本发明涉及电力设备领域，是一种接地电压互感器保护装置，尤其是一种接地电压互感器励磁电流保护装置。
背景技术：
接地电压互感器用于6kV及以上电网，接在相电压与地之间，它通过电磁感应原理工作，当一次绕组流过工频励磁电流时，在与一次绕组环链的铁心上产生工频磁通，工频磁通在环链在铁心上的二次绕组感应出工频电势，给连接在二次回路的测量仪表和用电负荷提供工频电压输出。
当电力线路给非线性负荷供电时，会发生谐波污染现象。非线性负荷使电网中的电流和电压波形发生畸变，成为非正弦波形。受到轻度污染的电网电压一般仍具有周期性，使得与电网连接的电压互感器的励磁电流略有增加，但不至影响电压互感器正常运行。当电网受到严重污染时，电网电压不再是周期性的，电压中含有不规则的低频脉动分量。例如当配电变压器给不对称的三相整流设备供电时，会在变压器铁心中产生直流磁通，直流磁通在释放过程中，产生指数变化的电压分量，由于变压器的电感很大，放电回路的时间常数以秒计，产生的非周期电压分量的频率往往低于1Hz，对工频来说可视为直流分量。其它如电力拖动、冶炼、自动控制等用电设备，负荷电流随时间不断变化，也会使供电电网的电压含有直流分量。另外，电磁设备操作时，合闸相位如果不在电压最大值处，也会发生励磁涌流，产生直流磁通分量。对于频繁进行合分操作的电磁设备，容易使附近的电压互感器发生直流磁化。现场测量结果表明，10kV电网中的直流电压分量可达到2kV以上，电气化铁路27.5kV接触网上的直流电压分量可达到4kV以上。电网的谐波污染主要发生在供电侧，即35kV及以下电网，通常称之为配电网。输电侧由于电网容量大，开关操作少，除了专线供电用户，通常不需要考虑谐波污染现象。
配电网电压互感器正常运行时的一次励磁电流一般不超过5mA，但当一次电压含有低频分量甚至直流分量时，励磁电流会急剧增加。研究表明，接地电压互感器与线路电容发生铁磁谐振时虽然可能使铁心短时饱和，但持续时间只有数十个周波，并没有超过电压互感器的突发短路承受能力，而电网中的直流分量作用时间往往超过1min，一次励磁电流通常达到100mA以上，容易导致电压互感器一次绕组发热烧毁。为了减少电压互感器烧损带来的设备损失和停电损失，目前在配电网上使用的一些电压互感器安装有高压熔断器，典型的熔断电流为0.3A和3A。前一种熔断器用于保护电压互感器，后一种熔断器用于保护线路。换句话说，安装0.3A熔断器的电压互感器在退出运行后，更换熔管后仍可继续运行；安装3A熔断器的电压互感器在退出运行后，就要报废了。但不管哪一种情况，都会导致电网停电。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种能有效的提高电网供电可靠性的接地电压互感器励磁电流保护装置。
为了达到上述目的，本发明所设计的一种接地电压互感器励磁电流保护装置,它包括连接在接地电压互感器的一次绕阻接地端子N上两条支路，两条支路相互并联，且并联后的端部形成接地端子E，接地端子E用于接地；其中一条支路由励磁电流继电器、一对延时释放电压继电器常闭触点串联组成；另一条支路由电阻器和电容器并联电路、一对延时释放电压继电器常开触点串联组成；还包括连接在接地电压互感器的二次输出端子a、n上的延时释放继电器的供电变压器，延时释放继电器的供电变压器的一次回路与接地电压互感器的二次输出连接，在延时释放继电器的供电变压器二次回路上串联接入由一对励磁电流继电器常开触点、一对延时释放电压继电器常开触点并联组成的电路与延时释放电压继电器串联后接入接地端子E。
所述的电阻器为直流限流电阻，所述的电容器为旁路电容。使用时，延时释放电压继电器的延时时间为45-60s。
当接地电压互感器运行时，只要励磁电流达不到励磁电流继电器最小动作电流，励磁电流继电器和延时释放电压继电器均不吸合，接地电压互感器的接地端子与地之间的阻抗等于励磁电流继电器阻抗，可视为直接接地状态；当接地电压互感器的励磁电流超出励磁电流继电器最小吸合电流时，励磁电流继电器吸合，它的常开触点闭合，使得延时释放电压继电器接通供电电源而吸合，它的常闭触点分断，常开触点闭合。于是励磁电流继电器回路被分断，接地电压互 感器N端子与地之间串入直流限流电阻和旁路电容的并联电路，设置电容充电的时间常数不大于10s，10 s后可以使一次绕组的直流电流降低到铁心磁化曲线饱和励磁电流以下，接地电压互感器退出饱和运行状态，一次励磁电流回到安全值范围。经过约1min后，延时释放电压继电器复位，如果这时电网的直流脉动结束，接地电压互感器就回到正常运行状态。如果1min后电网的直流脉动仍存在，上述过程将重复发生，把接地电压互感器的励磁电流持续时间控制在安全范围之内。在电阻和电容接入期间，由于电容的交流旁路作用，电压互感器的测量误差没有实质性改变，满足电网正常运行要求。
本发明的有益效果之一是，在接地电压互感器由于直流励磁而出现超过热负荷能力的一次绕组励磁电流时，通过在电压互感器一次回路串联接入直流限流电阻的方法减小励磁电流，避免了接地电压互感器由于一次绕组励磁电流超过热负荷能力而烧毁。有益效果之二是克服了由于直流励磁而出现超过热负荷能力的一次绕组励磁电流时熔断器熔断导致电压互感器退出运行，电网失去测量信号后不能实现正常的继电保护和电压测量与电能计量等功能，需要停电进行维修的缺点。安装接地电压互感器励磁电流保护装置与安装熔断器的方法相比，电网的供电可靠性得到有效提高。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
图中1. 接地电压互感器（TV），2. 接地电压互感器励磁电流保护装置，3. 延时释放电压继电器的供电变压器（TB），4. 延时释放电压继电器（J2），5. 励磁电流继电器常开触点（J1a），6. 延时释放电压继电器常开触点（J2c），7. 延时释放电压继电器常开触点（J2b），8. 励磁电流继电器（J1），9. 延时释放电压继电器常闭触点(J2a)，10. 直流限流电阻(R)，11. 旁路电容(C)。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1：
在图1中，接地电压互感器1的一次绕组未端N与接地电压互感器励磁电流保护装置2的输入端B连接，接地电压互感器的二次输出端子a和n分别与接地电压互感器励磁电流保护装置的输入端子e和f连接，接地电压互感器励磁电流保护装置的接地端子E接地。
在接地电压互感器励磁电流保护装置中，延时释放继电器的供电变压器3的一次绕组H端子和G端子分别与接地电压互感器励磁电流保护装置的输入端子e和f连接；直流限流电阻10与旁路电容11并联后与延时释放电压继电器常开触点7串联，串联后的电路一端与接地电压互感器励磁电流保护装置的B端子连接，另一端与它的E端子连接；励磁电流继电器8与延时释放电压继电器常闭触点9串联连接后，一端与接地电压互感器励磁电流保护装置的B端子连接，另一端与它的E端子连接；延时释放电压继电器4一端与供电变压器二次绕组的m端子连接，另一端与励磁电流继电器常开触点5及延时释放电压继电器常开触点6的并联电路的一端连接，此并联电路的另一端与供电变压器二次绕组的k端子连接；供电变压器二次绕组的k端子与与接地电压互感器励磁电流保护装置的E端子连接。
在图1中，直流限流电阻的电阻值(Ω)按 选择，式中 为电网侧最高直流电压（V）， 为电压互感器一次绕组匝数， 为电压互感器铁心磁化曲线饱和值拐点对应的磁势（A/m）， 为电压互感器铁心平均磁路长(m)。常用的冷轧取向硅钢片的 大致为200A/m。旁路电容C的电容量按旁路作用产生的测量影响不超过0.2%考虑。
在图1的一个实施例中，TV为铁道动车用25kV/100V电压互感器，最高直流电压 =4kV，一次绕组 =30000匝，铁心平均磁路长 =0.7m，算得R=857kΩ，实际取值900 kΩ。旁路电容C的工频电流压降按25kV×0.2%=50V计算，电压互感器安全励磁电流取值40mA，电容量 =250×10-6（F），实际取值250μF。R的直流耐压实际值取5kV，功率按 计算， =18(W)，实际取值20W。直流限流电阻R使用两只450kΩ，10W的电阻串联。交流旁路电容C使用两只500μF，交流耐压2kV的金属化膜电容器串联。励磁电流继电器使用额定吸合电流40mA，额定频率50Hz，额定功率5W，有1对以上常开触点，额定绝缘水平5kV的电磁式继电器。延时释放电压继电器使用额定吸合电压24V，额定频率50Hz，额定功率5W，至少有1对常闭和2对常开触点，额定绝缘水平5kV的延时释放式电压继电器，最大延时时间1min。使用时调到不少于45s。延时释放电压继电器的供电变压器额定电压比100V/25V，额定频率50Hz，额定绝缘水平2kV，额定容量10VA。