專利名稱：一種電壓互感器鐵磁諧振診斷與消諧方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于互感器的鐵磁諧振故障的診斷與消除方法，屬控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電壓互感器是電力系統(tǒng)中常用的設(shè)備，它的接入會(huì)和系統(tǒng)中存在的電容組成眾多復(fù)雜的振蕩回路。由于電磁式電壓互感器的非線性特性，當(dāng)滿足一定條件時(shí)，就有可能激發(fā)起鐵磁諧振過(guò)電壓。鐵磁諧振的頻率可以是基波，也可以是高次諧波(一般為3倍頻)或分次諧波(一般為3分頻、2分頻等)。當(dāng)互感器所在的電力系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振時(shí)，經(jīng)常導(dǎo)致電壓互感器燒毀或爆炸，造成惡性事故。為此，傳統(tǒng)的解決方法是在互感器開(kāi)口三角繞組上串接燈泡或電阻進(jìn)行衰減。這種方法是把一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單地進(jìn)行了打包，以致無(wú)法針對(duì)具體問(wèn)題作出準(zhǔn)確的診斷，不能從根本上解決問(wèn)題。
為此，一種模擬式消諧裝置應(yīng)運(yùn)而生，它能消除某一特定頻率的鐵磁諧振，然而卻又常因弧光接地而誤動(dòng)作。隨后，人們又提出一種微機(jī)智能化的消諧方法，然其判斷的依據(jù)仍是電壓互感器開(kāi)口三角電壓的數(shù)值。電壓互感器發(fā)生鐵磁諧振時(shí)，開(kāi)口三角出現(xiàn)電壓僅是故障特征之一，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地、電壓互感器發(fā)生高壓側(cè)熔斷器熔斷或發(fā)生系統(tǒng)諧振，開(kāi)口三角都要出現(xiàn)電壓，此時(shí)以此為判據(jù)的這種消諧裝置不可避免的也要發(fā)生誤動(dòng)作、誤報(bào)警。
另外，由于諧振回路及諧振成因的復(fù)雜性，導(dǎo)致諧振頻率的多樣性，表現(xiàn)為三分頻諧振、二分頻及其附近頻率的諧振、工頻諧振、三倍頻諧振，等等。而普通消諧裝置僅能消除某一頻率的諧振而不能完全消除各種頻率的諧振，以致產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于克服傳統(tǒng)諧振診斷易于誤報(bào)的缺陷而提供一種能對(duì)鐵磁諧振進(jìn)行準(zhǔn)確診斷從而能可靠進(jìn)行消諧的電壓互感器鐵磁諧振診斷與消諧方法。
解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是一種電壓互感器鐵磁諧振的診斷與消諧方法，它利用電壓互感器的基本副線圈、輔助副線圈來(lái)測(cè)量系統(tǒng)的線電壓、相電壓、和輔助副線圈即開(kāi)口三角繞組的電壓，以電壓互感器開(kāi)口三角電壓的數(shù)值為依據(jù)，并以短接三角繞組開(kāi)口作為消除鐵磁諧振的途徑，其改進(jìn)為，它還引入電力系統(tǒng)的A、B、C三相電壓的數(shù)值為另一參數(shù)，若檢測(cè)開(kāi)口三角的電壓為30～100V，A、B、C三相電壓超出正常值，則判斷為鐵磁諧振發(fā)生。
上述電壓互感器鐵磁諧振的診斷與消諧方法，若檢測(cè)A、B、C三相電壓同時(shí)升高，過(guò)電壓為3倍以上，電流不大，則判斷為三倍頻諧振。
上述電壓互感器鐵磁諧振的診斷與消諧方法，若檢測(cè)A、B、C三相中兩相電壓升高，一相電壓降低，過(guò)電壓為2～3倍，則判斷為基波諧振。
上述電壓互感器鐵磁諧振的診斷與消諧方法，若檢測(cè)A、B、C三相電壓升高，其數(shù)值為兩倍過(guò)壓，過(guò)流達(dá)30-50倍，則判斷為分頻諧振。
上述電壓互感器鐵磁諧振的診斷與消諧方法，若檢測(cè)A、B、C三相電壓值不變、開(kāi)口三角電壓值不變，并有大于8伏的負(fù)序電壓，則判斷為僅電壓互感器高壓側(cè)熔斷器熔斷；若檢測(cè)A、B、C三相電壓相有一相相電壓為零、開(kāi)口三角無(wú)電壓，則判斷為僅電壓互感器低壓側(cè)熔斷器熔斷；若檢測(cè)A、B、C三相電壓、計(jì)算出30～100零序電壓，開(kāi)口三角無(wú)電壓，則判斷為僅開(kāi)口三角回路熔斷器熔斷。
按照本發(fā)明提供的診斷與消諧方法，在引入電壓互感器開(kāi)口三角電壓的基礎(chǔ)上又引入了系統(tǒng)A、B、C三相電壓的變量，通過(guò)檢測(cè)這兩個(gè)變量，大大規(guī)范了故障類型診斷的判據(jù)，為準(zhǔn)確作出鐵磁諧振報(bào)警、觸發(fā)消諧裝置正確動(dòng)作、消除存在的動(dòng)作誤區(qū)提供了原理上的保證。
具體實(shí)施例方式
以下將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
本發(fā)明是在充分研究鐵磁諧振機(jī)理的基礎(chǔ)上，充分認(rèn)識(shí)到分頻諧振是在電源中性點(diǎn)受某種擾動(dòng)而產(chǎn)生的電勢(shì)的激勵(lì)下而引起的。經(jīng)研究，諧振的頻率可以是工頻除以某整數(shù)，其中最易產(chǎn)生的是二分之一分頻且不是整倍數(shù)，而是略低于二分之一工頻，往往為24-24.5-24.8Hz，視系統(tǒng)阻尼率而定。分頻諧振時(shí)三相電壓同時(shí)升高；但過(guò)電壓并不高，約為兩倍過(guò)壓，而互感器的電流往往可達(dá)30-50倍，常常使電壓互感器因過(guò)熱而爆炸?；ㄖC振表現(xiàn)為兩相電壓升高，一相電壓降低，而且會(huì)發(fā)生輪換現(xiàn)象，過(guò)電壓一般為2-3倍，幅值不太高。三倍頻諧振三相電壓同時(shí)升高，一般電流不大，但過(guò)電壓很高，經(jīng)常使電壓互感器絕緣損壞。經(jīng)過(guò)以上分析，不難發(fā)現(xiàn)引入系統(tǒng)三相電壓對(duì)于區(qū)別不同的諧振頻率，提供了強(qiáng)有力的輔助判據(jù)。
普通電磁式電壓互感器包括原線圈、基本副線圈、輔助副線圈，用來(lái)測(cè)量系統(tǒng)的線電壓、相電壓和在單相接地時(shí)出現(xiàn)的零序電壓，本發(fā)明也不例外。輔助副線圈即開(kāi)口三角繞組用來(lái)測(cè)量單相接地時(shí)出現(xiàn)的零序電壓，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)電壓為零。為了在一定程度上保護(hù)電壓互感器本身，在其高壓側(cè)往往裝有高壓熔斷器，若因某些原因造成這些熔斷器熔斷，斷一相或兩相保險(xiǎn)將使輔助副線圈出現(xiàn)較高電壓值，這個(gè)電壓超過(guò)了一般保護(hù)裝置的整定值，直接造成這些裝置誤動(dòng)。輔助副線圈即開(kāi)口三角繞組也是一般電力諧振消除裝置用來(lái)檢測(cè)諧振和消諧的唯一途徑，此種情況與工頻諧振時(shí)開(kāi)口三角反映的情況相同，造成這些消諧裝置誤動(dòng)。在引入A、B、C三相電壓檢測(cè)后，則可將其與諧振區(qū)別開(kāi)來(lái)，理由為1、高壓側(cè)熔斷器熔斷時(shí)反映到基本副線圈僅為缺相運(yùn)行，正常相的電壓不變，開(kāi)口三角電壓也為固定值。但諧振時(shí)將伴隨A、B、C三相電壓相對(duì)于正常時(shí)的顯著變化。2、熔斷器熔斷時(shí)將造成可從A、B、C三相中計(jì)算出大于8伏的負(fù)序電壓，這是高壓側(cè)熔斷器熔斷時(shí)才有的故障特征。因此，利用這兩點(diǎn)可以正確的將高壓側(cè)熔斷器熔斷這種故障明確的與鐵磁諧振區(qū)分開(kāi)來(lái)，并準(zhǔn)確報(bào)警，提示電力系統(tǒng)運(yùn)行人員及時(shí)更換高壓側(cè)保險(xiǎn)，消除運(yùn)行隱患。
電壓互感器的低壓側(cè)A、B、C三相同樣裝有熔斷器，它們?nèi)蹟鄷r(shí)開(kāi)口三角雖不會(huì)出現(xiàn)電壓，但會(huì)使變電站的一些表計(jì)、保護(hù)、自動(dòng)化裝置不能正常使用，所以及時(shí)發(fā)現(xiàn)這種故障的重要性同樣不能忽視。它的故障特征表現(xiàn)為開(kāi)口三角無(wú)電壓，熔斷器未熔斷的相電壓為正常值，熔斷的相電壓為零，用以上的原理本裝置可準(zhǔn)確的對(duì)電壓互感器的低壓側(cè)A、B、C三相熔斷器熔斷準(zhǔn)確報(bào)警，提示電力系統(tǒng)運(yùn)行人員及時(shí)更換低壓側(cè)保險(xiǎn)，消除運(yùn)行隱患。
有的系統(tǒng)在電壓互感器開(kāi)口三角一側(cè)也裝有保險(xiǎn)，而普通消諧裝置即完全利用開(kāi)口三角繞組作為檢測(cè)諧振和消諧的唯一途徑，若此保險(xiǎn)一旦熔斷，這類裝置將立刻失去其消諧作用，電壓互感器將失去保護(hù)，被置于非常危險(xiǎn)的境地。本方法通過(guò)引入A、B、C三相電壓檢測(cè)就非常輕松的解決了這一問(wèn)題。我們知道，電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)(相間短路時(shí)，開(kāi)口三角無(wú)電壓即沒(méi)有零序網(wǎng)絡(luò)，但這種故障將由于其他一些顯著的特征會(huì)被保護(hù)裝置立即將故障線路從系統(tǒng)中切除，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。所以此種情況不影響消諧裝置的正確報(bào)警，可不予考慮。例如單相接地時(shí)，開(kāi)口三角將出現(xiàn)30-100伏的電壓，這個(gè)電壓為零序電壓，裝置可由開(kāi)口三角采集到，也可由A、B、C三相計(jì)算得來(lái)，這兩個(gè)值應(yīng)相等。如果由A、B、C三相計(jì)算出零序電壓，而開(kāi)口三角未采集到任何電壓則可以判定開(kāi)口三角回路保險(xiǎn)熔斷。用以上的原理，本方法可準(zhǔn)確的對(duì)電壓互感器開(kāi)口三角一側(cè)熔斷器熔斷準(zhǔn)確報(bào)警，提示電力系統(tǒng)運(yùn)行人員及時(shí)更換保險(xiǎn)，消除運(yùn)行隱患。
通過(guò)以上的分析不難發(fā)現(xiàn)，引入A、B、C三相電壓后，本方法甚至可以對(duì)電壓互感器的所有熔斷器全部熔斷這一情況報(bào)警，其表現(xiàn)為開(kāi)口三角無(wú)電壓，A、B、C三相無(wú)電壓，這種情況與低壓側(cè)A、B、C三相熔斷器熔斷的報(bào)警類型相同。
容易使一般消諧裝置誤動(dòng)的另一情況是系統(tǒng)單相接地，電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，開(kāi)口三角出現(xiàn)30-100伏的電壓，這個(gè)電壓為零序電壓，對(duì)于將開(kāi)口三角電壓作為用來(lái)檢測(cè)諧振和消諧的唯一途徑的消諧裝置，這種情況必然誤動(dòng)無(wú)疑，而本方法引入A、B、C三相電壓則可將這種故障類型剔除并準(zhǔn)確報(bào)警，理由是1、發(fā)生單相接地時(shí)，開(kāi)口三角出現(xiàn)的電壓為30--100伏；2、A、B、C三相計(jì)算出的零序電壓與開(kāi)口三角采集到的電壓基本相同；3、由A、B、C三相計(jì)算出的負(fù)序電壓小于8伏。由以上三方面的判斷可將單相接地明確的診斷出來(lái)、準(zhǔn)確報(bào)警。
從以上的分析可以看出，本方法通過(guò)引入A、B、，C三相電壓，成功的解決了現(xiàn)有診斷消諧方法中存在的一系列技術(shù)問(wèn)題，是指導(dǎo)設(shè)計(jì)各種電壓互感器鐵磁諧振診斷、消諧裝置的全新技術(shù)解決方案。
權(quán)利要求
1.一種電壓互感器鐵磁諧振的診斷與消諧方法，它利用電壓互感器的基本副線圈、輔助副線圈來(lái)測(cè)量系統(tǒng)的線電壓、相電壓、和輔助副線圈即開(kāi)口三角繞組的電壓，以電壓互感器開(kāi)口三角電壓的數(shù)值為依據(jù)，并以短接三角繞組開(kāi)口作為消除鐵磁諧振的途徑，其特征在于，它引入電力系統(tǒng)的A、B、C三相電壓的數(shù)值為另一參數(shù)，若測(cè)得開(kāi)口三角的電壓為30～100V，A、B、C三相電壓超出于正常值，則判斷為鐵磁諧振發(fā)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓互感器鐵磁諧振的診斷與消諧方法，其特征在于，若測(cè)得A、B、C三相電壓升高，其數(shù)值為兩倍過(guò)壓，過(guò)流達(dá)30-50倍，則判斷為分頻諧振。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓互感器鐵磁諧振的診斷與消諧方法，其特征在于，若測(cè)得A、B、C三相電壓同時(shí)升高，過(guò)電壓為3倍以上，電流不大，則判斷為三倍頻諧振。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓互感器鐵磁諧振的診斷與消諧方法，其特征在于，若測(cè)得A、B、C三相中兩相電壓升高，一相電壓降低，過(guò)電壓為2～3倍，則判斷為基波諧振。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓互感器鐵磁諧振的診斷與消諧方法，其特征在于，若測(cè)得A、B、C三相電壓值不變、開(kāi)口三角電壓值不變，并有大于8伏的負(fù)序電壓，則判斷為僅電壓互感器高壓側(cè)熔斷器熔斷；若測(cè)得A、B、C三相電壓相有一相相電壓為零、開(kāi)口三角無(wú)電壓，則判斷為僅電壓互感器低壓側(cè)熔斷器熔斷；若測(cè)得A、B、C三相電壓、計(jì)算出30～100伏零序電壓，開(kāi)口三角無(wú)電壓，則判斷為僅開(kāi)口三角回路熔斷器熔斷。
全文摘要
一種電壓互感器鐵磁諧振診斷與消諧方法，屬控制技術(shù)領(lǐng)域，用于克服傳統(tǒng)諧振診斷易于誤報(bào)的問(wèn)題。其方案是，它利用電壓互感器的基本副線圈、輔助副線圈來(lái)測(cè)量系統(tǒng)的線電壓、相電壓和輔助副線圈的電壓，以電壓互感器開(kāi)口三角電壓的數(shù)值為依據(jù)，并以短接三角繞組開(kāi)口作為消除鐵磁諧振的途徑，改進(jìn)后的方案引入了電力系統(tǒng)的A、B、C三相電壓的數(shù)值為另一判據(jù)參數(shù)，若檢測(cè)開(kāi)口三角的電壓為30～100V，A、B、C三相電壓超出正常值，則判斷為鐵磁諧振發(fā)生。按照本發(fā)明提供的診斷方法，通過(guò)兩個(gè)變量的檢測(cè)，大大規(guī)范了故障類型診斷的判據(jù)，為準(zhǔn)確提供諧振警報(bào)、觸發(fā)消諧裝置正確動(dòng)作、消除存在動(dòng)作誤區(qū)提供了原理上的保證。
文檔編號(hào)H02H7/05GK1560639SQ20041000615
公開(kāi)日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2004年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者李文征, 鄭春宇 申請(qǐng)人:保定浪拜迪電氣股份有限公司