阻替代非线性电阻消谐及利用温度实现精细化控制，可提高一次消谐器的可扩展性和可靠性，并规避了非线性电阻消谐时其非线性对系统的影响。

Description

一种基于温度控制的精细化一次消谐设备及控制方法
技术领域
本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种基于温度控制的精细化一次消谐设备及控制方法。
背景技术
在中性点不接地系统中，变电站母线侧安装的电压互感器一次侧为唯一的中性点接接点，由于电压互感器PT一次侧励磁电感的非线性特性，导致在发生单相接地短路、断路器合闸等情况，发生铁磁谐振时，电压互感器一次侧将产出过电压、过电流，且可自保持。如果长时间过电流，则使得电压互感器烧毁。
通常可在电压互感器PT一次侧的N线与地线直接加装非线性电阻达到增加阻尼消耗能量的功能。随之变电站和线路改造，系统容量发生变化，加之中性点不接地系统中发生单相故障时系统持续运行1-2小时，容易引发一次消谐器损坏，而非线性电阻的非线性对电网运行影响难以预估，现有的粗放式使用非线性电阻消谐器局限性越发突出。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于温度控制的精细化一次消谐设备，利用红外测温仪在线监测一次消谐器温度，当发生PT铁磁谐振或短路时，一次消谐电阻温度随之升高，当温度高于温度阈值时，依次使用消谐器中的子消谐器，来消除谐振。
本发明基于温度控制的精细化一次消谐设备包括红外测温仪、控制器、消谐器，红外测温仪、控制器、消谐器依次连接，其中消谐器包括子消谐器Ⅰ、子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ、控制开关Ⅰ、控制开关Ⅱ，子消谐器Ⅰ、子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ依次串联于N线和地线之间，控制开关Ⅰ与子消谐器Ⅱ并联，控制开关Ⅱ与子消谐器Ⅲ并联，控制器分别与控制开关Ⅰ、控制开关Ⅱ连接。
所述子消谐器Ⅰ、子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ为线性电阻。
所述控制器包括温度采集处理模块，用于接收红外测温仪测量到的温度，进而与其内设定的温度阈值进行比对，当温度高于温度阈值时，通过控制器断开控制开关Ⅰ或控制开关Ⅱ。
本发明另一目的是提供上述装置的使用控制方法，将消谐器安装在电压互感器一次侧，通过红外测温仪测量子消谐器Ⅰ、子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ的实时温度T实时，并将实时温度信息发送到控制器，控制器内的温度采集处理模块中设置有子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ的动作温度T1、T2、T3，当子消谐器Ⅰ[T1实时-20,T1实时+20]≥T1，控制开关Ⅰ断开，子消谐器Ⅱ投入运行；当子消谐器Ⅰ[T1实时-20,T1实时+20]≥T2或子消谐器Ⅱ[T2实时-20,T2实时+20]≥T3，控制开关Ⅱ断开，子消谐器Ⅲ投入运行；
当电压互感器谐振结束，当子消谐器Ⅰ[T1实时-20,T1实时+20]≤T1，控制开关Ⅰ闭合，子消谐器Ⅱ退出运行；当子消谐器Ⅰ[T1实时-20,T1实时+20] ≤T2或子消谐器Ⅱ[T2实时-20,T2实时+20]≤T3，控制开关Ⅱ闭合，子消谐器Ⅲ退出运行。
所述将消谐器由三个子消谐器组成，子消谐器Ⅰ的容量按现有变电站和线路容量等设计，子消谐器Ⅱ的容量基于变电站和线路现有容量的20%，子消谐器Ⅲ的容量基于变电站和线路现有容量的30%配置。
本发明的优点和技术效果：1、考虑了变电站和线路因扩容等变化，利用固有容量消谐器难以满足消谐要求，提高其可扩展；2、选择非电气参数可不受电压互感器精度影响，且容易获取。3、可保护消谐器，减低烧毁可能性，提高可靠性。4、避免使用非线性电阻给电网造成的不明影响。
附图说明
图1为本发明装置结构及控制图；
图2为消谐器结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1：如图1、2所示，本基于温度控制的精细化一次消谐设备包括红外测温仪、控制器、消谐器，红外测温仪、控制器、消谐器依次连接，其中消谐器包括子消谐器Ⅰ、子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ、控制开关Ⅰ、控制开关Ⅱ，子消谐器Ⅰ、子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ依次串联于N线和地线之间，控制开关Ⅰ与子消谐器Ⅱ并联，控制开关Ⅱ与子消谐器Ⅲ并联，控制器分别与控制开关Ⅰ、控制开关Ⅱ连接；
子消谐器Ⅰ的容量根据现有线路和互感器等设计，承担主消谐作用；子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ分别按现有变电站和线路容量的20%和30%设计；均使用高阻值的精密电阻，本发明专利使用镍铬合金作为优先方案。
上述装置使用步骤如下：
步骤1：利用红外测温仪在线监测控制器中各子消谐器的温度，考虑实施成本和实施便利性，本发明取红外探测的最高温度T实时作为控制依据；考虑红外测温的精度，使用区间温度作为有效控制依据。本发明提供使用20℃正负偏差的实施方式,即认为温度为[T实时-20， T实时+20]均为可信值；
步骤2：控制器中增加温度采集处理模块，温度采集处理模块中预设子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ的动作温度T1、T2和T3，温度控制器阈值需根据线路容量和线性消谐器的温度特性设置；控制器有两个开关量输出开关，即DO1和DO2，均通过RS232与消谐器的控制开关Ⅰ和控制开关Ⅱ连接；
步骤3：当子消谐器Ⅰ[T1实时-20,T1实时+20]≥T1，控制开关Ⅰ断开，子消谐器Ⅱ投入运行；当子消谐器Ⅰ[T1实时-20,T1实时+20]≥T2或子消谐器Ⅱ[T2实时-20,T2实时+20]≥T3，控制开关Ⅱ断开，子消谐器Ⅲ投入运行；
步骤4：当电压互感器谐振结束，当子消谐器Ⅰ[T1实时-20,T1实时+20]≤T1，控制开关Ⅰ闭合，子消谐器Ⅱ退出运行；当子消谐器Ⅰ[T1实时-20,T1实时+20] ≤T2或子消谐器Ⅱ[T2实时-20,T2实时+20] ≤T3，控制开关Ⅱ闭合，子消谐器Ⅲ退出运行。
通常情况下，子消谐器Ⅰ串接于N线和地线之间，控制控制开关Ⅰ和控制开关Ⅱ闭合，子消谐器Ⅱ和子消谐器Ⅲ均不接入系统。
控制开关1和控制开关2均为常闭开关，通过控制器的输出信号决定断开还是闭合。

Claims (1)

1.一种基于温度控制的精细化一次消谐设备，其特征在于：包括红外测温仪、控制器、消谐器，红外测温仪、控制器、消谐器依次连接，其中消谐器包括子消谐器Ⅰ、子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ、控制开关Ⅰ、控制开关Ⅱ，子消谐器Ⅰ、子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ依次串联于N线和地线之间，控制开关Ⅰ与子消谐器Ⅱ并联，控制开关Ⅱ与子消谐器Ⅲ并联，控制器分别与控制开关Ⅰ、控制开关Ⅱ连接；
所述控制器包括温度采集处理模块，用于检测红外测温仪测量到的温度，进而与其内设定的温度阈值进行比对，当温度高于温度阈值时，通过控制器断开控制开关Ⅰ或控制开关Ⅱ；
所述子消谐器Ⅰ、子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ为线性电阻；
上述基于温度控制的精细化一次消谐设备的控制方法是将消谐器安装在电压互感器一次侧，通过红外测温仪测量子消谐器Ⅰ、子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ的实时温度，并将实时温度信息发送到控制器，控制器内的温度采集处理模块中设置有子消谐器Ⅱ、子消谐器Ⅲ的动作温度T1、T2、T3，当子消谐器Ⅰ[T1实时-20,T1实时+20]≥T1，控制开关Ⅰ断开，子消谐器Ⅱ投入运行；当子消谐器Ⅰ[T1实时-20,T1实时+20]≥T2或子消谐器Ⅱ[T2实时-20,T2实时+20]≥T3，控制开关Ⅱ断开，子消谐器Ⅲ投入运行；
当电压互感器谐振结束，当子消谐器Ⅰ[T1实时-20,T1实时+20]≤T1，控制开关Ⅰ闭合，子消谐器Ⅱ退出运行；当子消谐器Ⅰ[T1实时-20,T1实时+20] ≤T2或子消谐器Ⅱ[T2实时-20,T2实时+20] ≤T3，控制开关Ⅱ闭合，子消谐器Ⅲ退出运行。
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