[发明专利]抗电谐振型三相电压互感器

说明书

本发明涉及电压互感器，尤其涉及一种抗电谐振型三相电压互感器。

在中性点不直接接地的交流电力系统中，当系统对地绝缘状态发生突变时，接于该系统中利用电磁感应原理工作且中性点接地的三相电压互感器，会产生铁磁谐振，使其线圈可能因激磁电流过大而烧毁。国内外针对这种情况提出过许多解决办法，包括不惜增加铜铁消耗以提高励磁特性等。而其中较为简便的办法是在电压互感器开口三角端子上或在一次绕组中性点接入适当的阻尼电阻。但是，大量的试验数据表明，为消除分频谐振，开口三角线圈并接的阻尼电阻值需在1欧姆以下，这是十分危险的。而用中性点经阻尼电阻接地来消振，又需要较大的阻值。会影响相电压准确传递。CN88210037公告了《一种新型微电脑多功能消谐装置》，其原理仍属阻尼消谐，它是应用微机技术来判别谐振类型，再分别投入阻尼电阻，存在方案复杂，元器件多的弱点，对因配电变压器内部一相线圈中段一点接地，使三相对地电感极不对称而产生的强制谐振也不能消谐。此外，三相五柱式电压互感器的励磁特性设计，因考虑单相接地时其它两个健全相的相电压将升到线电压的数值，所以它的三个线圈每相都必须按线电压设计，这就大大增加了铜铁消耗。即使如此，因零序磁路较正序磁路长，零序特性仍比正序特性差，常因发生铁磁谐振而烧毁。假如为防烧毁再增大铁心截面和增加线圈匝数，势必使正序特性过大，反因漏抗过大而影响测量精度。如果要保持测量精度，又难以提高零序特性。

本发明的目的是，从改变三相五柱式电压互感器的不合理磁路结构入手，提出一种抗电谐振型三相电压互感器。既可以大幅度地提高电压互感器抗谐振防烧毁的能力，又可以节省铜铁用材，提高测量精度。

实现本发明目的的关键是改革三相五柱式电压互感器的磁路结构，提高电压互感器的零序励磁特性。改革后的磁路结构是三相三柱磁路和单口磁路的组合。先用三相三柱磁路承受正序电压，由于系统的三个线电压始终是平衡的，三个相电压对称稳定，电磁参数设计可以优选。再采用单口磁路承担系统接地及分受铁磁谐振下的零序电压，当出现中性点不稳的零序电压时，其励磁电流将受到很大的抑制，从而避免了电压互感器因过流而烧毁的可能。当然，它仍然具有原中点接地电压互感器的全部功能。

本发明的基本结构主要由线圈、铁心和绝缘构成。三相三柱磁路包括一次线圈W_A、W_B、W_C，二次线圈W_a、W_b、W_c和辅助二次线圈W_ad、W_bd、W_cd，它们分别接成Yo/Yo/C（开口三角）形，铁心为三相三柱心式铁心，每个心柱上安装有一相的一次线圈W_A、W_B、W_C，二次线圈W_a、W_b、W_c和辅助二次线圈W_ad、W_bd、W_cd，与现有技术的显著区别特征是本发明增设有单口磁路，它包括线圈W₁和线圈W₂，线圈W₁的首端X接三相三柱磁路一次线圈W_A、W_B、W_C的中性点O，末端N接地，线圈W₂的首端x接辅助二次线圈W_ad、W_bd、W_cd开口三角的末端x₀，末端n接地，线圈W₂有一抽头x′接二次线圈W_a、W_b、W_c的中性点o，单口磁路的铁心为单相双柱式铁心，线圈W₁、W₂安装在同一心柱上。本发明的一次线圈为分段式，高低压线圈之间设有静电屏，其它线圈都为圆筒式，同心排列。导线选择及层间和线圈间的绝缘与使用的电压等级相适应。其电压等级一般为6-66千伏。按其绝缘结构而言，可以是树脂浇注式，也可以是油浸式。