專利名稱：用于消除電流和電壓諧振的電壓互感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電壓互感器，特別是一種具有消諧功能的電壓互感器。
背景技術：
在電力系統(tǒng)中電壓互感器是將高電壓按照比例關系變換為低等級二次電壓的設備，主要用于保護、計量和儀表等裝置使用。然而由于我國配電網(wǎng)大多采用中性點不接地系統(tǒng)，電壓互感器在配電網(wǎng)中等效成一個電感L，而線路之間或者線路自身存在著電容C，正常情況下兩者的參數(shù)遠離諧振點，當發(fā)生擾動時，一旦達到某種匹配條件，導致LC回路發(fā)生諧振——并聯(lián)諧振或者串聯(lián)諧振，會導致系統(tǒng)出現(xiàn)數(shù)倍于互感器額定電壓的過電壓，或 者是系統(tǒng)發(fā)生超出數(shù)倍于互感器額定電流的大電流，從而導致電壓互感器因為接地時超負荷運行而造成開裂或爆炸等惡性事故的發(fā)生。由于諧振的持續(xù)時間長，破壞能力大，因此必須進行有效的檢測，并且快速予以消除，以保護電壓互感器。但是現(xiàn)行的電壓互感器不具備檢測和消除諧振的部件和能力，一旦發(fā)生諧振，一方面是用戶不知道是否發(fā)生了諧振，另一方面也無從消除諧振，只能依靠互感器本身的能力抵御，一旦互感器本身無法承受，則必定導致互感器發(fā)生損壞。

實用新型內容本實用新型解決的技術問題是提供一種用于消除電流和電壓諧振的電壓互感器，能夠實時測量系統(tǒng)諧振情況，并及時采取消諧措施，從而保證電壓互感器不受損壞，進一步保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案如下。用于消除電流和電壓諧振的電壓互感器，包括一次繞組以及與之耦合的二次繞組，所述電壓互感器二次繞組的輸出端并聯(lián)設置有用于在系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振時消除諧振的消諧裝置；所述消諧裝置的輸入端還連接有設置在電壓互感器一次側的用于采集電壓互感器初級電流值的電流采樣繞組。所述消諧裝置的具體結構為所述消諧裝置包括中央控制單元、以及分別與中央控制單元輸入端連接的電源模塊、次級電壓信號調理模塊和初級電流信號調理模塊，中央控制單元的輸出端通過光電隔離模塊I與消諧模塊連接。所述消諧模塊的具體結構為所述消諧模塊包括與中央控制單元輸出端連接的可控硅以及與可控硅連接的消諧元件。本實用新型的改進在于所述次級電壓信號調理模塊與初級電流信號調理模塊的輸出端依次經(jīng)高速模數(shù)轉換器、光電隔離模塊II與中央控制單元的輸入端連接。本實用新型的改進在于所述中央處理單元的輸出端還設置有液晶顯示器、微型打印機以及信號報警模塊。所述信號報警模塊的具體結構為所述信號報警模塊包括與中央控制單元輸出端連接的信號繼電器和蜂鳴器。[0011]本實用新型的改進還在于所述中央處理單元的輸出端還連接有通信模塊。由于采用了以上技術方案，本實用新型所取得技術進步如下。本實用新型通過在電壓互感器本身添加消諧裝置，以實時監(jiān)測相應的次級電壓信號和初級電流信號，用于判斷系統(tǒng)是否發(fā)生諧振；而且能夠有效區(qū)分是發(fā)生了電壓諧振還是電流諧振，避免了只檢測電壓互感器次級電壓時漏掉的電流諧振情況。當采集的次級電壓值或初級電流值超出設定值時，消諧裝置自動投入消諧元件，吸收諧振能量；當檢測到次級電壓值和初級電流值都低于設定值時，認為諧振消除，消諧裝置自動退出消諧元件，消諧過程結束。避免了諧振狀態(tài)的持續(xù)，從而有效保護互感器，防止電壓互感器炸裂事故的發(fā)生。本實用新型的應用能夠有效的消除和抑制系統(tǒng)在發(fā)生鐵磁諧振時對于電壓互感器和系統(tǒng)的損害，從而降低互感器炸裂和燒毀熔芯狀況的發(fā)生的幾率，避免惡性事故的發(fā)生，保證電力系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行。

圖I為本實用新型的結構示意圖。圖2為所述消諧裝置的原理框圖。
具體實施方式
下面將結合具體實施例和附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。一種用于消除電流和電壓諧振的電壓互感器，其結構如圖I所示。包括一次繞組、二次繞組、電流采樣繞組以及消諧裝置。其中一次繞組和電流采樣繞組分別設置在電力線路中，二次繞組與一次繞組相耦合；二次繞組和電流采樣繞組的輸出端分別與消諧裝置的輸入端連接。一次繞組用于將高電壓耦合到二次側的二次繞組上，二次繞組采集的低電壓傳輸給用戶設置的用于監(jiān)測一次電壓值的低壓設備中，同時將采集的次級電壓值傳輸給消諧裝置。電流采樣繞組用于采集流經(jīng)電壓互感器的初級電流值，并將采集的初級電流值傳輸給消諧裝置。消諧裝置用于根據(jù)接收的次級電壓值和初級電流值，判斷系統(tǒng)是否發(fā)生鐵磁諧振，當系統(tǒng)發(fā)生諧振時，投入消諧元件用于消除系統(tǒng)諧振。消諧裝置包括中央控制單元、電源模塊、次級電壓信號調理模塊、初級電流信號調理模塊、消諧模塊、光電隔離模塊I、光電隔離模塊II、液晶顯不器、信號指不燈、按鍵、信號報警模塊、微型打印機以及通信模塊。電源模塊的輸出端與中央控制單元的輸入端連接，用于為中央控制單元提供工作電源。次級電壓信號調理模塊的輸入端與二次繞組連接，用于將二次繞組采集的次級電壓值進行調理，然后輸出給高速模數(shù)轉換器進行模數(shù)轉換，轉換為數(shù)字信號的次級電壓值經(jīng)過光電隔離模塊II傳輸給中央控制單元，中央控制單元對接收到的次級電壓值進行實時判斷。初級電流信號調理模塊的輸入端與電流采樣繞組的輸出端連接，用于將電流采樣繞組采集的初級電流值進行調理，然后輸出給高速模數(shù)轉換器進行模數(shù)轉換，轉換為數(shù)字信號的初級電流值經(jīng)過電隔離模塊II傳輸給中央控制單元，中央控制單元對接收到的初級電流值進行實時判斷。中央控制單元的輸出端經(jīng)過光電隔離模塊I與消諧模塊連接。消諧模塊包括可控硅和消諧電阻，可控硅的控制極與中央控制單元的輸出端連接，用于根據(jù)中央控制單元的指令進行導通與關斷，可控硅的輸出端與消諧電阻連接。當中央控制單元判斷的初級電流值或次級電壓值其中之一高于設定值時，即可判定系統(tǒng)發(fā)生諧振，那么中央控制單元發(fā)出令可控硅導通的指令，使可控硅導通，將消諧電阻接入系統(tǒng)中，吸收諧振能量，以消除諧振。當中央控制單元判斷的初級電流值和次級電壓值均低于設定值時，即可判定系統(tǒng)中沒有發(fā)生諧振，那么中央控制單元發(fā)出令可控硅關斷的指令，使可控硅關斷，將消諧電阻切除。當然，本實用新型中所述的消諧模塊中的消諧元件還可以是其他具有吸收諧振能量的其他元件。中央控制單元的輸出端分別與液晶顯示器、信號指示燈、按鍵、信號報警模塊、微型打印機以及通信模塊連接。液晶顯示器用于顯示本實用新型在工作過程中采集的各種信息，以及中央控制單元處理后的信息，方便使用者查看。信號指示燈用于指示本實用新型的 消諧電阻是否投入系統(tǒng)中進行消諧。按鍵用于手動輸入控制信號。微型打印機用于根據(jù)用戶需求打印所需信息。通信模塊用于與變電站內的其他控制系統(tǒng)進行互相通信，主要用于將本實用新型的工作情況傳輸給其他控制系統(tǒng)。信號報警模塊包括信號繼電器和蜂鳴器，信號繼電器的輸入端連接中央控制單元的輸出端，中央控制單元控制蜂鳴器發(fā)出聲音報警。當本實用新型的消諧元件投入系統(tǒng)中進行消諧時，中央控制單元發(fā)出令信號繼電器導通的信號和令蜂鳴器發(fā)聲的信號，提醒工作人員，系統(tǒng)中發(fā)生鐵磁諧振。本實用新型通過同時采集初級電流信號和次級電壓信號，用來判斷系統(tǒng)是否發(fā)生諧振。初級電流信號用來判斷是否發(fā)生了電流諧振，即LC并聯(lián)諧振；次級電壓信號用來判斷是否發(fā)生電壓諧振，即LC串聯(lián)諧振。如果僅采集次級電壓信號，電壓諧振表現(xiàn)是電壓升高，那么能夠判斷出電壓諧振的情況，但是當發(fā)生電流諧振，次級電壓并不會變化很大，這時候會導致無法正確判斷系統(tǒng)諧振，導致漏判。反之，如果僅僅判斷初級電流信號，而不判斷次級電壓信號，則容易漏判掉電壓諧振，所以初級電流信號和次級電壓信號都必須加以采集，共同來判斷系統(tǒng)是否發(fā)生諧振。當判斷出發(fā)生諧振時，則立即投入消諧元件，破壞諧振產(chǎn)生的條件，隨后諧振消失，消諧元件隨后退出系統(tǒng)，諧振再次發(fā)生時，繼續(xù)這個過程。有效保護了電壓互感器和系統(tǒng)免受諧振影響，保證了系統(tǒng)的安全可靠運行。
權利要求1.用于消除電流和電壓諧振的電壓互感器，包括一次繞組以及與之耦合的二次繞組，其特征在于所述電壓互感器二次繞組的輸出端并聯(lián)設置有用于在系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振時消除諧振的消諧裝置；所述消諧裝置的輸入端還連接有設置在電壓互感器一次側的用于采集電壓互感器初級電流值的電流采樣繞組。
2.根據(jù)權利要求I所述的用于消除電流和電壓諧振的電壓互感器，其特征在于所述消諧裝置包括中央控制單元、以及分別與中央控制單元輸入端連接的電源模塊、次級電壓信號調理模塊和初級電流信號調理模塊，中央控制單元的輸出端通過光電隔離模塊I與消諧模塊連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于消除電流和電壓諧振的電壓互感器，其特征在于所述消諧模塊包括與中央控制單元輸出端連接的可控硅以及與可控硅連接的消諧元件。
4.根據(jù)權利要求2所述的用于消除電流和電壓諧振的電壓互感器，其特征在于所述次級電壓信號調理模塊與初級電流信號調理模塊的輸出端依次經(jīng)高速模數(shù)轉換器、光電隔離模塊II與中央控制單元的輸入端連接。
5.根據(jù)權利要求2所述的用于消除電流和電壓諧振的電壓互感器，其特征在于所述中央處理單元的輸出端還設置有液晶顯示器、微型打印機以及信號報警模塊。
6.根據(jù)權利要求5所述的用于消除電流和電壓諧振的電壓互感器，其特征在于所述信號報警模塊包括與中央控制單元輸出端連接的信號繼電器和蜂鳴器。
7.根據(jù)權利要求2所述的用于消除電流和電壓諧振的電壓互感器，其特征在于所述中央處理單元的輸出端還連接有通信模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種用于消除電流和電壓諧振的電壓互感器，包括一次繞組以及與之耦合的二次繞組，所述電壓互感器二次繞組的輸出端并聯(lián)設置有用于消除諧振的消諧裝置；所述消諧裝置的輸入端還連接有用于采集初級電流值的電流采樣繞組。本實用新型的應用能夠有效的消除和抑制系統(tǒng)在發(fā)生鐵磁諧振時對于電壓互感器和系統(tǒng)的損害，從而降低互感器炸裂和燒毀熔芯狀況的發(fā)生的幾率，避免惡性事故的發(fā)生，保證電力系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行。
文檔編號H01F38/24GK202736702SQ20122036259
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權日2012年7月25日
發(fā)明者張偉, 劉清斌, 薛巖峰, 牟廣江, 白寶雙, 王堅 申請人:河北博為電氣有限公司