专利名称：一种消除铁磁谐振的方法
技术领域：
本发明涉及到电磁领域，尤其涉及一种消除铁磁谐振的方法。
背景技术：
PT (电压互感器)铁磁谐振过电压是中性点不接地系统中最常见、且造成事故最多的一种内部过电压。为限制PT铁磁谐振过电压，本领域技术人员提出了多种解决措施。(I)PT开口三角接阻尼电阻。其不足之处为:由于在选择电阻时，如电阻太大，起不到消协效果，如电阻太小，当系统发生单相接地并连续运行f 2小时，则要求PT有足够大的热容量，因此一般选择白炽灯作为阻尼电阻，利用其冷态电阻较低，冷态电阻较高的特点。然而铁磁谐振常常是单相接地故障消失之后激发的，如果单相接地故障持续的时间较长，则会白炽灯因发热而使电阻明显增大，以致不能起到抑制铁磁谐振的作用。(2)在PT —次侧的中性点与地之间串接非线性电阻消谐器。该装置在应用中存在局限性:①只能保证本PT不发生饱和，对系统中其它PT无效，因此每一台PT都须装设非线性电阻消谐器才能达到消谐效果；②当系统发生单相接地故障时，由PT测量得到的零序电压有误差，因此在对零序电压测量精度要求较高的场合(如故障测距装置)不适宜使用该装置。③系统正常运行时，电压互感器开口三角两端电压升高，其原因为三相PT本身的伏安特性不一致，导致三相励磁电流之和不为零，致使消谐电阻器上产生一定幅值的电压，若三相电磁式电压互感器本身的伏安特性相差过大时，就会造成开口三角电压升高很多，影响系统绝缘监测装置的信号动作。(3)采用4PT的接线方式。该方法也存在自身的问题:①与加装非线性电阻消谐器一样，仅仅能够保证本PT不发生饱和，不能抑制整个系统发生铁磁谐振；②由于该措施要求PT开口三角绕组短接，有可能出现环流过大而导致一次绕组和剩余绕组过热的现象；③该接线方式下，零序PT成为中性点不接地电网地对地的唯一金属通道，实际运行中经常出现由于电容充电电流过大，零序PT烧毁的事故。(4)并未提出利用正弦拟合算法辨识铁磁谐振与单相接地故障的技术方案。也未利用基频谐振时零序电压波形畸变的特点，构造波形畸变度函数，通过计算波形畸变度来辨识基频谐振与单相接地。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种消除铁磁谐振的方法。为实现上述目的，本发明提供了一种消除铁磁谐振的方法，该方法包括:步骤1，采集零序电压波形，初步判断该零序电压波形是否发生铁磁谐振中的基频谐振或者单相接地，并进一步判断该零序电压波形发生了该铁磁谐振中的基频谐振还是单相接地；完成初始化，以确定工作模式，判断零序电压波形数据是否发生铁磁谐振中的基频谐振或者单相接地，然后进行参数刷新，所述参数刷新后所执行的任务，每循环一次都执行参数刷新一次，为下次执行任务做准备，其中所述参数为零序电压波形数据，运用正弦拟合算法对零序电压波形数据进行拟合；步骤2，在判定该零序电压波形产生该铁磁谐振中的基频谐振时，分别采集三相电压UA、Ub和Uc以及零序电压的连续N个瞬时值，并将该三相电压UA、Ub和Uc的连续N个瞬时值分别与对应的设定电压阈值进行比较，其中N为正整数:如果某相电压的连续N个瞬时值均小于该设定电压阈值，则判定该相发生电压互感器断线故障，否则判定该相未发生电压互感器断线故障，并进一步根据该零序电压的连续N个瞬时值判断发生的故障:当该零序电压为分频量时，判断发生分频谐振；当该零序电压为倍频量时，判断发生高频谐振；当该零序电压为基频量且幅值大于或者等于120V时，判断发生基频谐振；当该零序电压为基频量且幅值Utl在区间(30V，36V)内取值时，如果单相或者两相电压的连续N个瞬时值均小于设定电压阈值，则判定对应的单相或者两相发生电压互感器断线故障；当该零序电压为基频量且幅值小于120V时，根据该零序电压的连续N个瞬时值，对该零序电压进行正弦拟合，获得零序电压正弦波形，并且根据公式
权利要求
1.一种消除铁磁谐振的方法，其特征在于，包括: 步骤1，采集零序电压波形，初步判断该零序电压波形是否发生铁磁谐振中的基频谐振或者单相接地，并进一步判断该零序电压波形发生了该铁磁谐振中的基频谐振还是单相接地；完成初始化，以确定工作模式，判断零序电压波形数据是否发生铁磁谐振中的基频谐振或者单相接地，然后进行参数刷新，所述参数刷新后所执行的任务，每循环一次都执行参数刷新一次，为下次执行任务做准备，其中所述参数为零序电压波形数据，运用正弦拟合算法对零序电压波形数据进行拟合； 步骤2，在判定该零序电压波形产生该铁磁谐振中的基频谐振时，分别采集三相电压UA、UB和Uc以及零序电压的连续N个瞬时值，并将该三相电压UA、UB和Uc的连续N个瞬时值分别与对应的设定电压阈值进行比较，其中N为正整数:如果某相电压的连续N个瞬时值均小于该设定电压阈值，则判定该相发生电压互感器断线故障，否则判定该相未发生电压互感器断线故障，并进一步根据该零序电压的连续N个瞬时值判断发生的故障: 当该零序电压为分频量时，判断发生分频谐振； 当该零序电压为倍频量时，判断发生高频谐振； 当该零序电压为基频量且幅值大于或者等于120V时，判断发生基频谐振； 当该零序电压为基频量且幅值Utl在区间(30V，36V)内取值时，如果单相或者两相电压的连续N个瞬时值均小于设定电压阈值，则判定对应的单相或者两相发生电压互感器断线故障； 当该零序电压为基频量且幅值小于120V时，根据该零序电压的连续N个瞬时值，对该零序电压进行正弦拟合，获得零序电压正弦波形，并且根据公式
2.如权利要求1所述的消除铁磁谐振的方法，其特征在于，所述步骤I包括: 步骤21，采集零序电压波形，利用正弦拟合算法中的最小二乘法将采样所得的零序电压波形数据进行拟合；根据拟合得到的正弦函数的幅值，初步判断该零序电压波形数据是否发生铁磁谐振中的基频谐振或者单相接地； 步骤22，在该零序电压波形数据产生铁磁谐振中的基频谐振或者单相接地的情况下，以该拟合得到的正弦函数为参照波形，计算出该零序电压波形数据的波形畸变度，并根据该波形畸变度进一步判断该零序电压波形数据发生了铁磁谐振中的基频谐振还是单相接地。
3.如权利要求2所述的消除铁磁谐振的方法，其特征在于，所述步骤21包括: 步骤31，对该零序电压波形数据进行采样，并找出其最大采样值fmax ;再将采样所得的零序电压波形数据拟合为频率50Hz的正弦函数，得到其幅值A，并计算比率a =A/fmax; 步骤32，依据α的值初步判断该零序电压波形数据是否发生铁磁谐振中的基频谐振或者单相接地，当α小于阈值K1时，判定该零序电压波形数据发生非基频谐振；当α大于等于阈值K1时，则判断该零序电压波形数据发生铁磁谐振中的基频谐振或单相接地。
4.如权利要求1所述的消除铁磁谐振的方法，其特征在于，所述步骤2包括: 步骤41，当进入采样中断服务时，分别对三相电压、零序电压采样的瞬时值同时进行采样，将各瞬时值存入地址单元内； 步骤42，判断启动计数器是否归零，如果未归零，该启动计数器做减I处理，这样每采样一次，该启动计数器做一次减I处理，直到该启动计数器归零，即启动标志位返回结束；如果归零，则判断启动计数器是否启动，如未启动，采样中断返回到步骤1，如果启动，则给启动计数器赋初值。
5.如权利要求1所述的消除铁磁谐振的方法，其特征在于，所述步骤2还包括: 步骤51，在判断是否发生铁磁谐振故障时，通过对三相电压UA、UB、Uc的最新连续N个采样点与设定的电压阈值进行比较，判断各相是否发生电压互感器断线故障:如果未发生电压互感器断线故障，则将利用正弦拟合算法对进入采样中断服务后采集到的零序电压波形数据进行拟合，对铁 磁谐振中基频谐振与单相接地故障加以判断区分。
全文摘要
本发明公开了一种消除铁磁谐振的方法，提出利用正弦拟合算法辨识铁磁谐振与单相接地故障，该方法对零序电压采样数据进行拟合，通过拟合函数的幅值可以判断零序电压是否为基频量，利用基频谐振时零序电压波形畸变的特点，构造波形畸变度函数，通过计算波形畸变度来区分基频谐振与单相接地，该方法的有益效果具有原理简单，运算量小，灵敏性高，准确区分基频谐振与单相接地，并且消除铁磁谐振故障。
文档编号H02H9/04GK103199514SQ20131005863
公开日2013年7月10日 申请日期2013年2月25日 优先权日2013年2月25日
发明者尹刚, 罗建, 尹艺臻, 李卓蔓, 沈重衡, 尹松, 尹冬, 张艳怡, 尹在之, 白家扬, 尹平 申请人:重庆大学