[发明专利]一种配电网可控消谐装置

说明书

本发明专利公开了一种配电网可控消谐装置，该装置包括电流互感器、可控硅开关、消谐电阻和控制单元，控制单元包括电流继电器、自保持继电器、放大器、减法器、逻辑元件以及电流互感器二次回路断线闭锁单元。本发明专利通过消谐电阻的短时间投入吸收流入PT中的暂态能量，使PT的励磁绕组由饱和状态恢复到不饱和状态，从而达到抑制谐振的目的。而系统正常运行时，可控硅开关将消谐电阻短接，PT中性点直接接地，可以实现准确地测量三相母线的对地电压和系统零序电压的功能。其次，发生接地故障和进行断路器操作时，由于消谐电阻接入中性点的时间较短，三相PT中性点不会长时间承受高电压，不会危害PT中性点的绝缘。

技术领域

本发明专利涉及电力系统控制保护领域，特别涉及一种当配电网发生接地故障和断路器不同动作时，吸收叠加在PT励磁绕组中暂态能量，防止PT励磁绕组过饱和而引发铁磁谐振的配电网可控消谐装置。

背景技术

目前，我国电力系统中，35KV及以下的配电网一般采用中性点不接地方式，为监测三相母线对地电压和系统的零序电压，母线上装有三相电磁式电压互感器。由于电磁式电压互感器PT的非线性励磁特性，当系统发生单相接地故障或断路器不同期操作时，其暂态过程中将产生大量的暂态能量叠加到PT一次绕组上使得PT励磁饱和，励磁电感大幅度减小，容易与对地电容或断路器断口电容发生参数匹配，引发铁磁谐振过电压。

为抑制铁磁谐振的发生，目前工程上一般采取三相PT中性点加装消谐器和采用4PT的方法。正常运行时，中性点加装消谐器使PT测量的系统对地电压不准确，对系统的保护装置有一定的影响。当发生非金属接地故障时，由于消谐器上将承受较大的电压，PT开口三角绕组输出电压的降低可能会导致零序保护不动作。而当发生金属性接地故障期间，消谐器长时间承受高电压，容易因过热而损坏，同时加在消谐器两端的高电压导致PT中性点电位大幅升高，威胁到PT的绝缘，容易导致PT绝缘击穿，扩大事故范围。而4PT法并不能完全消除谐振的发生，在一定的外界激励和参数匹配下，依然会发生铁磁谐振。并且随着配电网的扩大，对地电容的增大，4PT法更容易引发系统的低频振荡，产生幅值较高的低频饱和电流。

发明内容

本发明专利的发明目的在于针对常用工程消谐措施的诸多缺陷，提供一种当配电网发生接地故障和断路器不同动作时，吸收叠加在PT励磁绕组中暂态能量，防止PT励磁绕组过饱和而引发铁磁谐振的配电网可控消谐装置。

实现上述目的采用以下技术方案：一种配电网可控消谐装置，其特征在于，该装置包括电流互感器、消谐电阻、可控硅开关和控制单元，控制单元包括电流继电器、放大器、减法器、自保持继电器、逻辑非和逻辑与门以及电流互感器TA二次回路断线闭锁单元；所述电流互感器串接在三相电磁式电压互感器PT一次绕组的中性点与消谐电阻之间，测量PT中性点电流，作为整个控制单元的输入量；所述可控硅开关与消谐电阻并联，控制消谐电阻的投切；所述电流互感器TA二次回路断线单元用来检测电流互感器TA的二次回路是否断线，若断线则输出高电平1信号，并发“TA二次回路断线”告警型号；所述装置中控制单元输出1和-1两种控制信号，分别控制可控硅开关的接通和关断，且当控制单元输出1信号时，同时发“PT励磁饱和”告警信号。

上述的配电网可控消谐装置中，电流继电器的整定值为0.1A～0.3A；放大器的增益为2；自保持继电器的整定值为10ms。消谐电阻为10kΩ～50kΩ。当三相PT中性点零序电流瞬时值大于电流继电器整定值时，电流继电器输出高电平1，否则输出0；当电流互感器二次回路正常运行时，闭锁单元输出低电平0，否则输出高电平1。

上述的配电网可控消谐装置的工作过程如下：

正常运行时，PT不饱和，PT中性点电流远小于电流继电器的整定值，电流继电器输出低电平0；电流二次回路正常运行时断线闭锁单元输出低电平0；两种输入信号分别经过逻辑非后相与输出高电平1；经过放大器和减法器后，输出高电平1，开通可控硅开关，短接消谐电阻，PT中性点直接接地。