[发明专利]电压互感器工频铁磁谐振的判别方法

说明书

电压互感器工频铁磁谐振的判别方法，该方法首先采样电压互感器的三相电压，计算三相基波电压和基波零序电压，当基波零序电压超过设定的门槛时，进一步判别是否为接地故障，如果不是接地故障，则认为出现了工频铁磁谐振。判别接地故障时，只需要计算各相基波电压与基波零序电压的相量和的模，计算三相电势的平均值，当模值在设定的范围内时，认为出现接地故障，三相均未判别为接地故障时，才认为是工频铁磁谐振。该方法易于实现，且涵盖了更多的工频铁磁谐振的工况。

技术领域

本发明涉及电力系统电压互感器的故障监测，尤其涉及电力系统电压互感器铁磁谐振的故障监测。

背景技术

电力系统的中压、高压系统中广泛使用电磁式电压互感器(以下简称电压互感器)。电压互感器具有很高的激磁阻抗，在输电线路的某些操作过程之后，或者在接地故障消失之后，它与输电线路导线对地电容或其它电力设备的杂散电容之间形成特殊的三相或单相共振回路，有可能出现激发起多种谐波(分数次谐波、工频、高频)的铁磁谐振过电压。发生谐振时，电压互感器的一相绕组电压升高，或者两相、三相绕组电压同时升高，即各相对地电压发生变动；但是，另一方面，电源变压器的三相绕组电势维持恒定不变。最终表现为电源变压器中性点出现位移电压，中性点位移电压反映至电压互感器的开口三角绕组，使电压互感器开口三角绕组出现过电压，有可能造成电压互感器及其熔丝烧毁，有可能造成继电保护误动作，甚至损坏继电保护设备、电量测量设备。

引起电压互感器铁磁谐振的原因很多，包括互感器在内的空载母线或送电线路的突然合闸，使互感器的某一相或两相绕组内产生巨大的涌流和铁心磁饱和现象；其次，由于雷击或其他原因，线路中发生瞬间的单相弧光接地，使得其他两相瞬间升至线电压，而故障相在接地消失后又瞬间恢复至相电压，以致造成暂态励磁电流的急剧增大和铁心的磁饱和；第三，也可能由于从另一绕组瞬间传递过来的过电压引起铁心磁饱和。

一般的，分数次谐波和高频的铁磁谐振易于判别，只需要计算出电压中的谐波量，采用过量的判据即可判别；但是工频铁磁谐振的情况比较复杂，工频铁磁谐振时，电压互感器的三相绕组电压仍然以工频为主，其结果可能是一相轻度饱和、两相轻度饱和、一相严重饱和、两相严重饱和，三相基波电压、基波零序电压会呈现多种数值关系。目前判别电压互感器工频铁磁谐振的方法主要是采用下面的综合判据：

(1)如果三相基波电压都升高，则判为发生工频铁磁谐振；

(2)如果某一相基波电压降低，其余两相基波电压升高且超过线电压，则判为发生工频铁磁谐振；

(3)如果某一相基波电压升高但不等于额定电压的1.5倍，且与基波零序电压同相，其余两相基波电压降低并相等，则判为发生工频铁磁谐振；

(4)如果某一相电压降低但不等于0，且与基波零序电压反相，其余两相基波电压升高并相等，则判为发生工频铁磁谐振。

该方法的优点是涵盖了多种工频铁磁谐振的情况，缺点是分类较多、判据复杂，且需要判别某一相基波电压与基波零序电压之间的相位关系(同相或反相)。此外，实际上由于电压互感器出现工频铁磁谐振时，其三相绕组有的不饱和，有的饱和，且饱和程度不可能完全相同，所以存在一些状态是上述方法没有考虑到的，比如由于两相绕组饱和程度不一致，存在这样一种情况：某一相基波电压低，另一相基波电压高且没有超过线电压，第三相基波电压高且超过了线电压。所以，以往的方法还有不足之处。

发明内容

本发明的目的是：提出电压互感器工频铁磁谐振的判别方法，进一步提高判别的准确性，弥补以往方法的不足。

本发明采取的技术方案是采用如下步骤进行判别：

步骤一、采样电压互感器的三相电压；

步骤二、计算三相基波电压和基波零序电压