110-220kv互感器諧振的抑制裝置的製作方法

2023-06-18 12:14:41 5

專利名稱：110-220kv互感器諧振的抑制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是高電壓技術領域中抑制110～220KV電壓互感器引起的鐵磁諧振的新型裝置。
在110～220KV的變電所中，斷路器的觸頭兩端普遍裝設並聯電容C。當線路切除後，空母線上只剩下電磁式電壓互感器，母線斷路器的分閘，或其隔離刀閘的合閘，均將形成主要由互感器的鐵芯勵磁電感L7與C組成的振蕩迴路，並能激發起持續性的鐵磁諧振現象。
現場實測表明，這種諧振過電壓的幅值可達額定電壓的兩倍以上，互感器中產生巨大的過電流，其值超過額定勵磁電流的數十倍，時間一長，互感器將會發熱和噴油燒毀，以至發生十分嚴重的爆炸事故。
這種形式的諧振現象在國內外普遍發生，在嚴重情況下，噴油燃燒會毀壞大量的地下電纜，互感器套管的飛裂則會擊壞其他昂貴的電氣裝置，以至造成人身傷亡事故。
由於電源變壓器的中性點直接接地，這種諧振過電壓具有正序和負序性質，因而即使將互感器的開三角繞組短接，或在互感器高壓繞組中性點與大地之間投入高值阻尼電阻，均不足以消除諧振現象。利用現有的某些技術措施，如在母線對地間接入高壓電容器組，或在三相高壓繞組內瞬間串接大電阻，雖能抑制諧振的發生，但實際上難以付諸實現。又如在互感器各相低壓繞組的兩端分別並接兩個以上的低值電阻，它們在一次性投入後再行分級開斷，由於所需電阻的容量太大，並需增添一套複雜的開閉電器，也不能作為一種實用的消諧措施。目前，防止發生諧振的一些變通辦法，是拆除斷口並聯電容，但這會降低斷路器的開斷容量(降至原來的70％左右)；另一方面，也可制訂一定的非常規的操作程序，藉以避免形成上述諧振迴路，但這使整個的倒閘操作帶來了諸多不便。因此，到目前為止，無論在國內或國外，還沒有一種切實可行的有效的消諧方案。
本實用新型的目的，在於研製一套新型裝置，以便有效地抑制110～220KV互感器引起的鐵磁諧振現象。
本實用新型由吸能組件和控制電路兩部份構成，並且通過控制電路中的繼電器結點K連繫在一起，互感器勵磁電流在串接電阻R上的壓降則作為控制電路的動作信號，其原理如

圖1所示。吸能組件由電解液電容器Cd、整流器D和並聯電阻Rb組成，Cd通過K的常閉結點a經D接至互感器的低壓繞組L2上，同時通過K的常開結點b接至並聯電阻Rb，因而正常時Cd處在充電狀態。控制電路G用一整套電子元件和繼電器組成。發生諧振時，互感器高壓繞組L1中的勵磁飽和電流在串接電阻R上產生壓降，其信號傳遞至G，使得繼電器發生動作，其結點K從與常閉點a相通轉向與常開點b相通，使得Cd脫離整流器D而向電阻Rb放電；經過上十個工頻周期，放電完畢，繼電器復原，結點返回a點，Cd重新經D投入到互感器低壓側，它的大量吸能使得諧振立即消失。
圖2、3、4為吸能組件的三個不同的實施方案。圖2為分相接線方案，即每相採用兩個反極性整流的電容器組；圖3和圖4為三相橋式整流的接線方案，前者用兩組串接電容，通過正、反方向的整流分別接在互感器的相電壓上，後者只用一個電容器組，通過整流後接至低壓繞組的線電壓上。圖5為控制電路的接線圖，其動作信號由互感器高壓側串接電阻R上的P1、P2和P3點引入。
發生諧振時，R上產生較大壓降，其信號引入到圖5中的三個整流管BG1，並經穩壓管BG2加到三極體BG3的基極上，使之導通。
BG3導通之前，反相器A1(8、9、10)的輸出為低電平，與門A2不動作。BG3導通後，A1(8、9、10)的輸入為低電平，輸出為高電平，精確單穩觸發器A3受A1(8、9、10)輸出的高電平上升沿所觸發，在T1＝0.7R12C3的寬度時間內，向與門輸出一個負脈衝，T1的大小應能躲過互感器的合閘湧流時間；在T1時間後，A3輸出高電平，與門A2動作，其高電平送至選通方波發生器的輸入端。方波發生器由A1(1、2、3)、A1(4、5、6)、R5、R6、R7和C2組成，方波寬度T2由乘積1.1R6C2決定，正方波使得三極體BG4導通，繼電器J1動作，結點閉合，使得繼電器J2動作，其多對結點將電容Cd從與a點相連轉移到與b點相連，Cd通過電阻Rb放電；經過T2時間後，BG4截止，繼電器J1和J2釋放，Cd返回a點，即通過整流器投入到互感器的低壓側，諧振就被抑制。
本實用新型能有效地抑制110～220KV變電所中互感器引起的鐵磁諧振現象。整個裝置的結構緊湊，價格低廉，而且由於接在互感器的低壓側，因而十分安全，可在110～220KV的變電所中廣泛應用。
權利要求1.一種抑制110～220KV變電所中電磁式電壓互感器與斷路器斷口並聯電容產生的鐵磁諧振現象的新型裝置，由吸能組件和控制電路構成，兩者通過控制電路中繼電器的接點K聯繫在一起，互感器勵磁電流在串接電阻R上的壓降作為控制電路的動作信號，其特徵在於吸能組件由電解電容器Cd、並聯電阻Rd和整流器D構成，在正常情況下，Cd通過D和接點K並接在互感器的低壓繞組L2上，因而處於充電狀態，一當發生鐵磁諧振，繼電器動作，結點K首先將Cd脫離D，使之並接到Rb上進行放電，然後重新將Cd通過D投入到L2上，Cd的大量吸能促使諧振立即消失。
2.如權利要求1所述的110～220KV互感器諧振的抑制裝置，其特徵在於控制電路的信號取自互感器高壓側的勵磁電流，諧振時互感器的勵磁電流急劇增大，它在R上的壓降信號被引入控制電路，通過整流和穩壓等中間環節輸入到方波發生器，方波寬度可調，其正脈衝使得三極體及串接繼電器動作，其接點將Cd換接到Bb上進行放電，方波回零時繼電器復原，Cd返回到互感器上，諧振立即消失；此外，方波發生器的前端引入一個單穩觸發器，它在勵磁電流信號作用下延時輸出高電平，使得方波發生器和繼電器延時動作，相應的消諧電容Cd延期投入，藉以避開互感器的合閘湧流時間，以免在非諧振情況下發生誤動作。
3.如權利要求1、2所述的110～220KV互感器諧振的抑制裝置，其特徵在於吸能組件系分相組合，每相各有兩個反極性整流的電容器，後者分別通過繼電器的常閉結點和整流器接至互感器的低壓繞組側，並且分別通過繼電器的常開結點接至並聯電阻Rb。
4.如權利要求1、2所述的110～220KV互感器諧振的抑制裝置，其特徵在於吸能組件中的兩個電容器相串連，其連接點與互感器低壓繞組的中性點相通，串接電容的其他兩端分別通過繼電器常閉結點和三相相電壓的橋式整流器接至互感器低壓測，並分別通過繼電器常開結點接至並聯電阻Rb。
5.如權利要求1、2所述的110～220KV互感器諧振的抑制裝置，其特徵在於吸能組件中只有一個電容器，通過繼電器的常閉結點和三相線電壓的橋式整流器接至互感器低壓側，並且通過繼電器常開結點接至並聯電阻Rb。
專利摘要在110KV和220KV變電所中，斷路器的某些切合操作會使斷口並聯電容與空母線上的電壓互感器形成串聯迴路，激發起鐵磁諧振過電壓，互感器內流過巨大過電流，造成噴油燒毀和套管炸裂事故。由於零序阻尼達不到消諧目的，目前尚無可行的抑制方法。本裝置採用電解電容器和整流管組件，接在互感器低壓側，通過輔助電路控制電容器的放電和投入，促使諧振立即消失。本裝置動作可靠，結構緊湊，價格低廉。十分安全，可在變電所中廣泛應用。
文檔編號H02H7/04GK2072289SQ9021638
公開日1991年2月27日 申請日期1990年7月12日 優先權日1990年7月12日
發明者陳維賢, 鄭盛瓊, 魯鐵成 申請人:武漢水利電力學院