[实用新型]消谐抗接地电压互感器

说明书

本实用新型涉及一种电压互感器，属于变压器技术领域。

中性点非直接接地电网使用的普通电压互感器，当电网发生单相接地时，非故障相线圈的端电压会由正常相电压升高到线电压，磁通密度也增大到正常数值的倍，加之伴随而经常发生的谐振，使电压互感器因过压、过流、过热而频繁发生损坏事故。加装零序电压互感器虽可弥补上述缺陷，但那样就得增加设备台数，使得占用空间大、影响设备常规布置、投资高。近年生产的抗谐振电压互感器(“变压器”1995，310-11)，没有装设三相平衡线圈，采用两个磁路各自独立的铁芯。由于其三柱铁芯无零序磁通回路，因电网不对称而产生的零序磁通需经非磁介质及铁壳闭合，故激磁电流大、电能损耗高、易过热。

本实用新型的目的是设计一种应用于中性点非直接接地电力网的具有消谐和抗接地功能的电压互感器，它能避免过电压、过电流损坏，可抗接地长期运行。

本实用新型的目的是这样实现的：消谐抗接地电压互感器由防护箱、铁芯、零序线圈、及包括一次、二次和辅助线圈的三相线圈构成。各线圈装在铁芯上，铁芯装在防护箱内，三相线圈的一次和二次线圈的首端均引出防护箱外，零序线圈与三相线圈绕向相同，零序一次线圈的尾端接三相一次线圈的尾端，其首端引出防护箱外接地，零序二次线圈的尾端接三相二次线圈的尾端，其首端和尾端均引出防护箱外串接监察继电器，三相辅助线圈成闭合三角形连接。铁芯由安装三相线圈的三个相柱、安装零序线圈的零序柱、及将零序柱和三个相柱联结成一体的磁轭构成。

在三相电压不对称而产生零序磁通时，零序铁芯柱为零序磁通提供闭合通路，于是零序线圈产生电压，监察继电器动作报警。

电网单相接地时，零序铁芯柱与接地相铁芯柱并联，同时零序线圈也与接地相线圈并联，这样零序线圈和三相线圈共同承受三相电压，使各线圈端电压都不会升高到线电压，磁通密度自然不会增大，从而避免电压互感器过电压、过电流损坏，可以抗接地长期持续运行。

在该电压互感器中，其铁芯既有三相磁路，又有零序磁通回路，其三相辅助线圈相当于在电源中性点和电压互感器的星点之间接了一个低值电阻，故可有效地消除电网谐振(其理论依据可参见陈维贤“内部过电压基础”水利电力出版社)。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。

图1是本实用新型的电气原理图；

图2～4是本实用新型的三种铁芯结构图。

参见图1，本实用新型由防护箱1及装在防护箱1中的铁芯2、三相线圈和零序线圈构成。三相线圈中的辅助线圈3接成闭合三角形，三相线圈的一次、二次线圈均接成星形，其一次线圈的首端A、B、C和二次线圈的首端a、b、c分别经绝缘套管引出防护箱1外。零序线圈与三相线圈的绕向相同，其一次线圈的尾端接三相一次线圈的尾端，即星点OH，其首端N经绝缘套管引出防护箱1外接地，其二次线圈的尾端接三相二次线圈的尾端，即星点Od，其首端n和尾端Od均经绝缘套管引出防护箱1外，并串接监察继电器YJ。三相二次线圈采用n接地方式，也可采用b相接地方式，当采用b相接地方式时，应在n点加装击穿保险。

正常情况下，零序线圈中无电压、无电流，电压互感器的星点相当于直接接地。在三相电压不对称而产生零序磁通时，零序铁芯柱为零序磁通提供闭合通路，使零序线圈产生电压，于是继电器YJ动作报警。三相辅助线圈3中产生平衡电流，可以限制和消除三次谐波电势、改善电压波形，并使绝缘免受三次谐波损害。

当电网发生单相接地时，例如A相接地，则A与N连接，a点与n点电位相同，零序铁芯柱与A相铁芯柱并联，同时零序线圈也与A相线圈并联，这样零序线圈和三相线圈共同承受三相电压，使各线圈都不会承受线电压。

该电压互感器与普通电压互感器引线绝缘套管数目相同，可以做成干式或油浸式的各种电压等级的产品。

图2为四卷四柱式铁芯结构，它由中柱、三个互差120度分布在中柱周围的边柱、联结中柱和边柱的磁轭构成，零序线圈装在中柱上，三相线圈装在边柱上。此种结构制造工艺较复杂，但其三相磁路对称、铁芯用料少、电路和磁路最合理，适用于准确度要求高的场所。

图3所示五卷五柱式铁芯由并排的五柱及磁轭构成，中间三个柱上装三相线圈，零序一次和二次线圈都分为两段分别安装在两个边柱上，使得零序线圈在正常情况下总电压为零。此种结构五个柱均在同一平面上，制造工艺简单，但中相磁阻与两边相不同，三相激磁电流不等，准确度不如四卷四柱式易控制。

在图4中，一个三柱铁芯4和一个双柱矩形铁芯5用磁轭6联结成并排四卷五柱式，三相线圈装在三柱铁芯上，零序线圈装在双柱铁芯中远离三柱铁芯的那个柱上。普通三芯五柱式电压互感器在电网接地时，大多仅损坏一个线圈，将其合理裁剪后装上零序线圈，更换已损线圈，便构成四卷五柱式消谐抗接地电压互感器。此种结构制造工艺简单，为利用大量损坏的电压互感器提供了良好的途径，但三相磁路不对称，准确度较难控制。