一种消谐装置及系统的制作方法

本实用新型涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种消谐装置及系统。

背景技术：

当电力系统发生单相接地故障或者电力系统中的电流有较大波动时，将会发生铁磁谐振现象，使电力系统产生谐振过电压，较高地谐振过电压会引起电力系统中的电压互感器爆炸、电压互感器的熔断器烧毁，直接威胁到电力系统的安全运行。

相关技术中，对于电力系统中产生的铁磁谐振，采用预调式消弧线圈进行消谐是一种有效的解决方式。采用预调式消弧线圈消谐是指在电力系统处于正常工作状态时，预先将消弧线圈调至合适位置，使流经消弧线圈的电流与电力系统中电容电流大小近似相等，当电力系统出现接地故障后，电力系统的中性点电压(即加载在预调式消弧线圈上的电压)将升高，使预调式消弧线圈产生对地电感电流，从而对电力系统中的电容电流进行补偿，进而避免了铁磁谐振的产生。

但是，预调式消弧线圈仅适用于中性点接地的电力系统，对于中性点不接地的电力系统，如电容电流小于10A的小电流电力系统，目前缺乏一种切实有效地消谐装置。

技术实现要素：

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型提供一种消谐装置及系统。

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种消谐装置，包括三相五柱式电抗器和阻尼电阻，其中：

所述三相五柱式电抗器包括电抗器初级绕组和电抗器次级绕组，所述电抗器初级绕组包括第一电抗器初级绕组、第二电抗器初级绕组和第三电抗器初级绕组，所述第一电抗器初级绕组、第二电抗器初级绕组和第三电抗器初级绕组的一端并联接地，所述第一电抗器初级绕组、第二电抗器初级绕组和第三电抗器初级绕组的另一端用于连接三相电源；

所述电抗器次级绕组包括第一电抗器次级绕组、第二电抗器次级绕组和第三电抗器次级绕组，所述第一电抗器次级绕组、第二电抗器次级绕组和第三电抗器次级绕组依次串联成开口三角，所述开口三角的一端接地、另一端与所述阻尼电阻的一端连接，所述阻尼电阻的另一端接地。

优选地，所述三相五柱式电抗器的旁轭设有气隙，所述气隙大小为5～15mm。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种消谐系统，包括电磁式电压互感器、三相电源以及上述方案中的消谐装置，其中：

所述消谐装置的第一电抗器初级绕组、第二电抗器初级绕组和第三电抗器初级绕组的另一端分别与所述三相电源中的A相电源、B相电源和C相电源连接；

所述电磁式电压互感器包括互感器初级绕组和互感器次级绕组，所述互感器初级绕组包括第一互感器初级绕组、第二互感器初级绕组和第三互感器初级绕组，所述第一互感器初级绕组、第二互感器初级绕组和第三互感器初级绕组的一端并联接地,所述第一互感器初级绕组、第二互感器初级绕组和第三互感器初级绕组的另一端分别与所述A相电源、B相电源和C相电源连接。

优选地，当所述消谐系统用于10kV系统消谐时，所述开口三角的额定电压为500V，所述阻尼电阻为20Ω～45Ω。

优选地，所述三相五柱式电抗器的电抗值小于或等于所述电磁式电压互感器电抗值的十分之一。

优选地，当所述消谐系统用于10kV系统消谐时，所述消谐装置的电阻为1kΩ～10kΩ、感抗为3kΩ～6kΩ。

优选地，当所述消谐系统用于35kV系统消谐时，所述消谐装置的电阻为5kΩ～30kΩ、感抗为11kΩ～22kΩ。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实施例提供的消谐装置，包括三相五柱式电抗器和阻尼电阻。本实施例提供的消谐系统包含电磁式电压互感器、三相电源和上述消谐装置，应用于电容电流小于10A的中性点不接地系统。在中性点不接地系统进行消谐时，将消谐装置与电磁式电压互感器并联，使消谐装置成为中性点不接地系统对地电容电流的低阻抗泄放通道，从而避免了对地电容电流对电磁式电压互感器及电磁式电压互感器熔断器的冲击，有效防止了电磁式电压互感器烧毁、电磁式电压互感器熔断器熔断；消谐装置与电磁式电压互感器并联，即能够及时对中性点不接地系统对地电容电流进行泄放，使中性点不接地系统避免增加电流检测和控制电路，增强了中性点不接地系统运行的稳定性、安全性和可靠性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种消谐装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种三相五柱式电抗器中电抗器初级绕组的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种消谐系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种消谐系统接入中性点不接地系统的等效电路示意图；

图1-4中，符号表示为：

11-第一电抗器初级绕组，12-第二电抗器初级绕组，13-第三电抗器初级绕组，21-第一电抗器次级绕组，22-第二电抗器次级绕组，23-第三电抗器次级绕组，3-阻尼电阻，4-气隙，51-第一互感器初级绕组，52-第二互感器初级绕组，53-第三互感器初级绕组。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本实施提供的消谐装置，应用于电容电流小于10A的中性点不接地系统，对于中性点不接地系统，由于不能通过在系统中性点连接消谐装置并接地的方式实现消除铁磁谐振，系统的安全运行受到严重威胁。

参见图1，为根据一示例性实施例示出的一种消谐装置的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的消谐装置，包括三相五柱式电抗器和阻尼电阻3。

具体的，三相五柱式电抗器包括电抗器初级绕组和电抗器次级绕组。电抗器初级绕组包括第一电抗器初级绕组11、第二电抗器初级绕组12和第三电抗器初级绕组13。第一电抗器初级绕组11、第二电抗器初级绕组12和第三电抗器初级绕组13的一个同名端并联接地，第一电抗器初级绕组11、第二电抗器初级绕组12和第三电抗器初级绕组13的另一个同名端用于连接三相电源。本实施例中，三相电源为中性点不接地系统的A相电源、B相电源和C相电源。

电抗器次级绕组包括第一电抗器次级绕组21、第二电抗器次级绕组22和第三电抗器次级绕组23，第一电抗器次级绕组21、第二电抗器次级绕组22和第三电抗器次级绕组23依次串联成开口三角，开口三角的一个同名端接地、另一个同名端与阻尼电阻3的一端连接，阻尼电阻3的另一端接地。

进一步的，本实施例提供的消谐装置中的三相五柱式电抗器的旁扼还设有气隙4，参见图2，为本实用新型实施例提供的一种三相五柱式电抗器中电抗器初级绕组的结构示意图。如图2所示，电抗器初级绕组还包括2个旁扼，旁扼上设有气隙4。三相五柱式电抗器的旁扼能够通过零序磁通，并且通过旁扼上的气隙4形成零序磁通回路，使三相五柱式电抗器相当于零序电抗器，从而使中性点不接地系统发生单相接地故障后，在三相五柱式电抗器的三相电抗器初级绕组可通过零序电流。

本实施例中，旁扼上气隙4的大小优选为5～15mm，气隙4的个数为2个。通过在在旁扼上设置气隙4，使通过三相五柱式电抗器的零序电流大于1A，从而起到泄放电流的作用，且使通过的零序电流仍然在三相五柱式电抗器的额定电流范围之内。当然，应用本实施例提供的消谐装置进行消谐时，气隙4的个数可根据旁扼的长度做出适当调整，均应属于本实用新型的保护范围。

本实施例提供的消谐系统，应用于电容电流小于10A的中性点不接地系统，用于对铁磁谐振产生的谐振过电压进行消除。参见图3，为本实用新型实施例提供的一种消谐系统的结构示意图。如图3所示，消谐系统包括电磁式电压互感器、三相电源以及上述消谐装置。

具体的，消谐装置的第一电抗器初级绕组11、第二电抗器初级绕组12和第三电抗器初级绕组13的另一个同名端分别与三相电源中的A相电源、B相电源和C相电源连接。

电磁式电压互感器包括互感器初级绕组和互感器次级绕组，互感器初级绕组包括第一互感器初级绕组51、第二互感器初级绕组52和第三互感器初级绕组53，第一互感器初级绕组51、第二互感器初级绕组52和第三互感器初级绕组53的一个同名端并联接地,第一互感器初级绕组51、第二互感器初级绕组52和第三互感器初级绕组53的另一个同名端分别与A相电源、B相电源和C相电源连接。

进一步的，三相五柱式电抗器的电抗值小于或等于电磁式电压互感器电抗值的十分之一。

当消谐系统用于10kV系统消谐时，开口三角的额定电压为500V，阻尼电阻3为20Ω～45Ω。消谐装置的电阻为1kΩ～10kΩ、感抗为3kΩ～6kΩ。

当消谐系统用于35kV系统消谐时，消谐装置的电阻为5kΩ～30kΩ、感抗为11kΩ～22kΩ。

参见图4，为本实用新型实施例提供的一种消谐系统接入中性点不接地系统的等效电路示意图。如图4所示，Rd为中性点不接地系统的接地过渡电阻，K为等效接地开关，Ua为接地相电压，即A相电压，Rz为等效的阻尼电阻3，Lwb为三相五柱式电抗器，FU为电磁式电压互感器熔断器，Lpt为电磁式电压互感器的电感，Lpt/3为电磁式电压互感器的一相等效电感，3C0为中性点不接地系统的等效零序电容，R0为中性点不接地系统的等效对地电阻，R0/3为R0的一相等效对地电阻，U00为三相不平衡电压。本实用新型实施例中，三相五柱式电抗器中开口三角的额定电压取500V，阻尼电阻3取值40Ω，消谐装置提供的阻性电流约为1A、感性电流1A～2A，对应的消谐装置总阻抗Rz约为6kΩ，总电抗XLwb约为3kΩ～6kΩ。而电磁式电压互感器的阻抗基本上在1MΩ以上，电磁式电压互感器的电感Lpt/3约为300kΩ。由此可见，本实用新型提供的消谐系统为对地电容的泄放提供了低阻抗通道，从而避免泄放电流对电磁式电压互感器及电磁式电压互感器熔断器的冲击。

由上述实施例可见，本实施提供的消谐装置及系统，应用于电容电流小于10A的中性点不接地系统。在中性点不接地系统进行消谐时，将消谐装置与电磁式电压互感器并联，使消谐装置成为中性点不接地系统对地电容电流的低阻抗泄放通道，从而避免了对地电容电流对电磁式电压互感器及电磁式电压互感器熔断器的冲击，有效防止了电磁式电压互感器烧毁、电磁式电压互感器熔断器熔断；消谐装置与电磁式电压互感器并联，即能够及时对中性点不接地系统对地电容电流进行泄放，使中性点不接地系统避免增加电流检测和控制电路，增强了中性点不接地系统运行的稳定性、安全性和可靠性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的公开后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。