[发明专利]一种电压互感器铁磁谐振的快速消除方法及装置

说明书

本发明公开了一种电压互感器铁磁谐振的快速消除方法，方法首先采样电压互感器的三相电压和开口三角电压，并通过积分算法计算零序电压对应的磁链，当检测到互感器发生铁磁谐振时，进一步检查零序电压对应的磁链绝对值或者开口三角电压绝对值是否分别落入设定的范围内，若是则启动二次消谐回路进行消谐。本发明还公开了相应的电压互感器铁磁谐振的快速消除装置。本方法及装置在常规的二次消谐原理的基础上对消谐触发时刻进行了精确分析控制，能够有效消除电压互感器铁芯饱和对消谐过程的影响，极大的提高单次消谐的成功概率。

技术领域

本发明涉及电力系统电压互感器的故障消除，尤其涉及中性点非直接接地系统电压互感器发生铁磁谐振时消谐控制方法及装置。

背景技术

在中性点非直接接地系统中，一些用于测量对地电压的电压互感器，其原边绕组的中性点直接接地，当发生空载母线合闸、单相接地故障消失或者系统负荷剧烈变化时，电压互感器的励磁电感会出现非线性变化，可能会与系统对地电容形成参数匹配，从而引发铁磁谐振现象，引起系统过电压和电压互感器过电流，进而造成绝缘破坏、接地或相间故障，以及电压互感器熔丝熔断、烧毁或爆炸，甚至还会出现避雷器爆炸、弱绝缘闪络、接地选线装置误动等故障，严重影响系统安全运行。

针对电压互感器出现的铁磁谐振现象目前一种常见的应对措施是装设微机消谐装置，该装置的基本原理是：微机消谐装置接入电压互感器二次侧开口三角电压，通过分析开口三角电压谐波特征及谐波分量大小识别铁磁谐振，当发生电压互感器铁磁谐振时，在电压互感器开口三角绕组处通过电子开关器件多次短时触发短接(或接入小的阻尼电阻R_△)，破坏谐振产生条件，从而消除谐振。

目前现有的微机消谐装置多是在检测到谐振时经短延时或不经延时投入消谐回路，这种方法在现场应用中消谐效果差异较大，经常会出现消谐失败的情况，极端情况下，甚至会出现投入消谐回路后产生新的谐振或谐振更加严重的情况，因此，需要对消谐过程进行更加准确的控制，以使得投入消谐回路时能够更有效，更快的消除谐振。

发明内容

本发明的目的是，提出一种电压互感器发生铁磁谐振时的快速消谐控制方法及装置，对消谐过程进行更加准确的控制，减小互感器非线性特性对消谐过程的影响，使得发生谐振故障时能够有效快速的消除谐振。

本发明采取的技术方案是：一种电压互感器铁磁谐振的快速消除方法，包括如下步骤：

步骤1，实时采集电压互感器的三相电压二次值和开口三角电压；

步骤2，根据实时采集的三相电压二次值或开口三角电压，实时计算零序电压对应的磁链ψ₀；

步骤3，当检测到电压互感器发生铁磁谐振时，进一步检查零序电压对应的磁链绝对值或者开口三角电压绝对值是否分别落入设定的范围内，若是，则触发并接在电压互感器开口三角绕组两端的可控硅消谐回路快速导通，消除铁磁谐振；否则，不触发可控硅消谐回路导通。

进一步地，所述步骤2中，零序电压对应的磁链ψ₀通过三相电压二次值或者开口三角电压进行计算，计算公式如下所示：

或

其中U_A、U_B、U_C、3U₀分别为三相电压二次值和开口三角电压。

进一步地，所述步骤3中，电压互感器发生铁磁谐振包括分频铁磁谐振、基频铁磁谐振、倍频铁磁谐振。

进一步地，所述步骤3中，零序电压对应的磁链绝对值落入设定的范围内指的是，零序电压对应的磁链ψ₀满足|ψ₀|≤K1*ψ_N，其中K1为系数，U_m为电压互感器额定二次电压峰值，ω为工频角频率。其中K1取值范围可以为0.01～0.2。