专利名称：电压互感器铁磁谐振和保险熔断现象的抑制方法
电压互感器铁磁谐振和保险熔断现象的抑制方法技术领域
本发明属于电力系统高压输电线路中电压互感器的应用技术领域，具体涉及一种电压互感器铁磁谐振和保险熔断现象的抑制方法。
背景技术：
目前电力系统的10kV、35kV中性点不接地配电网中，母线上安装的电磁式电压互感器(PT)通常是YcZYtl/ Λ接线。由于系统单相接地故障所引发的熔丝熔断问题时有发生，严重时甚至烧毁PT。以前的很多研究把PT高压保险熔断的原因均归结于铁磁谐振，认为系统发生铁磁谐振现象时产生的过电流导致保险熔断。
电磁式PT的等效电路如图1所示，当系统正常运行时，无论何时，系统线路对地电容所带的总电荷之和为零，但当一相接地时，另两相电压升高到线电压，它们的对地电容上也就充上了和线电压相适应的电荷。接地故障还在持续时，在线电压作用下，电荷以接地点为通路在导线和大地(相当于电容器的一个极板和另一个极板)间循环往复，形成电容电流。当接地故障消除后，就相当于把导线对地电容上电荷通往大地的通路给切断了，此时各线对地电压力图恢复到正常运行状态下的水平，即恢复为相电压值，而原来非故障相的导线是充以对应线电压的电荷，这些电荷一定要找到出路泄往大地。由于原来的接地点已经被切断，互感器的一次绕组就成为了它们的一个通路，如果自由电荷很多，在泄往大地的过程中就会引起铁芯的过分饱和，具有过饱和铁芯的电压互感器，在工频电源电压作用下将出现很大的冲击电流，并造成保险熔断。
另外，在中性点不接地系统中，当系统单相接地消失后，电磁式PT铁芯饱和引起的铁磁谐振过电压，有可能使系统对地电容与PT高压侧电感相匹配，发生铁磁谐振。铁磁谐振中的高频谐振，其谐振电流较小，不足使熔丝熔断，而基频和分频时，谐振电流较大，在一定条件下会导致熔丝 熔断，但电磁式PT高压保险熔断现象的主要原因不是铁磁谐振造成的过电流。
电磁式PT铁磁谐振是在系统受到某种冲击，如空载母线合闸和单相接地故障消失时，PT铁芯饱和，其等值电抗与线路和设备的对地电容匹配产生的，即线路对地电容的伏安特性与含铁芯电感的伏安特性相交于一点；而PT高压保险熔断主要是由接地故障恢复后的线路对地电容放电，在PT高压保险上产生的冲击电流造成的。
铁磁谐振和高压保险熔断现象是电磁式PT实际运行中的两个突出问题，如果能够通过一种方案同时解决这两个和PT相关的问题，对现场的运行非常具有实用价值。发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种电压互感器铁磁谐振和保险熔断现象的抑制方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
一种电压互感器铁磁谐振和保险熔断现象的抑制方法，包括三个相同的三相Y。/Y。/ Λ接线方式的电磁式电压互感器，本发明的创新点是，该方法是在三相YcZYci/ Λ接线方式的电磁式电压互感器中性点与地之间加装第四个电磁式电压互感器。
而且，所述加装的第四个电磁式电压互感器，其等值电抗设计值为原三相电磁式电压互感器等值电抗的1.5倍，采用四电磁式电压互感器方法后，整个电磁式电压互感器支路的零序等值阻抗为原三相电磁式电压互感器接线零序等值阻抗的5倍。
而且，所述第四个电磁式电压互感器在结构上采用半绝缘方式，第四个电磁式电压互感器的体积等于原三相电压互感器的单只体积。
而且，所述采用四电磁式电压互感器方法中的每一电磁式电压互感器变比均采用10000/λ/3: ΙΟΟ/VJ和10000/VJ:100的数值，保障系统的电气计量和保护监测功能。
本发明的优点及积极效果是:
本发明通过在中性点与地之间增加第四个电磁式电压互感器，通过改变电路使线路对地电容的伏安特性与含铁芯电感支路的等效伏安特性没有交点，从而抑制了铁磁谐振现象，并且使整个电磁式电压互感器支路的零序等值阻抗大大增加，有效抑制了电压互感器支路的高压保险的熔断。
图1是YcZYtl/ Λ接线式电磁式PT故障恢复后的电容放电冲击电流形成示意图2是YQ/YQ/ Λ接线式电磁 式PT的等效电路图3是YcZYtl/ Λ接线式电磁式PT的中性点与地之间加装一个第四电磁式PT的等效电路图4是四电磁式PT方法的接线原理图5是单相电磁式PT的等效电路图6是单相电磁式PT等效电路的简化电路图7是三相电磁式PT的零序等值简化电路图8是四电磁式PT方法的零序等值简化电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述:
一种电压互感器铁磁谐振和保险熔断现象的抑制方法，如图2所示，原三相Y。/Y0/ Λ接线方式电磁式电压互感器(PT)包括三个相同的电磁式PT，本发明方法的创新是，如图3所示，在原三相YcZYtl/ Λ接线方式电磁式PT的中性点与地之间加装一个第四电磁式PT。
在本发明方法的具体实施中，所述加装的第四电磁式PT，励磁电抗设计为高阻抗，参数范围在兆欧级，其等值电抗设计值为原三相电磁式PT等值电抗的1.5倍，采用四电磁式PT方法后，整个电磁式PT支路的零序等值阻抗为原三电磁式PT接线零序等值阻抗的5倍。
在本发明方法的具体实施中，所述第四电磁式PT在结构上采用半绝缘方式，一个高压绝缘套管出线，既减小了电压互感器所占的外部空间体积，同时又增大了电压互感器壳内空间，相应的增多了电压互感器的线圈绕组匝数，增大了电压互感器高压侧的等值电抗，降低了电压互感器的铁芯磁密，增大了铁芯的不饱和区间，第四电磁式PT的体积等于原三相PT的单只体积。
在本发明方法的具体实施中，所述采用四电磁式PT方法中的每一电磁式PT变比均采用特定数值，10000/λ/3:100/ 和10000/V1: 100 ,配合四电磁式PT方法的接线，能保障系统的电气计量和保护监测功能，所述四电磁式PT方法的接线如图6所示，图中虚线框内为加装的第四个电磁式PT。
本发明的工作原理
单相电磁式PT的等效电路如图5所示，Zm为电磁式PT的励磁电抗，Z1和Z2分别为电磁式PT原边、副边的漏抗，相对于Zm数值很小。
由于系统中三相电磁式PT 二次侧的零序绕组接成开口三角，所以三相电磁式PT的每相对地可忽略其原边、副边漏抗，简化成励磁电抗，如图6所示，三相电磁式PT零序等值电路，则如图7所示，既当系统单相接地故障消失时，关联PT支路冲击电流大小的零序等值阻抗为Zm/3。
加装了第四个电磁式PT之后，假设第四个电磁式PT的励磁电抗与原三相电磁式PT的励磁电抗相等，则四电磁式PT方案的零序等值简化电路如图8所示。
可见，在加装了第四个电磁式PT之后，整个PT支路的零序等值阻抗由原来的l/3Zm增大为4/3Zm，相比于原三电磁式PT时增大了 4倍。这也意味着，在与原三个电磁式PT相同的条件下，四个电磁式PT方法中电磁式PT支路的冲击电流，若忽略其他影响因素将减小到原来的1/4，有效抑制PT高压保险的熔断。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发 明保护的范围。
权利要求
1.一种电压互感器铁磁谐振和保险熔断现象的抑制方法，包括三个相同的三相Y。/Y。/ Λ接线方式的电磁式电压互感器，其特征在于:该方法是在三相YcZYci/ Λ接线方式的电磁式电压互感器中性点与地之间加装第四个电磁式电压互感器。
2.根据权利要求1所述的电压互感器铁磁谐振和保险熔断现象的抑制方法，其特征在于:所述加装的第四个电磁式电压互感器，其等值电抗设计值为原三相电磁式电压互感器等值电抗的1.5倍，采用四电磁式电压互感器方法后，整个电磁式电压互感器支路的零序等值阻抗为原三相电磁式电压互感器接线零序等值阻抗的5倍。
3.根据权利要求1所述的电压 互感器铁磁谐振和保险熔断现象的抑制方法，其特征在于:所述第四个电磁式电压互感器在结构上采用半绝缘方式，第四个电磁式电压互感器的体积等于原三相电压互感器的单只体积。
4.根据权利要求1所述的电压互感器铁磁谐振和保险熔断现象的抑制方法，其特征在于:所述采用四电磁式电压互感器方法中的每一电磁式电压互感器变比均采用\οοοο/\β: ioo/V 和ιοοοο/Α: 100的数值,保障系统的电气计量和保护监测功能。
全文摘要
本发明涉及一种电压互感器铁磁谐振和保险熔断现象的抑制方法，包括三个相同的三相Y0/Y0/△接线方式的电磁式电压互感器，该方法是在三相Y0/Y0/△接线方式的电磁式电压互感器中性点与地之间加装第四个电磁式电压互感器。本发明通过在中性点与地之间增加第四个电磁式电压互感器,通过改变电路使线路对地电容的伏安特性与含铁芯电感支路的等效伏安特性没有交点，从而抑制了铁磁谐振现象，并且使整个电磁式电压互感器支路的零序等值阻抗大大增加，有效抑制了电压互感器支路的高压保险的熔断。
文档编号H01F38/24GK103248010SQ201310151540
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者刘喆, 王永强, 何亦蕊 申请人:国家电网公司, 天津市电力公司