用於中壓電壓互感器的保護系統的製作方法

2023-09-18 02:31:00 1

專利名稱：用於中壓電壓互感器的保護系統的製作方法
技術領域：
本發明的主題是一種用於中壓電壓互感器的保護系統，應用於發生在三相中壓電壓網絡的三個電壓互感器中的至少一個的鐵磁諧振狀態的衰減中。
對於電氣設備中的鐵磁諧振狀態衰減，尤其是在電壓互感器中，通常使用電阻值為幾十歐姆的保護電阻器。這樣的電阻器連接到形成開口三角系統的三個單相互感器的三個輔助次級繞組。儘管這種方案採取了簡單的設計，但其還是具有明顯的缺點。假設在供電網中出現持續的不平衡，需要用於鐵磁諧振震蕩衰減的有效性的小電阻值保護電阻器產生對於互感器或電阻器本身的熱破壞的危險。實際上，使用功率為幾百瓦並且具有大尺寸的衰減電阻器。
PTC電阻器、雙金屬電路斷路器或熱熔絲通常用來保護電氣設備免受例如由電壓過載引起的熱損壞。
例如，一種保護通信系統的模塊，其由串聯到用戶的網側繞組中的PTC熱敏電阻以及在用戶的網側繞組和接地之間並聯的可控矽二極體組成，這可從申請號為3621200的德國專利申請了解到。如果在用戶的線路中出現了不希望的電壓，則流過可控矽二極體的電流將其加熱，因此熱敏電阻也被加熱，因為該二極體熱連接到PTC熱敏電阻。結果，熱敏電阻增加並且減小了電壓過載。
中壓電壓互感器保護系統的本體包括連接到三個單相互感器的三個輔助次級繞組的開口三角形系統中的衰減電阻器以及在衰減電阻器以及單相互感器其中之一的輔助次級繞組的輸出之間串聯的熱熔絲，該衰減電阻器是具有閾值電壓和電流特性的元件。
熱熔絲優選具有雙金屬電路斷路器的形式，並且具有閾值電壓和電流特性的元件具有兩個推挽式互連的齊納二極體的形式。
作為備選，熱熔絲具有PTC電阻器的形式，並且具有閾值特性的元件具有兩個推挽式互連的齊納二極體的形式。
熱熔絲優選是PTC電阻器，具有閾值特性的元件是變阻器。
作為備選，熱熔絲是雙金屬電路斷路器，並且具有閾值電壓和電流特性的元件是變阻器。
本發明的系統的優勢在於它可以在對小值零序電壓(這出現在三相網絡小的不平衡情況下)不敏感時確保鐵磁諧振振蕩的衰減。萬一出現持續零序電壓，例如由三相其中之一的接地故障引起，使用熱熔絲向互感器和保護系統元件提供附加保護，所述保護系統保護互感器免受損壞。與早期解決方案相比，使用熱保護可以減小衰減電阻器的熱功率。這也是與現有保護設備相比本發明的系統更有效並且其尺寸更小的原因。
在附圖中的實施例中闡述了本發明的主題，其中

圖1示出連接到保護系統的電壓互感器系統，圖2一保護系統實施例的第一變形FDC1，圖3-保護系統實施例的第二變形FDC2，圖4-保護系統實施例的第三變形FDC3，圖5-保護系統實施例的第四變形FDC4。
三個單相電壓互感器VT1、VT2、VT3的輔助繞組彼此連接形成開口三角形設置。初級繞組A-N直接與三相網絡RST和地連接。各個互感器的次級繞組的終端a-n是這些互感器的工作輸出端。採用以下方式將互感器的輔助次級繞組的終端da和dn彼此連接互感器VT1的輔助次級繞組的終端da連接到保護系統FDC的輸入，保護系統FDC的輸出與第三互感器VT3的輔助次級繞組的終端dn相連接，以及第三互感器VT3的終端da與第二互感器VT2的輔助次級繞組的終端dn相連接。接著，第二互感器VT2的終端da與第一互感器VT1的終端dn相連接。在設備運行期間，在第一互感器VT1的終端da和第三互感器VT3的終端dn之間出現電壓U0，將其施加給保護系統FDC的終端。
保護系統FDC包括相互並聯的分支，並且在系統實施例的第一變形FDC1中，一個分支包括串連的衰減電阻器R1、兩個推挽式互連的齊納二極體D1、D2和雙金屬電路斷路器TF1。兩個推挽式連接的齊納二極體能被一個雙向齊納二極體代替，這未在圖中示出。系統的另一分支包括電阻器R2。
在系統實施例的第二變形FDC2中，一個分支包括串連的電阻器R1、兩個推挽式互連的齊納二極體D1、D2和PTC電阻。兩個推挽式連接的齊納二極體能被一個雙向齊納二極體代替，這未在圖中示出。系統的另一分支包括電阻器R2。
在系統實施例的第三變形FDC3中，一個分支包括串連的電阻器R1、變阻器和PTC電阻器。系統的另一分支包括電阻器R2。
在系統實施例的第四變形FDC4中，一個分支包括串連的電阻R1、變阻器和雙金屬電路斷路器TF1。系統的另一分支包括電阻器R2。
在本發明實施例的所有變形中，電阻器R2具有比電阻器R1顯著大的電阻值。
本發明系統的運行如下所述在三相網絡完全平衡的情況下，零序電壓U0的值為零並且沒有電流流過保護系統FDC。在三相網絡顯著不平衡的情況下，零序電壓U0具有非零值，但該值比具有閾值電壓和電流特性的元件的閾值電壓的值更小。在這種情況下，值為U0/R2的電流流過保護系統FDC。因為電阻器R2的電阻具有很大值(R2＞＞R1)，流過保護系統FDC的電流具有很小值。因此，在該情況下在保護系統FDC中發出的熱功率可以忽略不計。例如如果R2具有200歐姆的值，然後如果值U0＝10V，則在系統FDC中發出的熱功率的值為0.5W。
如果在三相網絡中出現鐵磁諧振狀態，則電壓U0具有超過具有閾值電壓和電流特性的元件的閾值的值。在這種情況下，電流流過電阻器R1。由於電阻器R1的值很小，出現了鐵磁諧振振蕩的極快速衰減。因為具有電阻器R1的分支在短時間內工作，所以在該分支發出的熱能具有可忽略的值。因此分支元件過熱和熱熔化都不出現。
在三相網絡中出現顯著持續不平衡的情況下，例如這可以是由相導體其中之一的接地故障引起，電壓U0具有比具有閾值電壓和電流特性的元件的閾值電壓大的值。因此高強度電流流過具有電阻器R1的分支。然而，因為這樣的情況不需要衰減電阻器的動作，以雙金屬熔絲或PTC電阻器形式的熱熔絲引起包括電阻器R1的分支的結果電阻的大量增加，或其完全斷開。然後沒有電流流過該分支，或很少量的電流流過它。當不平衡的原因消失或熱熔絲冷卻下來時，系統將復位。
權利要求
1.一種用於中壓電壓互感器的保護系統，包括連接到三個單相互感器的三個輔助次級繞組的開口三角形系統的衰減電阻器，其特徵在於具有閾值電壓和電流特性的元件(1)和熱熔絲(2)在衰減電阻器(R1)和單相互感器其中之一的輔助次級繞組的輸出之間串聯。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述熱熔絲(2)具有雙金屬電路斷路器(TF1)的形式，並且具有閾值電壓和電流特性的所述元件具有兩個推挽式互連的齊納二極體(D1、D2)的形式。
3.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述熱熔絲(2)具有PTC電阻器的形式，並且具有閾值電壓和電流特性的所述元件具有兩個推挽式互連的齊納二極體的形式。
4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述熱熔絲(2)是PTC電阻器，並且具有閾值電壓和電流特性的所述元件是變阻器。
5.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述熱熔絲(2)是雙金屬電路斷路器(TF1)，並且具有閾值電壓和電流特性的所述元件是變阻器。
全文摘要
本發明的主題是一種用於中壓電壓互感器的保護系統，應用於發生在三相中壓網絡的三個電壓互感器中的至少一個的鐵磁諧振狀態的衰減中。根據本發明的系統的特徵在於具有閾值電壓和電流特性的元件(1)和熱熔絲(2)，它們在衰減電阻器(R1)和單相互感器其中之一的輔助次級繞組的輸出之間串聯。
文檔編號H02H9/00GK1823460SQ200480020283
公開日2006年8月23日 申請日期2004年7月8日 優先權日2003年7月17日
發明者W·皮亞塞基, M·弗洛爾科夫斯基, M·盧託, P·馬霍寧 申請人:Abb 有限公司