一种用于中低压配电网的电压互感器消谐装置及方法与流程
本发明涉及配电网电磁式电压互感器消谐，尤其涉及一种用于中低压配电网的电压互感器消谐装置及方法。
背景技术：
1、在中性点不接地运行的中低压配电网中，变电站的母线上一般都接有电磁式电压互感器(简称：pt)。在电力系统遭受某些扰动时，容易出现过电压，致使pt的电感值减小，pt铁芯一相、二相或三相从线性非饱和状态转变为饱和状态。当从饱和状态恢复过程中易与对地电容形成谐振，在系统对地电容参数和不同pt参数下，系统可能出现分频、基频或者高频谐振。中低压配电网中出现铁磁谐振时产生的过电压会对电力系统运行的安全性造成威胁，长时间存在的铁磁谐振过电压可能会引起一次设备绝缘的击穿，引发短路故障，进而导致停电事故。除此之外，铁磁谐振持续存在的过电流所导致的发热现象，有可能引发线路以及设备的严重损毁。
2、目前中低压配电网的消谐主要包含一次消谐和二次消谐，且大多采用微机消谐保护装置。微机消谐装置对pt开口三角电压进行循环检测。系统处于稳态时，装置内的消谐元件断开状态，对系统运行不产生影响。当pt开口三角电压大于额定值时，系统出现故障。消谐装置对检测到的数据进行分析得出故障类型。如果当前是铁磁谐振，系统立即启动消谐电路，让铁磁谐振在阻尼作用下迅速消失。对于一些恶劣的高原环境经常出现雷暴大风现象，系统时常会出现间歇性弧光接地，如果系统仅安装了一次侧微机消谐装置或仅安装了二次侧微机消谐装置，其消谐能力在这样的状况下，抑制效果不是很好，如果同时在一二次侧均安装了微机消谐装置，由于微机消谐对于电压互感器一二次的消谐是分开的独立系统，一二次侧无法协同消谐，其抑制效果也不尽如人意。因此，有必要发明一种适用于中低压配电网的电压互感器消谐系统装置来控制一二次侧协同消谐。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于中低压配电网的电压互感器消谐装置，能够对铁磁谐振进行一、二次侧协同消谐，快速消除谐振产生的能量。
2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
3、一种用于中低压配电网的电压互感器消谐装置，包括用于一次侧消谐的非线性定值电阻、用于二次侧消谐的可调阻尼电阻模块以及用于控制非线性定值电阻和可调阻尼电阻模块协同作用的控制系统；所述非线性定值电阻串联接入电压互感器一次侧中性点，所述阻尼电阻并联接入电压互感器二次侧开口处；所述非线性定值电阻和可调阻尼电阻模块还与控制系统通信连接；所述控制系统控制非线性定值电阻和可调阻尼电阻模块投入电力系统电路中的先后顺序以及投入电路中的可调阻尼电阻模块的阻值大小。
4、更优地，所述控制系统判断发生铁磁谐振的条件为：三相电压异常，或三相电压异常且零序电压幅值大于额定相电压且持续存在预设时间长度。
5、更优地，所述可调阻尼电阻模块由至少两阻尼电阻单元并联而成，各所述阻尼电阻单元包括相互串联的开关和支路阻尼电阻，各所述开关均由所述控制系统控制；各所述支路阻尼电阻的阻值≤100ω。
6、更优地，所述可调阻尼电阻模块由四个阻尼电阻单元并联而成。
7、更优地，对每一阻尼电阻单元均一一对应设置一投入阈值，将二次侧开口三角电压有效值与各投入阈值进行比对，将达到投入阈值的阻尼电阻单元均投入电路中。
8、更优地，所述非线性定值电阻的阻值≥10kω。
9、更优地，所述控制系统包括一主控芯片，所述非线性定值电阻和可调阻尼电阻模块分别与主控芯片的i/o连接；所述非线性定值电阻通过一开关与所述主控芯片连接。
10、基于同一发明构思，本发明还提供了一种用于中低压配电网的电压互感器消谐方法。
11、技术方案二
12、一种用于中低压配电网的电压互感器消谐方法，包括如下步骤：在电压互感器一次侧中性点接入非线性定值电阻，在电压互感器二次侧开口处并联接入可调阻尼电阻模块，控制系统控制所述非线性定值电阻和可调阻尼电阻模块投入电路的顺序和阻值，具体步骤如下：电力系统发生铁磁谐振时，控制系统将所述非线性定值电阻投入电路中；监测二次侧开口三角电压有效值，根据开口三角电压有效值的大小确定投入投入电路中的可调阻尼电阻模块的阻值大小。
13、更优地，所述可调阻尼电阻模块由至少两阻尼电阻单元并联而成，各所述阻尼电阻单元包括相互串联的开关和支路阻尼电阻，各所述支路阻尼电阻的阻值≤100ω，各所述开关均由所述控制系统控制，对每一阻尼电阻单元均一一对应设置一投入阈值，将二次侧开口三角电压有效值与各投入阈值进行比对，将达到投入阈值的阻尼电阻单元均投入电路中。
14、更优地，所述控制系统判断发生铁磁谐振的条件为：三相电压异常，或三相电压异常且零序电压幅值大于额定相电压且持续存在预设时间长度；所述非线性定值电阻的阻值≥10kω。
15、本发明具有如下有益效果：
16、本发明在电压互感器的一次侧和二次侧同时设置了用于消谐的电阻且控制系统根据铁磁谐振的强度，控制一、二次侧消谐电阻协同消谐的不同工作模式，能够动态响应不同强度铁磁谐振，选择合适的消谐电阻投入电路，实现动态响应和精确测量，快速消除谐振能量的同时优化了电压互感器的工作性能，提高电力系统的稳定性和可靠性。
技术特征：
1.一种用于中低压配电网的电压互感器消谐装置，其特征在于：包括用于一次侧消谐的非线性定值电阻、用于二次侧消谐的可调阻尼电阻模块以及用于控制非线性定值电阻和可调阻尼电阻模块协同作用的控制系统；所述非线性定值电阻串联接入电压互感器一次侧中性点，所述阻尼电阻并联接入电压互感器二次侧开口处；所述非线性定值电阻和可调阻尼电阻模块还与控制系统通信连接；所述控制系统控制非线性定值电阻和可调阻尼电阻模块投入电力系统电路中的先后顺序以及投入电路中的可调阻尼电阻模块的阻值大小。
2.根据权利要求1所述的一种用于中低压配电网的电压互感器消谐装置，其特征在于：所述控制系统判断发生铁磁谐振的条件为：三相电压异常，或三相电压异常且零序电压幅值大于额定相电压且持续存在预设时间长度。
3.根据权利要求1所述的一种用于中低压配电网的电压互感器消谐装置，其特征在于：所述可调阻尼电阻模块由至少两阻尼电阻单元并联而成，各所述阻尼电阻单元包括相互串联的开关和支路阻尼电阻，各所述开关均由所述控制系统控制；各所述支路阻尼电阻的阻值≤100ω。
4.根据权利要求3所述的一种用于中低压配电网的电压互感器消谐装置，其特征在于：所述可调阻尼电阻模块由四个阻尼电阻单元并联而成。
5.根据权利要求3或4所述的一种用于中低压配电网的电压互感器消谐装置，其特征在于：对每一阻尼电阻单元均一一对应设置一投入阈值，将二次侧开口三角电压有效值与各投入阈值进行比对，将达到投入阈值的阻尼电阻单元均投入电路中。
6.根据权利要求1所述的一种用于中低压配电网的电压互感器消谐装置，其特征在于：所述非线性定值电阻的阻值≥10kω。
7.根据权利要求1所述的一种用于中低压配电网的电压互感器消谐装置，其特征在于：所述控制系统包括一主控芯片，所述非线性定值电阻和可调阻尼电阻模块分别与主控芯片的i/o连接；所述非线性定值电阻通过一开关与所述主控芯片连接。
8.一种用于中低压配电网的电压互感器消谐方法，其特征在于：包括如下步骤：在电压互感器一次侧中性点接入非线性定值电阻，在电压互感器二次侧开口处并联接入可调阻尼电阻模块，控制系统控制所述非线性定值电阻和可调阻尼电阻模块投入电路的顺序和阻值，具体步骤如下：
9.根据权利要求8所述的一种用于中低压配电网的电压互感器消谐方法，其特征在于：所述可调阻尼电阻模块由至少两阻尼电阻单元并联而成，各所述阻尼电阻单元包括相互串联的开关和支路阻尼电阻，各所述支路阻尼电阻的阻值≤100ω，各所述开关均由所述控制系统控制，对每一阻尼电阻单元均一一对应设置一投入阈值，将二次侧开口三角电压有效值与各投入阈值进行比对，将达到投入阈值的阻尼电阻单元均投入电路中。
10.根据权利要求8所述的一种用于中低压配电网的电压互感器消谐方法，其特征在于：所述控制系统判断发生铁磁谐振的条件为：三相电压异常，或三相电压异常且零序电压幅值大于额定相电压且持续存在预设时间长度；所述非线性定值电阻的阻值≥10kω。
技术总结
本发明涉及一种用于中低压配电网的电压互感器消谐装置及方法，包括用于一次侧消谐的非线性定值电阻、用于二次侧消谐的可调阻尼电阻模块以及用于控制非线性定值电阻和可调阻尼电阻模块协同作用的控制系统；所述非线性定值电阻串联接入电压互感器一次侧中性点，所述阻尼电阻并联接入电压互感器二次侧开口处；所述非线性定值电阻和可调阻尼电阻模块还与控制系统通信连接；所述控制系统控制非线性定值电阻和可调阻尼电阻模块投入电力系统电路中的先后顺序以及投入电路中的可调阻尼电阻模块的阻值大小。本发明的优点：能够对铁磁谐振进行一、二次侧协同消谐，快速消除谐振产生的能量。
技术研发人员：林万德,原金鹏,刘伟军,李子彬,王理丽,吴辉,孙静文,王生杰,包正红,陈巍巍,景晓娟,王子乐,任继云,张占俊,陈尧,刘璟
受保护的技术使用者：国网青海省电力公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23