CN202736703U - 采用消谐绕组消除电流和电压谐振的电压互感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用消谐绕组消除电流和电压谐振的电压互感器，包括一次绕组以及与之耦合的二次绕组，所述电压互感器的二次侧还设置有与一次绕组耦合的、用于采集次级电压值的消谐绕组，所述消谐绕组的输出端连接有用于消除谐振的消谐装置；所述消谐装置的输入端还连接有设置在电力线路中用于采集电压互感器初级电流值的电流采样绕组。本实用新型的应用能够有效的消除和抑制系统在发生铁磁谐振时对于电压互感器和系统的损害，从而降低互感器炸裂和烧毁熔芯状况的发生的几率，避免恶性事故的发生，保证电力系统的安全平稳运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电压互感器，特别是一种具有消谐功能的电压互感器。
背景技术
在电力系统中电压互感器是将高电压按照比例关系变换为低等级二次电压的设备，主要用于保护、计量和仪表等装置使用。然而由于我国配电网大多采用中性点不接地系统，电压互感器在配电网中等效成一个电感L，而线路之间或者线路自身存在着电容C，正常情况下两者的参数远离谐振点，当发生扰动时，一旦达到某种匹配条件，导致LC回路发生谐振——并联谐振或者串联谐振，会导致系统出现数倍于互感器额定电压的过电压，或者是系统发生超出数倍于互感器额定电流的大电流，从而导致电压互感器因为接地时超负荷运行而造成开裂或爆炸等恶性事故的发生。由于谐振的持续时间长，破坏能力大，因此必须进行有效的检测，并且快速予以消除，以保护电压互感器。但是现行的电压互感器不具备检测和消除谐振的部件和能力，一旦发生谐振，一方面是用户不知道是否发生了谐振，另一方面也无从消除谐振，只能依靠互感器本身的能力抵御，一旦互感器本身无法承受，则必定导致互感器发生损坏。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是提供一种采用消谐绕组消除电流和电压谐振的电压互感器，能够实时测量系统谐振情况，并及时采取消谐措施，从而保证电压互感器不受损坏，进一步保证电网的稳定运行。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
采用消谐绕组消除电流和电压谐振的电压互感器，包括一次绕组以及与之耦合的二次绕组，所述电压互感器的二次侧还设置有与一次绕组耦合的、用于采集次级电压值的消谐绕组，所述消谐绕组的输出端连接有用于在系统发生铁磁谐振时消除谐振的消谐装置；所述消谐装置的输入端还连接有设置在电压互感器一次侧的用于采集初级电流值的电流采样绕组。
所述消谐装置的具体结构为：所述消谐装置包括中央控制单元、以及分别与中央控制单元输入端连接的电源模块、次级电压信号调理模块和初级电流信号调理模块，中央控制单元的输出端通过光电隔离模块Ⅰ与消谐模块连接。
所述消谐模块的具体结构为：所述消谐模块包括与中央控制单元输出端连接的可控硅以及与可控硅连接的消谐元件。
本实用新型的改进在于：所述次级电压信号调理模块与初级电流信号调理模块的输出端依次经高速模数转换器、光电隔离模块Ⅱ与中央控制单元的输入端连接。
本实用新型的改进在于：所述中央处理单元的输出端还设置有液晶显示器、微型打印机以及信号报警模块。
所述信号报警模块的具体结构为：所述信号报警模块包括与中央控制单元输出端连接的信号继电器和蜂鸣器。
本实用新型的改进还在于：所述中央处理单元的输出端还连接有通信模块。
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
本实用新型通过在电压互感器本身添加消谐装置，以实时监测相应的次级电压信号和初级电流信号，用于判断系统是否发生谐振；而且能够有效区分是发生了电压谐振还是电流谐振，避免了只检测电压互感器次级电压时漏掉的电流谐振情况。当采集的次级电压值或初级电流值超出设定值时，消谐装置自动投入消谐元件，吸收谐振能量；当检测到次级电压值和初级电流值都低于设定值时，认为谐振消除，消谐装置自动退出消谐元件，消谐过程结束。避免了谐振状态的持续，从而有效保护互感器，防止电压互感器炸裂事故的发生。本实用新型的应用能够有效的消除和抑制系统在发生铁磁谐振时对于电压互感器和系统的损害，从而降低互感器炸裂和烧毁熔芯状况的发生的几率，避免恶性事故的发生，保证电力系统的安全平稳运行。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为所述消谐装置的原理框图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。
一种采用消谐绕组消除电流和电压谐振的电压互感器，其结构如图1所示。包括一次绕组、二次绕组、消谐绕组、电流采样绕组以及消谐装置。其中一次绕组和电流采样绕组分别设置在电力线路中，消谐绕组和二次绕组分别与一次绕组相耦合；消谐绕组和电流采样绕组的输出端分别与消谐装置的输入端连接。
一次绕组用于将高电压耦合到二次侧的二次绕组上，二次绕组采集的低电压传输给用户设置的用于监测一次电压值的低压设备中。消谐绕组用于采集次级电压值，并将采集的次级电压值传输给消谐装置。电流采样绕组用于采集流经电压互感器的初级电流值，并将采集的初级电流值传输给消谐装置。消谐装置用于根据接收的次级电压值和初级电流值，判断系统是否发生铁磁谐振，当系统发生谐振时，投入消谐元件用于消除系统谐振。
消谐装置包括中央控制单元、电源模块、次级电压信号调理模块、初级电流信号调理模块、消谐模块、光电隔离模块Ⅰ、光电隔离模块Ⅱ、液晶显示器、信号指示灯、按键、信号报警模块、微型打印机以及通信模块。
电源模块的输出端与中央控制单元的输入端连接，用于为中央控制单元提供工作电源。
次级电压信号调理模块的输入端与消谐绕组连接，用于将消谐绕组采集的次级电压值进行调理，然后输出给高速模数转换器进行模数转换，转换为数字信号的次级电压值经过电隔离模块Ⅱ传输给中央控制单元，中央控制单元对接收到的次级电压值进行实时判断。
初级电流信号调理模块的输入端与电流采样绕组的输出端连接，用于将电流采样绕组采集的初级电流值进行调理，然后输出给高速模数转换器进行模数转换，转换为数字信号的初级电流值经过电隔离模块Ⅱ传输给中央控制单元，中央控制单元对接收到的初级电流值进行实时判断。
中央控制单元的输出端经过光电隔离模块Ⅰ与消谐模块连接。消谐模块包括可控硅和消谐电阻，可控硅的控制极与中央控制单元的输出端连接，用于根据中央控制单元的指令进行导通与关断，可控硅的输出端与消谐电阻连接。当中央控制单元判断的初级电流值或次级电压值其中之一高于设定值时，即可判定系统发生谐振，那么中央控制单元发出令可控硅导通的指令，使可控硅导通，将消谐电阻接入系统中，吸收谐振能量，以消除谐振。当中央控制单元判断的初级电流值和次级电压值均低于设定值时，即可判定系统中没有发生谐振，那么中央控制单元发出令可控硅关断的指令，使可控硅关断，将消谐电阻切除。
当然，本实用新型中所述的消谐模块中的消谐元件还可以是其他具有吸收谐振能量的其他元件。
中央控制单元的输出端分别与液晶显示器、信号指示灯、按键、信号报警模块、微型打印机以及通信模块连接。液晶显示器用于显示本实用新型在工作过程中采集的各种信息，以及中央控制单元处理后的信息，方便使用者查看。信号指示灯用于指示本实用新型的消谐电阻是否投入系统中进行消谐。按键用于手动输入控制信号。微型打印机用于根据用户需求打印所需信息。通信模块用于与变电站内的其他控制系统进行互相通信，主要用于将本实用新型的工作情况传输给其他控制系统。
信号报警模块包括信号继电器和蜂鸣器，信号继电器和蜂鸣器的输入端连接中央控制单元的输出端。当本实用新型的消谐元件投入系统中进行消谐时，中央控制单元发出令信号继电器导通的信号和令蜂鸣器发声的信号，进行报警，提醒工作人员，系统中发生铁磁谐振。
本实用新型通过同时采集初级电流信号和次级电压信号，用来判断系统是否发生谐振。初级电流信号用来判断是否发生了电流谐振，即LC并联谐振；次级电压信号用来判断是否发生电压谐振，即LC串联谐振。如果仅采集次级电压信号，电压谐振表现是电压升高，那么能够判断出电压谐振的情况，但是当发生电流谐振，次级电压并不会变化很大，这时候会导致无法正确判断系统谐振，导致漏判。反之，如果仅仅判断初级电流信号，而不判断次级电压信号，则容易漏判掉电压谐振，所以初级电流信号和次级电压信号都必须加以采集，共同来判断系统是否发生谐振。当判断出发生谐振时，则立即投入消谐元件，破坏谐振产生的条件，随后谐振消失，消谐元件随后退出系统，谐振再次发生时，继续这个过程。有效保护了电压互感器和系统免受谐振影响，保证了系统的安全可靠运行。
Claims (7)
1.采用消谐绕组消除电流和电压谐振的电压互感器，包括一次绕组以及与之耦合的二次绕组，其特征在于：所述电压互感器的二次侧还设置有与一次绕组耦合的、用于采集次级电压值的消谐绕组，所述消谐绕组的输出端连接有用于在系统发生铁磁谐振时消除谐振的消谐装置；所述消谐装置的输入端还连接有设置在电压互感器一次侧的用于采集初级电流值的电流采样绕组。
2.根据权利要求1所述的采用消谐绕组消除电流和电压谐振的电压互感器，其特征在于：所述消谐装置包括中央控制单元、以及分别与中央控制单元输入端连接的电源模块、次级电压信号调理模块和初级电流信号调理模块，中央控制单元的输出端通过光电隔离模块Ⅰ与消谐模块连接。
3.根据权利要求2所述的采用消谐绕组消除电流和电压谐振的电压互感器，其特征在于：所述消谐模块包括与中央控制单元输出端连接的可控硅以及与可控硅连接的消谐元件。
4.根据权利要求2所述的采用消谐绕组消除电流和电压谐振的电压互感器，其特征在于：所述次级电压信号调理模块与初级电流信号调理模块的输出端依次经高速模数转换器、光电隔离模块Ⅱ与中央控制单元的输入端连接。
5.根据权利要求2所述的采用消谐绕组消除电流和电压谐振的电压互感器，其特征在于：所述中央处理单元的输出端还设置有液晶显示器、微型打印机以及信号报警模块。
6.根据权利要求5所述的采用消谐绕组消除电流和电压谐振的电压互感器，其特征在于：所述信号报警模块包括与中央控制单元输出端连接的信号继电器和蜂鸣器。
7.根据权利要求2所述的采用消谐绕组消除电流和电压谐振的电压互感器，其特征在于：所述中央处理单元的输出端还连接有通信模块。
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| CN 201220362597 CN202736703U (zh) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | 采用消谐绕组消除电流和电压谐振的电压互感器 |
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| CN115792781A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-03-14 | Abb瑞士股份有限公司 | 监控装置、电力设备及监测电压互感器的方法 |
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