CN203014379U - 一种线路压变谐波抑制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种线路压变谐波抑制装置，属于电力继电保护技术领域，包括箱体，以及安装在箱体内的防雷器、控制变压器、低通滤波器和电缆，其中，防雷器输入端连接线路压变二次侧，输出端连接控制变压器的输入端，低通滤波器的输入端连接控制变压器的输出端，输出端连接继电保护装置，上述装置通过电缆相互连接。从线路压变二次侧出来的混合波形通过防雷器，可以滤除其中的过压分量；再通过控制变压器将直流分量滤波，此时混合波形中只剩下工频和谐波，就可以得到光滑的波形。上述谐波抑制装置能大幅度降低谐波分量，进而保护继电保护装置不受谐波的影响，保证整个电网的安全性和稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种线路压变谐波抑制装置，属于电力继电保护技术领域。
背景技术
线路压变全称为线路侧电压互感器，由于输电线路通常电压等级较高，一般在10kV以上，无法使用仪表直接对其测量，此时使用电压互感器将线路高压降低至100V，就可以使用仪表对其进行测量，以判断输电线路运行状态，因此，通过线路压变可监控线路的健康情况，将线路压变的高压侧称为一次侧，低压侧称为二次侧。
谐波是指电流或电压中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频不同的成分都可以称为谐波。在理想的干净的电力系统中，电流和电压都是正弦波的。在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波，因此在理想的电力系统中，不存在谐波分量。然而在实际的供电系统中，由于有非线性负荷的存在，当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时，就形成非正弦电流。任何周期性波形均可分解为一个基频正弦波加上许多谐波频率的正弦波。谐波频率是基频的整倍数，例如基频为50Hz，二次谐波为100Hz，三次谐波则为150Hz。因此畸变的电流波形可能有二次谐波、三次谐波……可能更高倍数的谐波组成。经调查研究，对电力系统危害较大的是20次以上的谐波，即频率为1000Hz的谐波。
当输电线路发生故障时，为防止故障范围继续扩大，此时需要一种元件正确判断输电线路的故障状态，引起开关跳闸，来缩小故障范围，由于该元件曾主要用有触电的继电器来保护电力系统及其元件，使之免遭损害，所以也称继电保护。基本作用是：当电力系统发生故障或异常状况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常状况根源，以减轻或避免设备的损坏和相邻地区供电的影响。
目前，各个电网用电负荷越来越大，以临安电网为例，自2012年以来，已经超过30亿千瓦时，35kV以上的，高压变电所已达到30个左右，涉及到的厂家越来越多，相近设备参数不一，由此得到装在高压变电所内的继电保护，装置正不断受到正常情况下和某些特殊情况下产生的谐波干扰。这些谐波干扰轻则影响保护装置寿命，重则造成一些线路的保护装置“失聪”，不能及时处理线路的现时状态，造成单条停电，给客户带来损失，引发客户投诉，严重时几条线路停电，引发区域性故障，带来灾难。例如，某110kV变电站35kV线路在2011年发生多起压变损坏和保护保护装置误判断，引起电路停电，给企事业单位和居民生活带来极大地不变。据统计，由于谐波存在，临安电网发生多起线路误跳事故，也发生线路压变损毁现象，不能实现降压功能。
有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种线路压变谐波抑制装置，本案由此产生。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种可大幅度降低谐波分量的线路压变谐波抑制装置，主要是对频率为1000 Hz的谐波进行抑制。
为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种线路压变谐波抑制装置，包括箱体，以及安装在箱体内的防雷器、控制变压器、低通滤波器和电缆等，其中，防雷器输入端连接线路压变二次侧，输出端连接控制变压器的输入端，低通滤波器的输入端连接控制变压器的输出端，输出端连接继电保护装置，上述装置通过电缆相互连接。
作为优选，上述防雷器采用氧化锌防雷器，防雷器的主要作用是防止过电压。
作为优选，上述控制变压器一次侧和二次侧之比为100V/100V，主要起着电气隔离和滤波直流分量的作用。
作为优选，上述低通滤波器采用无源滤波器。在继电保护装置和压变二次侧连线之间增加低通滤波器，有效滤除谐波分量。
作为优选，上述连接用的电缆采用屏蔽电缆。
作为优选，上述箱体采用不锈钢材质焊接而成。
从线路压变二次侧出来的电压量不但有工频量，还有直流分量，谐波分量甚至有过压分量，这些量综合在一起，造成波形不光滑，有弯曲和“毛刺”现象，考虑到雷击产生的过压会对低通滤波器造成影响，因此并联防雷器，混合波形通过防雷器，可以滤除其中的过压分量。由于直流电压不能产生变化的磁通，因此可以通过控制变压器将直流分量滤波，此时混合波形中只剩下工频和谐波，其中，频率在1000 Hz 以上的谐波占谐波量比例高，并且对电力系统危险大，因此本实用性所述的谐波是指频率为1000 Hz的正弦波，通过低通滤波器对谐波进行滤除，就可以得到光滑的波形。上述谐波抑制装置能大幅度降低谐波分量，进而保护继电保护装置不受谐波的影响，保证整个电网的安全性和稳定性。
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例的线路压变谐波抑制装置原理图；
图2 为采用线路压变谐波抑制装置前后谐波分量所占比值比较图。
具体实施方式
一种线路压变谐波抑制装置，包括箱体，以及安装在箱体内的防雷器1、控制变压器2、低通滤波器3和电缆4等，其中，防雷器1输入端连接线路压变5二次侧，输出端连接控制变压器3的输入端，低通滤波器3的输入端连接控制变压器2的输出端，输出端连接继电保护装置6，上述装置通过电缆相互连接。
在本实施中，上述防雷器1采用氧化锌防雷器，滤除100~1500V之内的过电压。
为了使防雷器1和低通滤波器3更好工作，两者之间不产生影响，在两者之间增加控制变压器2，实现电气隔离，所述控制变压器2一次侧和二次侧之比为100V/100V，除电气隔离作用外，还起着滤除直流分量的作用。
因为使用有源滤波器需要增加低通滤波器3和直流电源之间的连线，在一定程度上降低了电力系统运行可靠性，因此在本实施例中，所述低通滤波器3采用无源滤波器，在继电保护装置6和压变二次侧连线之间增加低通滤波器3，有效滤除谐波分量。
上述连接用的电缆4采用屏蔽电缆，在本实施例中，为尽量降低谐波干扰，采用2.55 mm2的屏蔽电缆。
上述箱体采用不锈钢材质焊接而成，具体尺寸取决于低通滤波器3、控制变压器2的余量，在本实施例中，箱体尺寸为400*200*220 mm2。
从线路压变5二次侧出来的混合波形通过防雷器1，滤除其中的过压分量，由于直流电压不能产生变化的磁通，因此可以通过控制变压器2将直流分量滤波，此时混合波形中只剩下工频和谐波，通过低通滤波器4对谐波进行滤除，就可以得到光滑的工频量。
如表1和图2所示，为采用线路压变谐波抑制装置前后，谐波分量所占比值的统计和对比情况，其中，U1为线路压变二次侧电压，即总电压；U2为频率为1000Hz电压的累加，即谐波电压。采用本实施例所述的线路压变谐波抑制装置后，U2/U1的比值大幅度降低，由原来的5%降低到0.5%，比预期设定目标2.5%更为理想。
表1： 采用线路压变谐波抑制装置前后谐波分量所占比值统计表
上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
Claims (6)
1.一种线路压变谐波抑制装置，其特征在于：包括箱体，以及安装在箱体内的防雷器、控制变压器、低通滤波器和电缆，其中，防雷器输入端连接线路压变二次侧，输出端连接控制变压器的输入端，低通滤波器的输入端连接控制变压器的输出端，输出端连接继电保护装置，上述装置通过电缆相互连接。
2.如权利要求1所述的一种线路压变谐波抑制装置，其特征在于：所述防雷器采用氧化锌防雷器。
3.如权利要求1所述的一种线路压变谐波抑制装置，其特征在于：所述控制变压器一次侧和二次侧之比为100V/100V。
4.如权利要求1所述的一种线路压变谐波抑制装置，其特征在于：所述低通滤波器采用无源滤波器。
5.如权利要求1所述的一种线路压变谐波抑制装置，其特征在于：所述电缆采用屏蔽电缆。
6.如权利要求1所述的一种线路压变谐波抑制装置，其特征在于：所述箱体采用不锈钢材质焊接而成。
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|---|---|---|---|---|
| CN103904652A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-07-02 | 大连理工大学 | 一种能抗脉冲噪声干扰的供电网谐波抑制方法和系统 |
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