一种自动消谐装置的制作方法

本实用新型涉及一种自动消谐装置。

背景技术：

电力系统中，电磁式电压互感器(简称PT或VT)是电网中最主要运用的电压互感器之一，是电力输送中的重要设备，不仅为电网的运行监测提供便利，同时也为某些继电保护的正确动作提供参量。因此，加强对电磁式电压互感器的运行中的故障监测对保障电网安全有着很重要的意义。

在系统中电磁式电压互感器相当于带铁芯的非线性电感线圈，而架空线路、电缆线路等存在对地等效电容；当单相接地故障发生或消失、倒闸操作等扰动时，可能导致电压互感器铁芯不同程度的饱和，饱和后的电压互感器励磁电感变小，此时若与等效电容相匹配就可能形成铁磁谐振过电压，铁磁谐振过电压会造成互感器的温度迅速升高乃至互感器的烧损或爆炸。针对这些恶性事故的发生，就有必要装设微机消谐装置以抑制和消除铁磁谐振过电压。

常规的微机消谐装置只是检测引起谐振的固有频率电压有效值作为判据，但当畸变的谐振频率低或者超出检测频率范围后就很难检测到谐振存在，但是谐振发生时PT温度都会随之升高，所以用PT快速升温作为判断谐振发生是一种有效手段。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种自动消谐装置，它具有数据自动采集、逻辑判断、双通道检测互补，工作可靠等特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种自动消谐装置，包括单片机MCU，用于检测三相五柱式电压互感器温度的温度检测模块，用于采集三相五柱式电压互感器电压信号的电压数据采集模块，用于消除谐振的消谐模块和报警装置；消谐模块与电压互感器二次侧连接，温度检测模块的信号输出端与单片机MCU的I/O端口连接，单片机MCU通过该I/O端口读取温度检测模块所检测的电压互感器的温度信号，电压数据采集模块的信号输出端与单片机MCU的I/O端口连接单片机MCU通过该I/O端口读取电压数据采集模块所采集的电压互感器输出电压信号，单片机MCU分别运算输出消谐模块控制信号和报警装置控制信号，消谐模块控制信号经单片机MCU的开关量输出I/O端口输出，控制消谐模块与电压互感器二次侧接通或断开，报警装置控制信号经单片机MCU的开关量输出I/O端口输出，控制报警装置是否产生报警信号。

本实用新型进一步改进在于：

报警装置包括蜂鸣器和与蜂鸣器供电的回路，蜂鸣器供电回路串接固态继电器的常开触点，报警装置控制信号通过控制固态继电器供电回路的通断控制蜂鸣器供电回路的通断，从而控制报警装置是否产生报警信号。

单片机MCU采用arm处理器。

温度检测模块的温度传感器为PT100的铂热电阻。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型通过单片机MCU读取电压数据采集模块所采集的电压互感器输出电压信号，并根据采集电压幅值和采样时间计算出17Hz、25Hz、50Hz、150Hz四种引起谐振的频率电压分量。当上述引起谐振的频率电压有效值在30V以下时，则单片机MCU判断为未发生谐振，当上述引起谐振的频率电压有效值高于30V低于120V时，则单片机MCU判断为过压，单片机MCU发出报警装置控制信号控制报警装置产生报警信号，当上述引起谐振的频率电压有效值高于120V时，则单片机MCU判断为发生铁磁谐振，单片机MCU运算输出消谐模块控制信号控制消谐模块与电压互感器二次侧接通，起到消除谐振的作用并控制打印机打印故障信息；当畸变的谐振频率低或者超出检测频率范围后就很难检测到上述谐振频率存在，但是谐振发生时三相五柱式电压互感器的温度都会随之快速升高根据这一特点本装置通过单片机MCU读取温度检测模块所采集的电压互感器温度值，根据所采集的温度值及采样时间计算出三相五柱式电压互感器的温度上升速率，当温度上升速率超过设定阈值时，则单片机MCU判断为发生铁磁谐振，单片机MCU运算输出消谐模块控制信号控制消谐模块与电压互感器二次侧接通，起到消除谐振的作用并控制打印机打印故障信息；同时发出报警装置控制信号，控制报警装置产生报警信号。

它具有数据采集、运算、逻辑判断、控制输出等速度快，双重判断及自动消除谐振，可靠性高等特点。

附图说明

图1是本实用新型的的原理方框图；

图2是本实用新型中的三相五柱式电压互感器、消谐模块及电压互感器二次侧连接结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

由图1-2所示的实施例可知，本实施例包括单片机MCU，用于检测三相五柱式电压互感器(型号：JSZW3-6JSZW3-10型三相五柱式电压互感器0.5/6P级)温度的温度检测模块(型号：6ES7 231-7PB20-0XA0)，用于采集三相五柱式电压互感器电压信号的电压数据采集模块(型号：KPT2222FZ电压采集传感器)，用于消除谐振的消谐模块(型号：KS1-25AA大功率消谐模块)和报警装置；消谐模块与电压互感器二次侧连接，温度检测模块的信号输出端与单片机MCU的I/O端口连接，单片机MCU通过该I/O端口读取温度检测模块所检测的电压互感器的温度信号，电压数据采集模块的信号输出端与单片机MCU的I/O端口连接，单片机MCU通过该I/O端口读取电压数据采集模块所采集的电压互感器输出电压信号，单片机MCU分别运算输出消谐模块控制信号和报警装置控制信号，消谐模块控制信号经单片机MCU的开关量输出I/O端口输出，控制消谐模块与电压互感器二次侧接通或断开，报警装置控制信号经单片机MCU的开关量输出I/O端口输出，控制报警装置是否产生报警信号。

报警装置包括蜂鸣器和与蜂鸣器供电的回路，蜂鸣器供电回路串接固态继电器(型号：JGJ12)的常开触点，报警装置控制信号通过控制固态继电器供电回路的通断控制蜂鸣器供电回路的通断，从而控制报警装置是否产生报警信号。

单片机MCU采用arm处理器。

温度检测模块的温度传感器为PT100的铂热电阻。

工作原理及过程

产生谐振的原因主要由17Hz、25Hz、50Hz、150Hz四种引起谐振的频率电压分量引起，当畸变的谐振频率低或者超出检测频率范围后就很难检测到上述谐振频率存在，但是谐振发生时三相五柱式电压互感器的温度都会随之快速升高，为了确保上述两种谐振因素皆能够被识别能够被识别，本装置采用下述技术手段进行检测。

单片机MCU采用高速arm处理器作为中央处理单元，读取电压数据采集模块信号和温度检测模块信号，对三相五柱式电压互感器开口三角电压(即：零序电压3U0)进行循环监测并对三相五柱式电压互感器的温度进行实时监测。

单片机MCU根据对电压数据采集模块的采样时间所检测的电压幅值计算出电压频率，并区分出17Hz、25Hz、50Hz、150Hz四种引起谐振的频率电压分量。当上述引起谐振的频率电压有效值在30V以下时，则单片机MCU判断为未发生谐振，当上述引起谐振的频率电压有效值高于30V低于120V时，则单片机MCU判断为过压，单片机MCU运算输出报警装置控制信号，控制固态继电器供电回路通路，固态继电器常开触点闭合，报警装置包括蜂鸣器(型号：EB1114 DC24V蜂鸣器)和与蜂鸣器供电的回路，固态继电器常开触点串接于蜂鸣器供电的回路中，固态继电器常开触点闭合，使蜂鸣器供电的回路形成通路，给蜂鸣器供电，蜂鸣器产生蜂鸣报警；当上述引起谐振的频率电压有效值高于120V时，则单片机MCU判断为发生铁磁谐振，单片机MCU运算输出消谐模块控制信号控制消谐模块与电压互感器二次侧接通(如图2所示)，起到消除谐振的作用并控制打印机打印故障信息。

单片机MCU根据对温度检测模块的采样时间所检测的温度值计算出三相五柱式电压互感器的温度上升速率，当温度上升速率超过设定阈值(设定为2℃～4℃/S)，则单片机MCU判断为发生铁磁谐振(在正常工作情况下，三相五柱式电压互感器的温度变化曲线平缓)，单片机MCU运算输出消谐模块控制信号控制消谐模块与电压互感器二次侧接通(如图2所示)，起到消除谐振的作用并控制打印机打印故障信息；同时发出报警装置控制信号，控制报警装置产生报警信号。