专利名称：一种电压互感器铁磁谐振诊断与消谐方法
技术领域：
本发明涉及一种用于互感器的铁磁谐振故障的诊断与消除方法，属控制技术领域。
背景技术：
电压互感器是电力系统中常用的设备，它的接入会和系统中存在的电容组成众多复杂的振荡回路。由于电磁式电压互感器的非线性特性，当满足一定条件时，就有可能激发起铁磁谐振过电压。铁磁谐振的频率可以是基波，也可以是高次谐波(一般为3倍频)或分次谐波(一般为3分频、2分频等)。当互感器所在的电力系统发生铁磁谐振时，经常导致电压互感器烧毁或爆炸，造成恶性事故。为此，传统的解决方法是在互感器开口三角绕组上串接灯泡或电阻进行衰减。这种方法是把一个复杂的问题简单地进行了打包，以致无法针对具体问题作出准确的诊断，不能从根本上解决问题。
为此，一种模拟式消谐装置应运而生，它能消除某一特定频率的铁磁谐振，然而却又常因弧光接地而误动作。随后，人们又提出一种微机智能化的消谐方法，然其判断的依据仍是电压互感器开口三角电压的数值。电压互感器发生铁磁谐振时，开口三角出现电压仅是故障特征之一，当系统发生单相接地、电压互感器发生高压侧熔断器熔断或发生系统谐振，开口三角都要出现电压，此时以此为判据的这种消谐装置不可避免的也要发生误动作、误报警。
另外，由于谐振回路及谐振成因的复杂性，导致谐振频率的多样性，表现为三分频谐振、二分频及其附近频率的谐振、工频谐振、三倍频谐振，等等。而普通消谐装置仅能消除某一频率的谐振而不能完全消除各种频率的谐振，以致产生误动或拒动。
发明内容
本发明用于克服传统谐振诊断易于误报的缺陷而提供一种能对铁磁谐振进行准确诊断从而能可靠进行消谐的电压互感器铁磁谐振诊断与消谐方法。
解决上述问题的技术方案是一种电压互感器铁磁谐振的诊断与消谐方法，它利用电压互感器的基本副线圈、辅助副线圈来测量系统的线电压、相电压、和辅助副线圈即开口三角绕组的电压，以电压互感器开口三角电压的数值为依据，并以短接三角绕组开口作为消除铁磁谐振的途径，其改进为，它还引入电力系统的A、B、C三相电压的数值为另一参数，若检测开口三角的电压为30～100V，A、B、C三相电压超出正常值，则判断为铁磁谐振发生。
上述电压互感器铁磁谐振的诊断与消谐方法，若检测A、B、C三相电压同时升高，过电压为3倍以上，电流不大，则判断为三倍频谐振。
上述电压互感器铁磁谐振的诊断与消谐方法，若检测A、B、C三相中两相电压升高，一相电压降低，过电压为2～3倍，则判断为基波谐振。
上述电压互感器铁磁谐振的诊断与消谐方法，若检测A、B、C三相电压升高，其数值为两倍过压，过流达30-50倍，则判断为分频谐振。
上述电压互感器铁磁谐振的诊断与消谐方法，若检测A、B、C三相电压值不变、开口三角电压值不变，并有大于8伏的负序电压，则判断为仅电压互感器高压侧熔断器熔断；若检测A、B、C三相电压相有一相相电压为零、开口三角无电压，则判断为仅电压互感器低压侧熔断器熔断；若检测A、B、C三相电压、计算出30～100零序电压，开口三角无电压，则判断为仅开口三角回路熔断器熔断。
按照本发明提供的诊断与消谐方法，在引入电压互感器开口三角电压的基础上又引入了系统A、B、C三相电压的变量，通过检测这两个变量，大大规范了故障类型诊断的判据，为准确作出铁磁谐振报警、触发消谐装置正确动作、消除存在的动作误区提供了原理上的保证。
具体实施例方式
以下将对本发明作进一步详述。
本发明是在充分研究铁磁谐振机理的基础上，充分认识到分频谐振是在电源中性点受某种扰动而产生的电势的激励下而引起的。经研究，谐振的频率可以是工频除以某整数，其中最易产生的是二分之一分频且不是整倍数，而是略低于二分之一工频，往往为24-24.5-24.8Hz，视系统阻尼率而定。分频谐振时三相电压同时升高；但过电压并不高，约为两倍过压，而互感器的电流往往可达30-50倍，常常使电压互感器因过热而爆炸。基波谐振表现为两相电压升高，一相电压降低，而且会发生轮换现象，过电压一般为2-3倍，幅值不太高。三倍频谐振三相电压同时升高，一般电流不大，但过电压很高，经常使电压互感器绝缘损坏。经过以上分析，不难发现引入系统三相电压对于区别不同的谐振频率，提供了强有力的辅助判据。
普通电磁式电压互感器包括原线圈、基本副线圈、辅助副线圈，用来测量系统的线电压、相电压和在单相接地时出现的零序电压，本发明也不例外。辅助副线圈即开口三角绕组用来测量单相接地时出现的零序电压，在电力系统正常运行时电压为零。为了在一定程度上保护电压互感器本身，在其高压侧往往装有高压熔断器，若因某些原因造成这些熔断器熔断，断一相或两相保险将使辅助副线圈出现较高电压值，这个电压超过了一般保护装置的整定值，直接造成这些装置误动。辅助副线圈即开口三角绕组也是一般电力谐振消除装置用来检测谐振和消谐的唯一途径，此种情况与工频谐振时开口三角反映的情况相同，造成这些消谐装置误动。在引入A、B、C三相电压检测后，则可将其与谐振区别开来，理由为1、高压侧熔断器熔断时反映到基本副线圈仅为缺相运行，正常相的电压不变，开口三角电压也为固定值。但谐振时将伴随A、B、C三相电压相对于正常时的显著变化。2、熔断器熔断时将造成可从A、B、C三相中计算出大于8伏的负序电压，这是高压侧熔断器熔断时才有的故障特征。因此，利用这两点可以正确的将高压侧熔断器熔断这种故障明确的与铁磁谐振区分开来，并准确报警，提示电力系统运行人员及时更换高压侧保险，消除运行隐患。
电压互感器的低压侧A、B、C三相同样装有熔断器，它们熔断时开口三角虽不会出现电压，但会使变电站的一些表计、保护、自动化装置不能正常使用，所以及时发现这种故障的重要性同样不能忽视。它的故障特征表现为开口三角无电压，熔断器未熔断的相电压为正常值，熔断的相电压为零，用以上的原理本装置可准确的对电压互感器的低压侧A、B、C三相熔断器熔断准确报警，提示电力系统运行人员及时更换低压侧保险，消除运行隐患。
有的系统在电压互感器开口三角一侧也装有保险，而普通消谐装置即完全利用开口三角绕组作为检测谐振和消谐的唯一途径，若此保险一旦熔断，这类装置将立刻失去其消谐作用，电压互感器将失去保护，被置于非常危险的境地。本方法通过引入A、B、C三相电压检测就非常轻松的解决了这一问题。我们知道，电力系统发生故障时(相间短路时，开口三角无电压即没有零序网络，但这种故障将由于其他一些显著的特征会被保护装置立即将故障线路从系统中切除，使系统恢复正常运行。所以此种情况不影响消谐装置的正确报警，可不予考虑。例如单相接地时，开口三角将出现30-100伏的电压，这个电压为零序电压，装置可由开口三角采集到，也可由A、B、C三相计算得来，这两个值应相等。如果由A、B、C三相计算出零序电压，而开口三角未采集到任何电压则可以判定开口三角回路保险熔断。用以上的原理，本方法可准确的对电压互感器开口三角一侧熔断器熔断准确报警，提示电力系统运行人员及时更换保险，消除运行隐患。
通过以上的分析不难发现，引入A、B、C三相电压后，本方法甚至可以对电压互感器的所有熔断器全部熔断这一情况报警，其表现为开口三角无电压，A、B、C三相无电压，这种情况与低压侧A、B、C三相熔断器熔断的报警类型相同。
容易使一般消谐装置误动的另一情况是系统单相接地，电力系统发生单相接地时，开口三角出现30-100伏的电压，这个电压为零序电压，对于将开口三角电压作为用来检测谐振和消谐的唯一途径的消谐装置，这种情况必然误动无疑，而本方法引入A、B、C三相电压则可将这种故障类型剔除并准确报警，理由是1、发生单相接地时，开口三角出现的电压为30--100伏；2、A、B、C三相计算出的零序电压与开口三角采集到的电压基本相同；3、由A、B、C三相计算出的负序电压小于8伏。由以上三方面的判断可将单相接地明确的诊断出来、准确报警。
从以上的分析可以看出，本方法通过引入A、B、，C三相电压，成功的解决了现有诊断消谐方法中存在的一系列技术问题，是指导设计各种电压互感器铁磁谐振诊断、消谐装置的全新技术解决方案。
权利要求
1.一种电压互感器铁磁谐振的诊断与消谐方法，它利用电压互感器的基本副线圈、辅助副线圈来测量系统的线电压、相电压、和辅助副线圈即开口三角绕组的电压，以电压互感器开口三角电压的数值为依据，并以短接三角绕组开口作为消除铁磁谐振的途径，其特征在于，它引入电力系统的A、B、C三相电压的数值为另一参数，若测得开口三角的电压为30～100V，A、B、C三相电压超出于正常值，则判断为铁磁谐振发生。
2.根据权利要求1所述的电压互感器铁磁谐振的诊断与消谐方法，其特征在于，若测得A、B、C三相电压升高，其数值为两倍过压，过流达30-50倍，则判断为分频谐振。
3.根据权利要求1所述的电压互感器铁磁谐振的诊断与消谐方法，其特征在于，若测得A、B、C三相电压同时升高，过电压为3倍以上，电流不大，则判断为三倍频谐振。
4.根据权利要求1所述的电压互感器铁磁谐振的诊断与消谐方法，其特征在于，若测得A、B、C三相中两相电压升高，一相电压降低，过电压为2～3倍，则判断为基波谐振。
5.根据权利要求1所述的电压互感器铁磁谐振的诊断与消谐方法，其特征在于，若测得A、B、C三相电压值不变、开口三角电压值不变，并有大于8伏的负序电压，则判断为仅电压互感器高压侧熔断器熔断；若测得A、B、C三相电压相有一相相电压为零、开口三角无电压，则判断为仅电压互感器低压侧熔断器熔断；若测得A、B、C三相电压、计算出30～100伏零序电压，开口三角无电压，则判断为仅开口三角回路熔断器熔断。
全文摘要
一种电压互感器铁磁谐振诊断与消谐方法，属控制技术领域，用于克服传统谐振诊断易于误报的问题。其方案是，它利用电压互感器的基本副线圈、辅助副线圈来测量系统的线电压、相电压和辅助副线圈的电压，以电压互感器开口三角电压的数值为依据，并以短接三角绕组开口作为消除铁磁谐振的途径，改进后的方案引入了电力系统的A、B、C三相电压的数值为另一判据参数，若检测开口三角的电压为30～100V，A、B、C三相电压超出正常值，则判断为铁磁谐振发生。按照本发明提供的诊断方法，通过两个变量的检测，大大规范了故障类型诊断的判据，为准确提供谐振警报、触发消谐装置正确动作、消除存在动作误区提供了原理上的保证。
文档编号H02H7/05GK1560639SQ20041000615
公开日2005年1月5日 申请日期2004年3月4日 优先权日2004年3月4日
发明者李文征, 郑春宇 申请人:保定浪拜迪电气股份有限公司