本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種消諧裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障或者電力系統(tǒng)中的電流有較大波動(dòng)時(shí)，將會(huì)發(fā)生鐵磁諧振現(xiàn)象，使電力系統(tǒng)產(chǎn)生諧振過(guò)電壓，較高地諧振過(guò)電壓會(huì)引起電力系統(tǒng)中的電壓互感器爆炸、電壓互感器的熔斷器燒毀，直接威脅到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

相關(guān)技術(shù)中，對(duì)于電力系統(tǒng)中產(chǎn)生的鐵磁諧振，采用預(yù)調(diào)式消弧線圈進(jìn)行消諧是一種有效的解決方式。采用預(yù)調(diào)式消弧線圈消諧是指在電力系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，預(yù)先將消弧線圈調(diào)至合適位置，使流經(jīng)消弧線圈的電流與電力系統(tǒng)中電容電流大小近似相等，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障后，電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)電壓(即加載在預(yù)調(diào)式消弧線圈上的電壓)將升高，使預(yù)調(diào)式消弧線圈產(chǎn)生對(duì)地電感電流，從而對(duì)電力系統(tǒng)中的電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而避免了鐵磁諧振的產(chǎn)生。

但是，預(yù)調(diào)式消弧線圈僅適用于中性點(diǎn)接地的電力系統(tǒng)，對(duì)于中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)，如電容電流小于10A的小電流電力系統(tǒng)，目前缺乏一種切實(shí)有效地消諧裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種消諧裝置及系統(tǒng)。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的第一方面，提供一種消諧裝置，包括三相五柱式電抗器和阻尼電阻，其中：

所述三相五柱式電抗器包括電抗器初級(jí)繞組和電抗器次級(jí)繞組，所述電抗器初級(jí)繞組包括第一電抗器初級(jí)繞組、第二電抗器初級(jí)繞組和第三電抗器初級(jí)繞組，所述第一電抗器初級(jí)繞組、第二電抗器初級(jí)繞組和第三電抗器初級(jí)繞組的一端并聯(lián)接地，所述第一電抗器初級(jí)繞組、第二電抗器初級(jí)繞組和第三電抗器初級(jí)繞組的另一端用于連接三相電源；

所述電抗器次級(jí)繞組包括第一電抗器次級(jí)繞組、第二電抗器次級(jí)繞組和第三電抗器次級(jí)繞組，所述第一電抗器次級(jí)繞組、第二電抗器次級(jí)繞組和第三電抗器次級(jí)繞組依次串聯(lián)成開(kāi)口三角，所述開(kāi)口三角的一端接地、另一端與所述阻尼電阻的一端連接，所述阻尼電阻的另一端接地。

優(yōu)選地，所述三相五柱式電抗器的旁軛設(shè)有氣隙，所述氣隙大小為5～15mm。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的第二方面，提供一種消諧系統(tǒng)，包括電磁式電壓互感器、三相電源以及上述方案中的消諧裝置，其中：

所述消諧裝置的第一電抗器初級(jí)繞組、第二電抗器初級(jí)繞組和第三電抗器初級(jí)繞組的另一端分別與所述三相電源中的A相電源、B相電源和C相電源連接；

所述電磁式電壓互感器包括互感器初級(jí)繞組和互感器次級(jí)繞組，所述互感器初級(jí)繞組包括第一互感器初級(jí)繞組、第二互感器初級(jí)繞組和第三互感器初級(jí)繞組，所述第一互感器初級(jí)繞組、第二互感器初級(jí)繞組和第三互感器初級(jí)繞組的一端并聯(lián)接地,所述第一互感器初級(jí)繞組、第二互感器初級(jí)繞組和第三互感器初級(jí)繞組的另一端分別與所述A相電源、B相電源和C相電源連接。

優(yōu)選地，當(dāng)所述消諧系統(tǒng)用于10kV系統(tǒng)消諧時(shí)，所述開(kāi)口三角的額定電壓為500V，所述阻尼電阻為20Ω～45Ω。

優(yōu)選地，所述三相五柱式電抗器的電抗值小于或等于所述電磁式電壓互感器電抗值的十分之一。

優(yōu)選地，當(dāng)所述消諧系統(tǒng)用于10kV系統(tǒng)消諧時(shí)，所述消諧裝置的電阻為1kΩ～10kΩ、感抗為3kΩ～6kΩ。

優(yōu)選地，當(dāng)所述消諧系統(tǒng)用于35kV系統(tǒng)消諧時(shí)，所述消諧裝置的電阻為5kΩ～30kΩ、感抗為11kΩ～22kΩ。

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

本實(shí)施例提供的消諧裝置，包括三相五柱式電抗器和阻尼電阻。本實(shí)施例提供的消諧系統(tǒng)包含電磁式電壓互感器、三相電源和上述消諧裝置，應(yīng)用于電容電流小于10A的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)進(jìn)行消諧時(shí)，將消諧裝置與電磁式電壓互感器并聯(lián)，使消諧裝置成為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)對(duì)地電容電流的低阻抗泄放通道，從而避免了對(duì)地電容電流對(duì)電磁式電壓互感器及電磁式電壓互感器熔斷器的沖擊，有效防止了電磁式電壓互感器燒毀、電磁式電壓互感器熔斷器熔斷；消諧裝置與電磁式電壓互感器并聯(lián)，即能夠及時(shí)對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)對(duì)地電容電流進(jìn)行泄放，使中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)避免增加電流檢測(cè)和控制電路，增強(qiáng)了中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本實(shí)用新型。

附圖說(shuō)明

此處的附圖被并入說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，示出了符合本實(shí)用新型的實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種消諧裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種三相五柱式電抗器中電抗器初級(jí)繞組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種消諧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種消諧系統(tǒng)接入中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的等效電路示意圖；

圖1-4中，符號(hào)表示為：

11-第一電抗器初級(jí)繞組，12-第二電抗器初級(jí)繞組，13-第三電抗器初級(jí)繞組，21-第一電抗器次級(jí)繞組，22-第二電抗器次級(jí)繞組，23-第三電抗器次級(jí)繞組，3-阻尼電阻，4-氣隙，51-第一互感器初級(jí)繞組，52-第二互感器初級(jí)繞組，53-第三互感器初級(jí)繞組。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本實(shí)用新型相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書(shū)中所詳述的、本實(shí)用新型的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

本實(shí)施提供的消諧裝置，應(yīng)用于電容電流小于10A的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，由于不能通過(guò)在系統(tǒng)中性點(diǎn)連接消諧裝置并接地的方式實(shí)現(xiàn)消除鐵磁諧振，系統(tǒng)的安全運(yùn)行受到嚴(yán)重威脅。

參見(jiàn)圖1，為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種消諧裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例提供的消諧裝置，包括三相五柱式電抗器和阻尼電阻3。

具體的，三相五柱式電抗器包括電抗器初級(jí)繞組和電抗器次級(jí)繞組。電抗器初級(jí)繞組包括第一電抗器初級(jí)繞組11、第二電抗器初級(jí)繞組12和第三電抗器初級(jí)繞組13。第一電抗器初級(jí)繞組11、第二電抗器初級(jí)繞組12和第三電抗器初級(jí)繞組13的一個(gè)同名端并聯(lián)接地，第一電抗器初級(jí)繞組11、第二電抗器初級(jí)繞組12和第三電抗器初級(jí)繞組13的另一個(gè)同名端用于連接三相電源。本實(shí)施例中，三相電源為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的A相電源、B相電源和C相電源。

電抗器次級(jí)繞組包括第一電抗器次級(jí)繞組21、第二電抗器次級(jí)繞組22和第三電抗器次級(jí)繞組23，第一電抗器次級(jí)繞組21、第二電抗器次級(jí)繞組22和第三電抗器次級(jí)繞組23依次串聯(lián)成開(kāi)口三角，開(kāi)口三角的一個(gè)同名端接地、另一個(gè)同名端與阻尼電阻3的一端連接，阻尼電阻3的另一端接地。

進(jìn)一步的，本實(shí)施例提供的消諧裝置中的三相五柱式電抗器的旁扼還設(shè)有氣隙4，參見(jiàn)圖2，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種三相五柱式電抗器中電抗器初級(jí)繞組的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，電抗器初級(jí)繞組還包括2個(gè)旁扼，旁扼上設(shè)有氣隙4。三相五柱式電抗器的旁扼能夠通過(guò)零序磁通，并且通過(guò)旁扼上的氣隙4形成零序磁通回路，使三相五柱式電抗器相當(dāng)于零序電抗器，從而使中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，在三相五柱式電抗器的三相電抗器初級(jí)繞組可通過(guò)零序電流。

本實(shí)施例中，旁扼上氣隙4的大小優(yōu)選為5～15mm，氣隙4的個(gè)數(shù)為2個(gè)。通過(guò)在在旁扼上設(shè)置氣隙4，使通過(guò)三相五柱式電抗器的零序電流大于1A，從而起到泄放電流的作用，且使通過(guò)的零序電流仍然在三相五柱式電抗器的額定電流范圍之內(nèi)。當(dāng)然，應(yīng)用本實(shí)施例提供的消諧裝置進(jìn)行消諧時(shí)，氣隙4的個(gè)數(shù)可根據(jù)旁扼的長(zhǎng)度做出適當(dāng)調(diào)整，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

本實(shí)施例提供的消諧系統(tǒng)，應(yīng)用于電容電流小于10A的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，用于對(duì)鐵磁諧振產(chǎn)生的諧振過(guò)電壓進(jìn)行消除。參見(jiàn)圖3，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種消諧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，消諧系統(tǒng)包括電磁式電壓互感器、三相電源以及上述消諧裝置。

具體的，消諧裝置的第一電抗器初級(jí)繞組11、第二電抗器初級(jí)繞組12和第三電抗器初級(jí)繞組13的另一個(gè)同名端分別與三相電源中的A相電源、B相電源和C相電源連接。

電磁式電壓互感器包括互感器初級(jí)繞組和互感器次級(jí)繞組，互感器初級(jí)繞組包括第一互感器初級(jí)繞組51、第二互感器初級(jí)繞組52和第三互感器初級(jí)繞組53，第一互感器初級(jí)繞組51、第二互感器初級(jí)繞組52和第三互感器初級(jí)繞組53的一個(gè)同名端并聯(lián)接地,第一互感器初級(jí)繞組51、第二互感器初級(jí)繞組52和第三互感器初級(jí)繞組53的另一個(gè)同名端分別與A相電源、B相電源和C相電源連接。

進(jìn)一步的，三相五柱式電抗器的電抗值小于或等于電磁式電壓互感器電抗值的十分之一。

當(dāng)消諧系統(tǒng)用于10kV系統(tǒng)消諧時(shí)，開(kāi)口三角的額定電壓為500V，阻尼電阻3為20Ω～45Ω。消諧裝置的電阻為1kΩ～10kΩ、感抗為3kΩ～6kΩ。

當(dāng)消諧系統(tǒng)用于35kV系統(tǒng)消諧時(shí)，消諧裝置的電阻為5kΩ～30kΩ、感抗為11kΩ～22kΩ。

參見(jiàn)圖4，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種消諧系統(tǒng)接入中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的等效電路示意圖。如圖4所示，Rd為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的接地過(guò)渡電阻，K為等效接地開(kāi)關(guān)，Ua為接地相電壓，即A相電壓，Rz為等效的阻尼電阻3，Lwb為三相五柱式電抗器，F(xiàn)U為電磁式電壓互感器熔斷器，Lpt為電磁式電壓互感器的電感，Lpt/3為電磁式電壓互感器的一相等效電感，3C0為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的等效零序電容，R0為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的等效對(duì)地電阻，R0/3為R0的一相等效對(duì)地電阻，U00為三相不平衡電壓。本實(shí)用新型實(shí)施例中，三相五柱式電抗器中開(kāi)口三角的額定電壓取500V，阻尼電阻3取值40Ω，消諧裝置提供的阻性電流約為1A、感性電流1A～2A，對(duì)應(yīng)的消諧裝置總阻抗Rz約為6kΩ，總電抗XLwb約為3kΩ～6kΩ。而電磁式電壓互感器的阻抗基本上在1MΩ以上，電磁式電壓互感器的電感Lpt/3約為300kΩ。由此可見(jiàn)，本實(shí)用新型提供的消諧系統(tǒng)為對(duì)地電容的泄放提供了低阻抗通道，從而避免泄放電流對(duì)電磁式電壓互感器及電磁式電壓互感器熔斷器的沖擊。

由上述實(shí)施例可見(jiàn)，本實(shí)施提供的消諧裝置及系統(tǒng)，應(yīng)用于電容電流小于10A的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)進(jìn)行消諧時(shí)，將消諧裝置與電磁式電壓互感器并聯(lián)，使消諧裝置成為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)對(duì)地電容電流的低阻抗泄放通道，從而避免了對(duì)地電容電流對(duì)電磁式電壓互感器及電磁式電壓互感器熔斷器的沖擊，有效防止了電磁式電壓互感器燒毀、電磁式電壓互感器熔斷器熔斷；消諧裝置與電磁式電壓互感器并聯(lián)，即能夠及時(shí)對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)對(duì)地電容電流進(jìn)行泄放，使中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)避免增加電流檢測(cè)和控制電路，增強(qiáng)了中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說(shuō)明書(shū)及實(shí)踐這里實(shí)用新型的公開(kāi)后，將容易想到本實(shí)用新型的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本實(shí)用新型的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本實(shí)用新型的一般性原理并包括本實(shí)用新型未公開(kāi)的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說(shuō)明書(shū)和實(shí)施例僅被視為示例性的，本實(shí)用新型的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本實(shí)用新型的范圍僅由所附的權(quán)利要求來(lái)限制。