CN116706838A - 一种限流消谐器及电压互感器消谐方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及消谐器技术领域，公开了一种限流消谐器，包括消谐模块和过流保护模块，所述消谐模块包括多个并联的消谐单元，所述消谐单元包括消谐电阻和保护阀片，所述保护阀片与所述消谐电阻并联，所述过流保护模块包括电流传感器、驱动线圈和高压继电器。该一种限流消谐器，通过在消谐电阻并联保护阀片，使得当消谐器的两端电压较大时，保护阀片会导通短接消谐电阻，减少了消谐电阻被击穿；通过将消谐单元设置为消谐矩阵的形式，不仅提升了限流消谐器的消谐性能，而且提高了消谐器的热容量，减少了消谐电阻熔断的发生。

Description

一种限流消谐器及电压互感器消谐方法

技术领域

本申请涉及消谐器技术领域，具体为一种限流消谐器及电压互感器消谐方法。

背景技术

我国35kV以下系统大多数采用电源中性点不接地运行方式，其母线上电磁式电压互感器一次绕组成为中性点不接地电网对地的唯一金属通道，电网相对地电容的充放电途径必然通过电压互感器一次绕组。

当系统发生单相接地时，故障点会流过电容电流，健全相的电压升高到线电压，其对地电容上充以与线电压相应的电荷。一旦接地故障消失，这时电流通路被切断，而非接地相必须由线电压瞬间恢复到正常相电压水平。但是由于接地故障已断开，非接地相在接地期间已经充电至线电压下的电荷，就只有通过电压互感器高压绕组，经其原来接地的中性点进入大地，电压互感器一次绕组中会出现数安培幅值的涌流，将电压互感器高压熔丝熔断。

此外在这一瞬变过程中，电压互感器高压绕组中将会流过一个幅值很高的低频饱和电流，使电压互感器铁芯严重饱和，饱和后的电电压互感器感器励磁电感变小，系统网络对地阻抗趋于感性，此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配，就形成三相或单相共振回路，可激发各种铁磁谐振过电压。另外电网中的单相弧光接地，由于雷击或其他原因线路瞬时接地，使健全相电压突然上升，产生很大的涌流，也会使电压互感器烧毁。

相关技术中，通常采用在电压互感器开口绕组加装消谐装置、在电压互感器一次侧中性点与地之间加装电阻器或者单相电压互感器等措施来避免铁磁谐振的发生。传统的微机消谐装置工作原理是检测电压互感器开口三角电压，并根据该电压的幅值频率特征确定是否发生谐振以及谐振类型，再投入消谐电阻。然而当大电流通过消谐装置时，消谐装置可能发生热熔断，从而使得消谐装置发生损坏。

因此，有必要发明一种限流消谐器以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请提供了一种限流消谐器，解决了现有消谐器通过大电流时可能导致消谐器熔断损坏的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种限流消谐器，包括消谐模块，所述消谐模块包括多个并联的消谐单元，所述消谐单元包括消谐电阻和保护阀片，所述保护阀片与所述消谐电阻并联。

优选的，还包括过流保护模块，所述过流保护模块包括继电器、电流传感器和驱动线圈，所述继电器与所述消谐模块并联，所述电流传感器与所述消谐模块串联，所述继电器的驱动线圈与所述电流传感器并联。

优选的，所述消谐电阻采用正温度特性限流材料制成。

优选的，所述消谐电阻为非线性电阻。

优选的，所述保护阀片采用氧化锌制成。

一种电压互感器消谐方法，包括如下步骤：

S1:将限流消谐器串联至电压互感器中性点并且使限流消谐器接地；

S2:系统故障中产生涌流，限流消谐器中内置的电流传感器对流经限流消谐器的电流进行测量，当电流大于1A时，继电器启动，当电流小于1A时，进入下一步；

S3:限流消谐器抑制通过消谐器的电流以确保电压互感器不饱和、不谐振，当限流消谐器两端的电压大于10kV时，并接在消谐电阻两端的保护阀片短接直至限流消谐器两端的电压小于10kV，当限流消谐器两端的电压小于10kV时，进入下一步；

S4:电流传感器测量涌流是否消失，若涌流未消失，则消谐电阻继续抑制电流，若涌流消失，则消谐器恢复初始状态。

优选的，所述继电器启动包括：

与电流传感器串联的驱动线圈在消谐器中电流大于1A时，驱动高压继电器闭合，高压继电器短接消谐模块。

本申请提供了一种限流消谐器，具备以下有益效果：

(1)一种限流消谐器，通过在消谐电阻并联保护阀片，使得当消谐器的两端电压较大时，保护阀片会导通短接消谐电阻，减少了消谐电阻被击穿的发生。

(2)一种限流消谐器，通过将消谐单元设置为消谐矩阵的形式，不仅提升了限流消谐器的消谐性能，而且提高了消谐器的热容量，减少了消谐电阻熔断的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例限流消谐器在电网系统中的安装关系示意图。

图2为本申请实施例限流消谐器结构示意图。

图3为本申请实施例消谐模块的结构示意图。

图4为本申请实施例中一种电压互感器消谐方法的流程框图。

具体实施方式

为使得本申请的申请目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

下面结合附图1-附图4并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。

请参阅图1-图3，本申请提供一种限流消谐器，包括消谐模块和过流保护器，过流保护器包括继电器、电流传感器和驱动线圈，继电器与消谐模块并联，电流传感器与消谐模块串联，继电器的驱动线圈与电流传感器并联。消谐模块包括多个并联的消谐单元，消谐单元包括消谐电阻和保护阀片，保护阀片与消谐电阻并联。

请参阅图1-图3，保护阀片采用氧化锌制成，消谐电阻采用正温度特性限流材料制成，消谐电阻为非线性电阻，即消谐电阻的阻值随着温度的升高而急剧升高。消谐器并接高压继电器，串接在电压互感器的一次中性点与地之间，利用非线性电阻的物理特性抑制涌流，利用消谐器的阻尼作用消耗引起电压互感器饱和的电流(将电压互感器的涌流抑制在200mA以内)，使得电压互感器不饱和及电压互感器熔断器不熔断。

请参阅图1-图3，通过采用矩阵电阻，并接氧化锌阀片，确保在过电压的情况下消谐器可靠运行。为提高限流消谐器在长时间单相接地故障下的热容量，采用电阻矩阵形式，保证限流消谐器在故障状态下2小时可靠运行；在系统发生间歇弧光接地情况下，由于反复的弧光接地震荡会产生弧光过电压，电压互感器中性点会产生过电压，当电压互感器中性点电压超过10kV时，并接在限流型消谐器两端的氧化锌阀片快速导通，从而保护限流消谐电阻和电压互感器中性点。

请参阅图1-图3，通过在消谐器内置电流传感器，将穿心式高精度电流传感器和限流消谐器一体化，加装在限流型消谐器的尾端，避免了电流传感器高压的的要求，实现消谐器在过流状态下驱动高压继电器闭合。由于一次消谐器的容量有限，当流过一次消谐器的电流过大、时间过长时，一次消谐器存在烧毁的风险。因此在消谐器两端并接高压继电器，在流过消谐器的电流超过1A时，驱动线圈通过电流传感器的能量自驱动高压继电器闭合，实现了无需外接电源和控制达到消谐器过流保护的功能。当消谐器流过的电流小于1A时，由于能量的不足，驱动线圈无法保持高压继电器闭合，此时高压继电器断开。

综上所述，本申请提供一种具有过压、过流保护的消谐器，消谐器利用电阻的阻尼作用，可破坏电压互感器谐振条件，使谐振消除。电压互感器中性点使用一次消谐器和高压继电器并联接地，同时每个组成消谐器的非线性电阻单元并联氧化锌阀片，在消谐器底部安装一个穿心式电流互感器，在消谐器过流的情况下驱动高压继电器动作。当电压互感器中性点电压超过10kV时，并接在限流型消谐器两端的氧化锌阀片快速导通，一方面保护限流消谐器，另一方面避免电压互感器中性点被击穿的风险；当流过消谐器的电流超过1A时，高压继电器闭合，短接一次消谐器从而保护其不被烧毁。

请参阅图4，本申请实施例还提供一种电压互感器消谐方法，包括如下步骤：

S1:将限流消谐器串联至电压互感器中性点并且使限流消谐器接地；

S2:系统故障中产生涌流，限流消谐器中内置的电流传感器对流经限流消谐器的电流进行测量，当电流大于1A时，继电器启动，当电流小于1A时，进入下一步；

S3:限流消谐器抑制通过消谐器的电流以确保电压互感器不饱和、不谐振，当限流消谐器两端的电压大于10kV时，并接在消谐电阻两端的保护阀片短接直至限流消谐器两端的电压小于10kV，当限流消谐器两端的电压小于10kV时，进入下一步；

S4:电流传感器测量涌流是否消失，若涌流未消失，则消谐电阻继续抑制电流，若涌流消失，则消谐器恢复初始状态。

所述继电器启动包括：与电流传感器串联的驱动线圈在消谐器中电流大于1A时，驱动高压继电器闭合，高压继电器短接消谐模块。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种限流消谐器，其特征在于，包括消谐模块，所述消谐模块包括多个并联的消谐单元，所述消谐单元包括消谐电阻和保护阀片，所述保护阀片与所述消谐电阻并联。

2.根据权利要求1所述的一种限流消谐器，其特征在于，还包括过流保护模块，所述过流保护模块包括继电器、电流传感器和驱动线圈，所述继电器与所述消谐模块并联，所述电流传感器与所述消谐模块串联，所述继电器的驱动线圈与所述电流传感器并联。

3.根据权利要求1所述的一种限流消谐器，其特征在于，所述消谐电阻采用正温度特性限流材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种限流消谐器，其特征在于，所述消谐电阻为非线性电阻。

5.根据权利要求1所述的一种限流消谐器，其特征在于，所述保护阀片采用氧化锌制成。

6.一种电压互感器消谐方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1:将限流消谐器串联至电压互感器中性点并且使限流消谐器接地；

S2:系统故障中产生涌流，限流消谐器中内置的电流传感器对流经限流消谐器的电流进行测量，当电流大于1A时，继电器启动，当电流小于1A时，进入下一步；

S3:限流消谐器抑制通过消谐器的电流以确保电压互感器不饱和、不谐振，当限流消谐器两端的电压大于10kV时，并接在消谐电阻两端的保护阀片短接直至限流消谐器两端的电压小于10kV，当限流消谐器两端的电压小于10kV时，进入下一步；

S4:电流传感器测量涌流是否消失，若涌流未消失，则消谐电阻继续抑制电流，若涌流消失，则消谐器恢复初始状态。

7.根据权利要求6所述的一种电压互感器消谐方法，其特征在于，所述继电器启动包括：

与电流传感器串联的驱动线圈在消谐器中电流大于1A时，驱动高压继电器闭合，高压继电器短接消谐模块。