CN202797939U - 线路压变防铁磁谐振装置 - Google Patents
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Abstract
一种线路压变防铁磁谐振装置，用于对电容式电压互感器进行监测与保护。其技术方案是：它包括微处理器、消谐继电器、消谐电阻、采集互感器和信号调理电路，所述采集互感器的一次线圈经消谐电阻接被保护电容式电压互感器的输出电压，其二次线圈的输出信号经信号调理电路接微处理器的输入端口，所述消谐继电器的控制线圈接微处理器的输出端口，其常开触点并接在采集互感器的一次线圈上。本实用新型能从根本上消除电容式电压互感器的铁磁谐振，降低电压互感器故障率，提高电网运行的安全性、可靠性。而且由于在CVT正常工作时，消谐电阻未并联在其输出端，保证了CVT的测量精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种适用于电容式电压互感器（CVT）的防铁磁谐振装置，属电力技术领域。
背景技术
在电力系统中，由于大量电感性设备，如发电机、变压器、电压互感器、电抗器等，电容性设备，如输电线路、电容补偿器等的使用，以及线路对地电容的存在，当系统发生单相接地、运行方式突然改变、系统负荷有较大波动时，电压互感器绕组电压发生变化，从而使PT的激磁阻抗急剧下降，当电抗与容抗处于匹配区时，便产生了谐振，激发持续的铁磁谐振，使系统产生谐振过电压，严重时会引起PT爆炸，造成事故，直接威胁电力系统的安全运行。
微机消谐装置可以很好地解决电压互感器的铁磁谐振过电压问题，但现有的微机消谐装置主要针对的是由A、B、C三相一体构筑的电磁式电压互感器，该装置通过测量三相电压互感器的三角开口电压，利用算法判断谐振故障。而目前电力系统现场当中的线路电压互感器只有一相，且多是电容式电压互感器（图1中的CVT）。由于电容式电压互感器（CVT）内部有中间变压器、电抗器、电容，有可能发生自身谐振，当发生一次侧突然合闸或二次侧短路、又突然消除等冲击时，过渡过程中产生的过电压会使中间变压器的铁心饱和，出现谐波，进而产生谐振过电压，危害互感器。显然，现有的微机消谐装置无法对电容式电压互感器（CVT）进行消谐。为了抑制铁磁谐振，有些CVT在副绕组上设置了内置的消谐电阻R0。但为了保证CVT有足够的测量精度，总是把回路的串联电阻设计得尽可能小，所以靠CVT本身电阻来阻尼振荡是微不足道的，不能很好地消谐，无法避免CVT谐振故障的发生。有的CVT采用在二次侧安装电灯泡的方法来消除谐振能量，但这种方法不能自动记录谐振事件，而且在CVT二次侧增加一个固定的负荷，将会影响到CVT测量的准确度和精度，这种CVT满足不了综合自动化变电站建设的要求。 因此，有必要研制一种专门针对线路CVT的微机消谐装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种适用于电容式电压互感器（CVT）的消谐装置，保证电力系统的安全运行。
本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：
一种线路压变防铁磁谐振装置，构成中包括微处理器、消谐继电器、消谐电阻、采集互感器和信号调理电路，所述采集互感器的一次线圈经消谐电阻接被保护电容式电压互感器的输出电压，其二次线圈的输出信号经信号调理电路接微处理器的输入端口，所述消谐继电器的控制线圈接微处理器的输出端口，其常开触点并接在采集互感器的一次线圈上。
上述线路压变防铁磁谐振装置，所述信号调理电路包括运算放大器、固定电阻、可调电阻和电容，所述运算放大器的两个输入端分别接于采集互感器二次线圈的两端，输出端接微处理器的输入端口，所述可调电阻先与电容串联，再与固定电阻并联连接后接于运算放大器的反相输入端与输出端之间。
上述线路压变防铁磁谐振装置，所述采集互感器的二次线圈上还并接有两个反并联连接的钳位二极管。
上述线路压变防铁磁谐振装置，所述消谐继电器采用大功率固态继电器。
本实用新型的微处理器通过采集互感器监测被保护电容式电压互感器的输出电压，并分析是否存在谐振故障，当电容式电压互感器的输出电压超过设定的阈值时，微处理器输出消谐继电器控制信号，使其常开触点闭合，将消谐电阻并接在被保护电容式电压互感器的输出端，利用消谐电阻消除谐振能量，从而防止谐振故障的发生。
本实用新型能从根本上消除电容式电压互感器的铁磁谐振，降低电压互感器故障率，提高电网运行的安全性、可靠性。而且由于在CVT正常工作时，消谐电阻未并联在其输出端，保证了CVT的测量精度。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的电原理图。
图中各标号为：CPU、微处理器；J、消谐继电器；J-1、继电器J的常开触点；F、运算放大器； T、辅助变压器；CVT、电容式电压互感器；R0、R1、R2、电阻；L、电抗器；C1、C2、C3、电容；PT、采集互感器；Rw、可调电阻；D1、D2、钳位二极管。
具体实施方式
本实用新型可以在CVT发生铁磁谐振后，自动投入既定阻值的消谐电阻R1以帮助消除谐振。无谐振情况下，消谐电阻R1断开于CVT的二次系统，避免对计量精度造成影响。
参看图1，本装置通过采集互感器PT和信号调理电路采集到现场CVT输出的电信号，采集互感器PT采集输出的电信号经过由运算放大器F组成的信号调理电路整形后，送入CPU。CPU对输入的信号进行采样、运算，通过DFT+海宁窗算法计算出三分频、二分频、工频、三倍频等频率分量的电压值，并将这些分量电压值与设定阈值比较(本装置默认设定阈值：三分频为17V、二分频为25V、工频为160V、三倍频为33V；还可以根据现场情况自行修改设定阈值)：
⑴如果大于设定阈值，认为发生了铁磁谐振，置位相应的遥信位（如：有谐振、有录波数据等），并对事件进行记录；
⑵如果小于设定阈值，装置认为没有发生铁磁谐振；
⑶如果有谐振产生，本装置通过通讯管理机上传故障录波数据；
⑷不管有没有谐振产生，本装置实时计算、判断并上传三分频、二分频、工频、三倍频等频率分量的电压值以及是否有谐振、有录波数据等相关遥信；
本装置监测到铁磁谐振时，经过0.03秒延时后，再次判断是否还有铁磁谐振，如果还有铁磁谐振，CPU启动带有过零触发功能的大功率固态继电器。在电压过零时，大功率固态继电器自动导通，将消谐电阻R1并入CVT的二次绕组，消除谐振。如此反复动作三次，每次闭合45ms（时间可调整），动作间隔200ms。大功率固态继电器出口动作结束后，本装置重新开始监测铁磁谐振，0.5s后如果发现仍然存在铁磁谐振，本装置就发出谐振过压报警。
本装置留有接入局域网的接口，便于实现对一个变电站所有线路CVT的集中监控，同时实现对铁磁谐振波形的采集和保存。
Claims (4)
1.一种线路压变防铁磁谐振装置，其特征是，它包括微处理器（CPU）、消谐继电器（J）、消谐电阻（R1）、采集互感器（PT）和信号调理电路，所述采集互感器（PT）的一次线圈经消谐电阻（R1）接被保护电容式电压互感器（CVT）的输出电压，其二次线圈的输出信号经信号调理电路接微处理器（CPU）的输入端口，所述消谐继电器（J）的控制线圈接微处理器（CPU）的输出端口，其常开触点（J-1）并接在采集互感器（PT）的一次线圈上。
2.根据权利要求1所述线路压变防铁磁谐振装置，其特征是，所述信号调理电路包括运算放大器（F）、固定电阻（R2）、可调电阻（Rw）和电容（C），所述运算放大器（F）的两个输入端分别接于采集互感器（PT）二次线圈的两端，输出端接微处理器（CPU）的输入端口，所述可调电阻（Rw）先与电容（C）串联，再与固定电阻（R2）并联连接后接于运算放大器（F）的反相输入端与输出端之间。
3.根据权利要求1或2所述线路压变防铁磁谐振装置，其特征是，所述采集互感器（PT）的二次线圈上还并接有两个反并联连接的钳位二极管。
4.根据权利要求3所述线路压变防铁磁谐振装置，其特征是，所述消谐继电器（J）为大功率固态继电器。
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|---|---|---|---|---|
| CN109270449A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-25 | 国电大渡河瀑布沟发电有限公司 | 高压gis开关站电压互感器铁磁谐振的预警装置及方法 |
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