專利名稱：電壓互感器鐵磁諧振和保險熔斷現象的抑制方法
電壓互感器鐵磁諧振和保險熔斷現象的抑制方法技術領域
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)高壓輸電線路中電壓互感器的應用技術領域，具體涉及一種電壓互感器鐵磁諧振和保險熔斷現象的抑制方法。
背景技術：
目前電力系統(tǒng)的10kV、35kV中性點不接地配電網中，母線上安裝的電磁式電壓互感器(PT)通常是YcZYtl/ Λ接線。由于系統(tǒng)單相接地故障所引發(fā)的熔絲熔斷問題時有發(fā)生，嚴重時甚至燒毀PT。以前的很多研究把PT高壓保險熔斷的原因均歸結于鐵磁諧振，認為系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振現象時產生的過電流導致保險熔斷。
電磁式PT的等效電路如圖1所示，當系統(tǒng)正常運行時，無論何時，系統(tǒng)線路對地電容所帶的總電荷之和為零，但當一相接地時，另兩相電壓升高到線電壓，它們的對地電容上也就充上了和線電壓相適應的電荷。接地故障還在持續(xù)時，在線電壓作用下，電荷以接地點為通路在導線和大地(相當于電容器的一個極板和另一個極板)間循環(huán)往復，形成電容電流。當接地故障消除后，就相當于把導線對地電容上電荷通往大地的通路給切斷了，此時各線對地電壓力圖恢復到正常運行狀態(tài)下的水平，即恢復為相電壓值，而原來非故障相的導線是充以對應線電壓的電荷，這些電荷一定要找到出路泄往大地。由于原來的接地點已經被切斷，互感器的一次繞組就成為了它們的一個通路，如果自由電荷很多，在泄往大地的過程中就會引起鐵芯的過分飽和，具有過飽和鐵芯的電壓互感器，在工頻電源電壓作用下將出現很大的沖擊電流，并造成保險熔斷。
另外，在中性點不接地系統(tǒng)中，當系統(tǒng)單相接地消失后，電磁式PT鐵芯飽和引起的鐵磁諧振過電壓，有可能使系統(tǒng)對地電容與PT高壓側電感相匹配，發(fā)生鐵磁諧振。鐵磁諧振中的高頻諧振，其諧振電流較小，不足使熔絲熔斷，而基頻和分頻時，諧振電流較大，在一定條件下會導致熔絲 熔斷，但電磁式PT高壓保險熔斷現象的主要原因不是鐵磁諧振造成的過電流。
電磁式PT鐵磁諧振是在系統(tǒng)受到某種沖擊，如空載母線合閘和單相接地故障消失時，PT鐵芯飽和，其等值電抗與線路和設備的對地電容匹配產生的，即線路對地電容的伏安特性與含鐵芯電感的伏安特性相交于一點；而PT高壓保險熔斷主要是由接地故障恢復后的線路對地電容放電，在PT高壓保險上產生的沖擊電流造成的。
鐵磁諧振和高壓保險熔斷現象是電磁式PT實際運行中的兩個突出問題，如果能夠通過一種方案同時解決這兩個和PT相關的問題，對現場的運行非常具有實用價值。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，而提供一種電壓互感器鐵磁諧振和保險熔斷現象的抑制方法。
本發(fā)明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的:
一種電壓互感器鐵磁諧振和保險熔斷現象的抑制方法，包括三個相同的三相Y。/Y。/ Λ接線方式的電磁式電壓互感器，本發(fā)明的創(chuàng)新點是，該方法是在三相YcZYci/ Λ接線方式的電磁式電壓互感器中性點與地之間加裝第四個電磁式電壓互感器。
而且，所述加裝的第四個電磁式電壓互感器，其等值電抗設計值為原三相電磁式電壓互感器等值電抗的1.5倍，采用四電磁式電壓互感器方法后，整個電磁式電壓互感器支路的零序等值阻抗為原三相電磁式電壓互感器接線零序等值阻抗的5倍。
而且，所述第四個電磁式電壓互感器在結構上采用半絕緣方式，第四個電磁式電壓互感器的體積等于原三相電壓互感器的單只體積。
而且，所述采用四電磁式電壓互感器方法中的每一電磁式電壓互感器變比均采用10000/λ/3: ΙΟΟ/VJ和10000/VJ:100的數值，保障系統(tǒng)的電氣計量和保護監(jiān)測功能。
本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果是:
本發(fā)明通過在中性點與地之間增加第四個電磁式電壓互感器，通過改變電路使線路對地電容的伏安特性與含鐵芯電感支路的等效伏安特性沒有交點，從而抑制了鐵磁諧振現象，并且使整個電磁式電壓互感器支路的零序等值阻抗大大增加，有效抑制了電壓互感器支路的高壓保險的熔斷。


圖1是YcZYtl/ Λ接線式電磁式PT故障恢復后的電容放電沖擊電流形成示意圖2是YQ/YQ/ Λ接線式電磁 式PT的等效電路圖3是YcZYtl/ Λ接線式電磁式PT的中性點與地之間加裝一個第四電磁式PT的等效電路圖4是四電磁式PT方法的接線原理圖5是單相電磁式PT的等效電路圖6是單相電磁式PT等效電路的簡化電路圖7是三相電磁式PT的零序等值簡化電路圖8是四電磁式PT方法的零序等值簡化電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述:
一種電壓互感器鐵磁諧振和保險熔斷現象的抑制方法，如圖2所示，原三相Y。/Y0/ Λ接線方式電磁式電壓互感器(PT)包括三個相同的電磁式PT，本發(fā)明方法的創(chuàng)新是，如圖3所示，在原三相YcZYtl/ Λ接線方式電磁式PT的中性點與地之間加裝一個第四電磁式PT。
在本發(fā)明方法的具體實施中，所述加裝的第四電磁式PT，勵磁電抗設計為高阻抗，參數范圍在兆歐級，其等值電抗設計值為原三相電磁式PT等值電抗的1.5倍，采用四電磁式PT方法后，整個電磁式PT支路的零序等值阻抗為原三電磁式PT接線零序等值阻抗的5倍。
在本發(fā)明方法的具體實施中，所述第四電磁式PT在結構上采用半絕緣方式，一個高壓絕緣套管出線，既減小了電壓互感器所占的外部空間體積，同時又增大了電壓互感器殼內空間，相應的增多了電壓互感器的線圈繞組匝數，增大了電壓互感器高壓側的等值電抗，降低了電壓互感器的鐵芯磁密，增大了鐵芯的不飽和區(qū)間，第四電磁式PT的體積等于原三相PT的單只體積。
在本發(fā)明方法的具體實施中，所述采用四電磁式PT方法中的每一電磁式PT變比均采用特定數值，10000/λ/3:100/ 和10000/V1: 100 ,配合四電磁式PT方法的接線，能保障系統(tǒng)的電氣計量和保護監(jiān)測功能，所述四電磁式PT方法的接線如圖6所示，圖中虛線框內為加裝的第四個電磁式PT。
本發(fā)明的工作原理
單相電磁式PT的等效電路如圖5所示，Zm為電磁式PT的勵磁電抗，Z1和Z2分別為電磁式PT原邊、副邊的漏抗，相對于Zm數值很小。
由于系統(tǒng)中三相電磁式PT 二次側的零序繞組接成開口三角，所以三相電磁式PT的每相對地可忽略其原邊、副邊漏抗，簡化成勵磁電抗，如圖6所示，三相電磁式PT零序等值電路，則如圖7所示，既當系統(tǒng)單相接地故障消失時，關聯(lián)PT支路沖擊電流大小的零序等值阻抗為Zm/3。
加裝了第四個電磁式PT之后，假設第四個電磁式PT的勵磁電抗與原三相電磁式PT的勵磁電抗相等，則四電磁式PT方案的零序等值簡化電路如圖8所示。
可見，在加裝了第四個電磁式PT之后，整個PT支路的零序等值阻抗由原來的l/3Zm增大為4/3Zm，相比于原三電磁式PT時增大了 4倍。這也意味著，在與原三個電磁式PT相同的條件下，四個電磁式PT方法中電磁式PT支路的沖擊電流，若忽略其他影響因素將減小到原來的1/4，有效抑制PT高壓保險的熔斷。
需要強調的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本發(fā)明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā) 明保護的范圍。
權利要求
1.一種電壓互感器鐵磁諧振和保險熔斷現象的抑制方法，包括三個相同的三相Y。/Y。/ Λ接線方式的電磁式電壓互感器，其特征在于:該方法是在三相YcZYci/ Λ接線方式的電磁式電壓互感器中性點與地之間加裝第四個電磁式電壓互感器。
2.根據權利要求1所述的電壓互感器鐵磁諧振和保險熔斷現象的抑制方法，其特征在于:所述加裝的第四個電磁式電壓互感器，其等值電抗設計值為原三相電磁式電壓互感器等值電抗的1.5倍，采用四電磁式電壓互感器方法后，整個電磁式電壓互感器支路的零序等值阻抗為原三相電磁式電壓互感器接線零序等值阻抗的5倍。
3.根據權利要求1所述的電壓 互感器鐵磁諧振和保險熔斷現象的抑制方法，其特征在于:所述第四個電磁式電壓互感器在結構上采用半絕緣方式，第四個電磁式電壓互感器的體積等于原三相電壓互感器的單只體積。
4.根據權利要求1所述的電壓互感器鐵磁諧振和保險熔斷現象的抑制方法，其特征在于:所述采用四電磁式電壓互感器方法中的每一電磁式電壓互感器變比均采用\οοοο/\β: ioo/V 和ιοοοο/Α: 100的數值,保障系統(tǒng)的電氣計量和保護監(jiān)測功能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電壓互感器鐵磁諧振和保險熔斷現象的抑制方法，包括三個相同的三相Y0/Y0/△接線方式的電磁式電壓互感器，該方法是在三相Y0/Y0/△接線方式的電磁式電壓互感器中性點與地之間加裝第四個電磁式電壓互感器。本發(fā)明通過在中性點與地之間增加第四個電磁式電壓互感器,通過改變電路使線路對地電容的伏安特性與含鐵芯電感支路的等效伏安特性沒有交點，從而抑制了鐵磁諧振現象，并且使整個電磁式電壓互感器支路的零序等值阻抗大大增加，有效抑制了電壓互感器支路的高壓保險的熔斷。
文檔編號H01F38/24GK103248010SQ201310151540
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權日2013年4月27日
發(fā)明者劉喆, 王永強, 何亦蕊 申請人:國家電網公司, 天津市電力公司