一種適用于諧波測量的電容式電壓互感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)領(lǐng)域的新型電容式電壓互感器。具體地說是可以測量系統(tǒng)諧波電壓水平的新型電容式電壓互感器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大容量非線性用電設(shè)備特別是電力電子裝置在交通、化工、冶金、鋼鐵、煤炭等部門的大量應(yīng)用，加之家用電器的日益增加普及電網(wǎng)中的諧波問題日益突出，惡化了電能質(zhì)量，對(duì)電力系統(tǒng)和電力設(shè)備產(chǎn)生了極大的危害。因而很多用戶對(duì)電網(wǎng)諧波越來越重視，希望能對(duì)它進(jìn)行連續(xù)不間斷地在線測試。
[0003]現(xiàn)有的電壓互感器一般選用0.2級(jí)，進(jìn)行基波電壓測量時(shí)，頻率允許偏差很小，電網(wǎng)頻率在合格范圍(50±0.5Hz) I內(nèi)時(shí)測量的電壓是最準(zhǔn)確的。而電容式電壓互感器的電抗都是和頻率相關(guān)的，其中容抗和頻率成反比，感抗和頻率成正比，測量高于基波頻率的諧波時(shí)，電容式電壓互感器在不同頻率下測出的電壓的變比是不同的。
[0004]我國110kV、220kV及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)中通常裝設(shè)的電容式電壓互感器(CVT)，大部分型號(hào)的CVT幅頻特性和角頻特性都較差，難以勝任含諧波的信號(hào)測量。
[0005]對(duì)于一個(gè)普遍使用的設(shè)備而言，如果只是起到無諧波電網(wǎng)的測量作用，從應(yīng)用普遍適用性來考慮的話，是比較限制的。所以要充分利用電容式電壓互感器的投資，對(duì)現(xiàn)有的傳統(tǒng)電容式電壓互感器進(jìn)行一定的改進(jìn)，使其在諧波電壓水平的測量中能夠發(fā)揮更重要的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是針對(duì)目前的電容式電壓互感器測量電網(wǎng)諧波信號(hào)出現(xiàn)畸變的問題，提出的一種改進(jìn)。通過改進(jìn)，該裝置可以正確的測量高壓以及超高壓電網(wǎng)上的諧波信號(hào)，為電網(wǎng)的電壓水平實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)揮更多重、更重要的作用。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:將傳統(tǒng)的電容式電壓互感器與電容分壓諧波測量裝置相結(jié)合。這種改進(jìn)的新型電容式電壓互感器通過電容分壓器實(shí)現(xiàn)諧波測量。該裝置不僅具有常規(guī)的電容式電壓互感器的功能，如電壓計(jì)量、繼電保護(hù)及載波通訊功能，還可用于測量高壓及超高壓上的諧波以及實(shí)時(shí)觀測電網(wǎng)電壓波形進(jìn)行。
[0008]相比于其他的電壓測量設(shè)備，電容式電壓互感器，體積小，重量輕，維護(hù)工作量少，電場強(qiáng)度裕度大，絕緣可靠性高，且分壓電容可兼作耦合電容器供高頻載波通道使用，不會(huì)與開關(guān)端口電容形成鐵磁諧振、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。所以本發(fā)明是在傳統(tǒng)電容式電壓互感器的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造的。
[0009]相比較其他電容式電壓互感器，本裝置采用速飽和型阻尼器抑制中間變壓器鐵磁諧振。速飽和型阻尼器在系統(tǒng)激發(fā)過電壓時(shí)電抗器快速深度飽和，電感值下降，大電流通過串聯(lián)電阻，產(chǎn)生很大的阻尼功率，能有效阻尼鐵磁諧振。所以本發(fā)明采用了速飽和型阻尼器。
[0010]通過對(duì)電容式電壓互感器中電容分壓器改進(jìn)，來達(dá)到測量諧波電壓水平的目的。通過測量電容器兩端的諧波分量就可以知道電網(wǎng)電壓諧波分量。由電容分壓器反映母線電壓諧波水平。將電容器兩端電壓信號(hào)接入諧波分析儀，即可獲得諧波含量。
【附圖說明】
[0011]圖1為改進(jìn)的電容式電壓互感器的原理圖。
[0012]圖2為改進(jìn)的電容式電壓互感器的等效電路簡圖。
[0013]圖3為該改進(jìn)的電容式電壓互感器應(yīng)用于電網(wǎng)的等效電路圖。
具體實(shí)施方案
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0015]參照附圖1，本發(fā)明專利所公開的是一種改進(jìn)的電容式電壓互感器裝置。該裝置是將傳統(tǒng)的電容式電壓互感器電網(wǎng)側(cè)加裝分壓電容電容器，使該裝置不僅能測量基波電壓以及系統(tǒng)保護(hù)和自動(dòng)裝置的基波信號(hào)變換中完全能夠滿足系統(tǒng)的要求，還可用于測量高壓及超高壓上的諧波以及實(shí)時(shí)觀測電網(wǎng)電壓波形進(jìn)行。
[0016]參照附圖2，本發(fā)明中采用速飽和型阻尼器。速飽和型阻尼器在系統(tǒng)激發(fā)過電壓時(shí)電抗器快速深度飽和，電感值下降，大電流通過串聯(lián)電阻，產(chǎn)生很大的阻尼功率，能有效阻尼鐵磁諧振；在正常運(yùn)行條件下，阻尼器阻抗大消耗功率很小，對(duì)電容式電壓互感器誤差影響很小。與其它阻尼器比較速飽和型阻尼器主要優(yōu)點(diǎn)是有較好的瞬變響應(yīng)特性，當(dāng)一次側(cè)發(fā)生對(duì)地短路時(shí)，在20ms以內(nèi)，可使二次電壓降到額定值的5%以下。剩余電壓值接近于O,能夠很好地滿足快速繼電保護(hù)的要求。
[0017]參照附圖3，本裝置由改進(jìn)電容器作為諧波測量元件，真實(shí)反映高壓母線電壓水平。本發(fā)明裝置可在大電網(wǎng)或變電站規(guī)劃安裝初期直接作為二次側(cè)測量設(shè)備安裝于電網(wǎng)母線，可在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測。無需為測試接線提前斷開隔離開關(guān)、刀閘、斷路器，更無需拆裝套管或電壓互感器末屏取電壓信號(hào)。該諧波測量裝置，充分考慮了現(xiàn)場工況，可直接用于現(xiàn)場測量。該電容式電壓互感器充分考慮了安裝以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
[0018]本裝置，可由開關(guān)裝置直接控制。當(dāng)需要測量電網(wǎng)諧波水平時(shí)，直接斷開控制開關(guān)，由改進(jìn)的電容分壓器兩端電壓水平反映母線電壓諧波水平。再將電容器兩端電壓信號(hào)接入諧波分析儀，由分析儀直接實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電壓水平的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明提出一種新型電容式電壓互感器，其特征在于，具有基波電壓測量、諧波電壓測量、繼電保護(hù)功能以及載波通訊功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述改進(jìn)電容式電壓互感器，其特征在于，針對(duì)目前的電容式電壓互感器測量電網(wǎng)諧波信號(hào)出現(xiàn)畸變的問題，提出的一種改進(jìn)。相比于其他的電壓互感器設(shè)備，該裝置可以正確的測量高壓以及超高壓電網(wǎng)上的諧波信號(hào)，為電網(wǎng)的電壓水平實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)揮更多重、更重要的作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述改進(jìn)電容式電壓互感器，其特征在于，將傳統(tǒng)的電容式電壓互感器與電容分壓諧波測量裝置相結(jié)合。這種改進(jìn)的新型電容式電壓互感器通過電容分壓器實(shí)現(xiàn)諧波測量。該裝置不僅具有常規(guī)的電容式電壓互感器的功能，如電壓計(jì)量、繼電保護(hù)及載波通訊功能，還可用于測量高壓及超高壓上的諧波以及實(shí)時(shí)觀測電網(wǎng)電壓波形進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述改進(jìn)電容式電壓互感器，其特征在于，相比于其他的電壓測量設(shè)備，電容式電壓互感器，體積小，重量輕，維護(hù)工作量少，電場強(qiáng)度裕度大，絕緣可靠性高，且分壓電容可兼作耦合電容器供高頻載波通道使用，不會(huì)與開關(guān)端口電容形成鐵磁諧振、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述改進(jìn)電容式電壓互感器，其特征在于，相比較其他電容式電壓互感器，本裝置采用速飽和型阻尼器抑制中間變壓器鐵磁諧振。速飽和型阻尼器在系統(tǒng)激發(fā)過電壓時(shí)電抗器快速深度飽和，電感值下降，大電流通過串聯(lián)電阻，產(chǎn)生很大的阻尼功率，能有效阻尼鐵磁諧振。
【專利摘要】隨著大容量非線性用電設(shè)備特別是電力電子裝置在交通、化工、冶金、鋼鐵、煤炭等部門的大量應(yīng)用，因而很多用戶希望能對(duì)它進(jìn)行連續(xù)不間斷地在線測試。本發(fā)明提出了一種改進(jìn)的新型電容式電壓互感器，這種新型的電容式電壓互感器是在傳統(tǒng)的電容式電壓互感器的基礎(chǔ)之上，加裝電容分壓器作為諧波測量的測量元件。改進(jìn)的電容式電壓互感器不僅具有常規(guī)的電容式電壓互感器的功能，如電壓計(jì)量、繼電保護(hù)及載波通訊，還可用于測量高壓及超高壓上的諧波以及實(shí)時(shí)觀測電網(wǎng)電壓波形。另外，該電容式電壓互感器可在大電網(wǎng)或變電站規(guī)劃安裝初期直接作為二次側(cè)測量設(shè)備安裝于電網(wǎng)母線，可在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測。在很大程度上提高了安裝以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
【IPC分類】G01R15-06, G01R23-16
【公開號(hào)】CN104749408
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310732351
【發(fā)明人】李琳, 劉觀起, 原亞寧, 吳麗娜
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)（保定）
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月27日