專利名稱：線路壓變防鐵磁諧振裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種適用于電容式電壓互感器(CVT)的防鐵磁諧振裝置，屬電力技術領域。
背景技術：
在電力系統(tǒng)中，由于大量電感性設備，如發(fā)電機、變壓器、電壓互感器、電抗器等，電容性設備，如輸電線路、電容補償器等的使用，以及線路對地電容的存在，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地、運行方式突然改變、系統(tǒng)負荷有較大波動時，電壓互感器繞組電壓發(fā)生變化，從而使PT的激磁阻抗急劇下降，當電抗與容抗處于匹配區(qū)時，便產生了諧振，激發(fā)持續(xù)的鐵磁諧振，使系統(tǒng)產生諧振過電壓，嚴重時會引起PT爆炸，造成事故，直接威脅電力系統(tǒng)的安全運行。微機消諧裝置可以很好地解決電壓互感器的鐵磁諧振過電壓問題，但現有的微機消諧裝置主要針對的是由A、B、C三相一體構筑的電磁式電壓互感器，該裝置通過測量三相電壓互感器的三角開口電壓，利用算法判斷諧振故障。而目前電力系統(tǒng)現場當中的線路電壓互感器只有一相，且多是電容式電壓互感器(圖I中的CVT)。由于電容式電壓互感器(CVT)內部有中間變壓器、電抗器、電容，有可能發(fā)生自身諧振，當發(fā)生一次側突然合閘或二次側短路、又突然消除等沖擊時，過渡過程中產生的過電壓會使中間變壓器的鐵心飽和，出現諧波，進而產生諧振過電壓，危害互感器。顯然，現有的微機消諧裝置無法對電容式電壓互感器(CVT)進行消諧。為了抑制鐵磁諧振，有些CVT在副繞組上設置了內置的消諧電阻R0。但為了保證CVT有足夠的測量精度，總是把回路的串聯電阻設計得盡可能小，所以靠CVT本身電阻來阻尼振蕩是微不足道的，不能很好地消諧，無法避免CVT諧振故障的發(fā)生。有的CVT采用在二次側安裝電燈泡的方法來消除諧振能量，但這種方法不能自動記錄諧振事件，而且在CVT 二次側增加一個固定的負荷，將會影響到CVT測量的準確度和精度，這種CVT滿足不了綜合自動化變電站建設的要求。因此，有必要研制一種專門針對線路CVT的微機消諧裝置。

實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術的不足、提供一種適用于電容式電壓互感器(CVT)的消諧裝置，保證電力系統(tǒng)的安全運行。本實用新型所述問題是以下述技術方案實現的一種線路壓變防鐵磁諧振裝置，構成中包括微處理器、消諧繼電器、消諧電阻、采集互感器和信號調理電路，所述采集互感器的一次線圈經消諧電阻接被保護電容式電壓互感器的輸出電壓，其二次線圈的輸出信號經信號調理電路接微處理器的輸入端口，所述消諧繼電器的控制線圈接微處理器的輸出端口，其常開觸點并接在采集互感器的一次線圈上。上述線路壓變防鐵磁諧振裝置，所述信號調理電路包括運算放大器、固定電阻、可調電阻和電容，所述運算放大器的兩個輸入端分別接于采集互感器二次線圈的兩端，輸出端接微處理器的輸入端口，所述可調電阻先與電容串聯，再與固定電阻并聯連接后接于運算放大器的反相輸入端與輸出端之間。上述線路壓變防鐵磁諧振裝置，所述采集互感器的二次線圈上還并接有兩個反并聯連接的鉗位二極管。上述線路壓變防鐵磁諧振裝置，所述消諧繼電器采用大功率固態(tài)繼電器。本實用新型的微處理器通過采集互感器監(jiān)測被保護電容式電壓互感器的輸出電壓，并分析是否存在諧振故障，當電容式電壓互感器的輸出電壓超過設定的閾值時，微處理器輸出消諧繼電器控制信號，使其常開觸點閉合，將消諧電阻并接在被保護電容式電壓互感器的輸出端，利用消諧電阻消除諧振能量，從而防止諧振故障的發(fā)生。本實用新型能從根本上消除電容式電壓互感器的鐵磁諧振，降低電壓互感器故障率，提高電網運行的安全性、可靠性。而且由于在CVT正常工作時，消諧電阻未并聯在其輸出端，保證了 CVT的測量精度。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。圖I是本實用新型的電原理圖。圖中各標號為CPU、微處理器；J、消諧繼電器J-1、繼電器J的常開觸點；F、運算放大器；T、輔助變壓器；CVT、電容式電壓互感器；R0、R1、R2、電阻；L、電抗器；C1、C2、C3、電容；PT、采集互感器；Rw、可調電阻；D1、D2、鉗位二極管。
具體實施方式
本實用新型可以在CVT發(fā)生鐵磁諧振后，自動投入既定阻值的消諧電阻Rl以幫助消除諧振。無諧振情況下，消諧電阻Rl斷開于CVT的二次系統(tǒng)，避免對計量精度造成影響。參看

圖1，本裝置通過采集互感器PT和信號調理電路采集到現場CVT輸出的電信號，采集互感器PT采集輸出的電信號經過由運算放大器F組成的信號調理電路整形后，送A CPU。CPU對輸入的信號進行采樣、運算，通過DFT+海寧窗算法計算出三分頻、二分頻、工頻、三倍頻等頻率分量的電壓值，并將這些分量電壓值與設定閾值比較(本裝置默認設定閾值三分頻為17V、二分頻為25V、工頻為160V、三倍頻為33V ;還可以根據現場情況自行修改設定閾值)⑴如果大于設定閾值，認為發(fā)生了鐵磁諧振，置位相應的遙信位(如有諧振、有錄波數據等)，并對事件進行記錄；⑵如果小于設定閾值，裝置認為沒有發(fā)生鐵磁諧振；⑶如果有諧振產生，本裝置通過通訊管理機上傳故障錄波數據；⑷不管有沒有諧振產生，本裝置實時計算、判斷并上傳三分頻、二分頻、工頻、三倍頻等頻率分量的電壓值以及是否有諧振、有錄波數據等相關遙信；本裝置監(jiān)測到鐵磁諧振時，經過0. 03秒延時后，再次判斷是否還有鐵磁諧振，如果還有鐵磁諧振，CPU啟動帶有過零觸發(fā)功能的大功率固態(tài)繼電器。在電壓過零時，大功率固態(tài)繼電器自動導通，將消諧電阻Rl并入CVT的二次繞組，消除諧振。如此反復動作三次，每次閉合45ms(時間可調整)，動作間隔200ms。大功率固態(tài)繼電器出口動作結束后，本裝置重新開始監(jiān)測鐵磁諧振，0. 5s后如果發(fā)現仍然存在鐵磁諧振，本裝置就發(fā)出諧振過壓報警。本裝置留有接入局域網的接口，便于實現對一個變電站所有線路CVT的集中監(jiān)控，同時實現對鐵磁諧振波 形的采集和保存。
權利要求1.一種線路壓變防鐵磁諧振裝置，其特征是，它包括微處理器(CPU)、消諧繼電器(J)、消諧電阻(R1)、采 集互感器(PT)和信號調理電路，所述采集互感器(PT)的一次線圈經消諧電阻(Rl)接被保護電容式電壓互感器(CVT)的輸出電壓，其二次線圈的輸出信號經信號調理電路接微處理器(CPU)的輸入端口，所述消諧繼電器(J)的控制線圈接微處理器(CPU)的輸出端口，其常開觸點(J-I)并接在采集互感器(PT)的一次線圈上。
2.根據權利要求I所述線路壓變防鐵磁諧振裝置，其特征是，所述信號調理電路包括運算放大器(F)、固定電阻(R2)、可調電阻(Rw)和電容(C)，所述運算放大器(F)的兩個輸入端分別接于采集互感器(PT) 二次線圈的兩端，輸出端接微處理器(CPU)的輸入端口，所述可調電阻(Rw)先與電容(C)串聯，再與固定電阻(R2)并聯連接后接于運算放大器(F)的反相輸入端與輸出端之間。
3.根據權利要求I或2所述線路壓變防鐵磁諧振裝置，其特征是，所述采集互感器(PT)的二次線圈上還并接有兩個反并聯連接的鉗位二極管。
4.根據權利要求3所述線路壓變防鐵磁諧振裝置，其特征是，所述消諧繼電器(J)為大功率固態(tài)繼電器。
專利摘要一種線路壓變防鐵磁諧振裝置，用于對電容式電壓互感器進行監(jiān)測與保護。其技術方案是它包括微處理器、消諧繼電器、消諧電阻、采集互感器和信號調理電路，所述采集互感器的一次線圈經消諧電阻接被保護電容式電壓互感器的輸出電壓，其二次線圈的輸出信號經信號調理電路接微處理器的輸入端口，所述消諧繼電器的控制線圈接微處理器的輸出端口，其常開觸點并接在采集互感器的一次線圈上。本實用新型能從根本上消除電容式電壓互感器的鐵磁諧振，降低電壓互感器故障率，提高電網運行的安全性、可靠性。而且由于在CVT正常工作時，消諧電阻未并聯在其輸出端，保證了CVT的測量精度。
文檔編號H02H9/04GK202797939SQ201220406250
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權日2012年8月16日
發(fā)明者杜永平, 凌釗, 曹新義, 丁偉群, 王海冰, 李友忠, 楊英, 石偉, 何春光 申請人:安徽省電力公司宿州供電公司, 保定天威恒通電氣有限公司