專利名稱：工頻消諧器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能夠消除中性點接地變電站母線上鐵磁諧振的裝置，特別涉及一種工頻消諧器。
背景技術：
在電力系統中性點接地變電站中，當操作斷路器形成空母線時，或在此基礎上操作隔離刀閘時，系統電壓、斷路器的斷口電容和系統對地電容、母線電磁式電壓互感器(PT)組成一串聯諧振回路。因為PT為非線性電感，該回路可存在多個穩定的工作點。其中只有一個工作點為正常工頻穩態工作點，其它均為諧振點。前述斷路器或刀閘操作可導致該回路工作在諧振狀態，以工頻鐵磁諧振居多。
截至目前沒有基于嚴格理論的工頻消諧器，通常采用以下消諧方法1.錯誤認為諧振電壓為零序，在PT二次側開口三角形兩端接入消諧電阻來消諧，消諧失敗。其后果是高幅值的諧振電壓和電流損毀變電站內設備如PT、避雷器等。
2.估計將可能發生鐵磁諧振時，首先切除PT及相關的二次設備，然后操作斷路器或刀閘。采取以上方式后，盡管可避免發生鐵磁諧振，但存在兩大缺點(1)打亂了正常的操作步驟；(2)有關儀表從PT二次取電壓信號，因而指示母線電壓為零，但實際上母線電壓仍相當高，故有觸電危險。
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種工頻消諧器，它能夠有效消除中性點接地變電站母線上的工頻鐵磁諧振。具有結構簡單、安裝方便、通用性強、全自動化運行的特點。
本實用新型的技術方案是這樣解決的一種工頻消諧器，包括模擬量采集卡和開關卡，電壓互感器的一次側接在母線與地之間，電壓互感器的二次側星型繞組一端接地，另一端串聯消諧電阻，消諧電阻和雙向可控硅串聯后與地相連，雙向可控硅的柵極順序串聯限流電阻、限流電阻與開關卡上的開關相連，開關連接直流電源的正極，直流電源的負極直接接地；在電壓互感器二次側星型繞組兩端又連接降壓變壓器的高壓繞組，降壓變壓器的低壓繞組連接模擬量采集卡的輸入端。
本實用新型通過在電壓互感器二次回路串聯電阻和可控硅，既可以有效消除電網中的工頻鐵磁諧振，消諧結束后也不會再次激發諧振，而且正常工作時也不會給電壓互感器增加負荷。
圖1本實用新型的結構示意圖；圖2本實用新型的結構原理圖。
具體實施方式
附圖時本實用新型的具體實施例；
以下結合附圖對本實用新型的內容作進一步詳細說明本實用新型包括模擬量采集卡10和開關卡11，電壓互感器3的一次側接在母線與地之間，電壓互感器3的二次側星型繞組一端接地，另一端串聯消諧電阻4，消諧電阻4和雙向可控硅5串聯后與地相連，雙向可控硅5的柵極順序串聯限流電阻9、限流電阻9與開關卡11上的開關8相連，開關8連接直流電源7的正極，直流電源7的負極直接接地；在電壓互感器3二次側星型繞組兩端又連接降壓變壓器6的高壓繞組，降壓變壓器6的低壓繞組連接模擬量采集卡10的輸入端。
參照圖1所示，消諧器由兩個單元組成，即監測控制單元DCU 1、可控硅電阻單元TRU 2。消諧器連接在電壓互感器3二次側。
在可控硅電阻單元TRU 2中，一個消諧電阻4與一個雙向可控硅5串聯成一條支路，數條這樣的支路并聯在電壓互感器3二次側星型繞組兩端，構成主要消諧部分。降壓變壓器6也并聯在星型繞組兩端，它將電壓互感器3二次電壓降低后輸出至模擬量采集卡10。直流電源7為雙向可控硅5提供導通電流。
監測控制單元DCU 1基于PC機(或單片機)，在其擴展槽中插有模擬量采集卡10和開關卡11。DCU 1有兩個功能，一是監測降壓變壓器6的輸出電壓變化，即監測母線電壓的變化；二是控制雙向可控硅5的狀態。
當電壓互感器3二次電壓變化大于設定的數值，即一次系統中發生斷路器或隔離導閘操作時，消諧器被觸發。
工頻消諧器的工作過程如下電壓互感器3二次側電壓經降壓后進入模擬量采集卡10，監測控制單元DCU 1連續監視該電壓。如該電壓不發生變化，開關卡11發出的信號維持在低電平，雙向可控硅5處于截止狀態，因而與雙向可控硅5串聯的消諧電阻4事實上沒有接入電壓互感器3二次回路。監測控制單元DCU 1一旦監測到電壓互感器3二次電壓的變化在一定幅度以上，立即命令開關卡11發出高電平信號到雙向可控硅5的柵極，使所有的雙向可控硅5導通。結果，在電壓互感器3二次側的星形端同時并入所有消諧電阻4，以抑制鐵磁諧振。開關卡11發出的高電平信號維持五個周波后，第一個可控硅的柵極信號由高電平變為低電平，該可控硅截止，因而與之相串聯的消諧電阻被切除。再經五個周波，第二個可控硅截止，第二個電阻元件被切除。重復該過程直至所有消諧電阻4被切除。如此，消除了斷路器或隔離刀閘操作所引起的鐵磁諧振，在切除消諧電阻4時也不會再次激發諧振。
參照圖2所示，本實用新型是簡化的基本諧振電路。非線性電感L的工頻勵磁特性為U＝pI+q式中p、q為常數；U為L上電壓的工頻分量；I為L中電流的工頻分量。之所以強調U和I為工頻分量，是因為它們兩者或其中之一通常含有諧波。R為回路等效阻尼電阻，如其阻值過大，阻尼不足，在條件具備時可發生工頻鐵磁諧振。因此，通過給R并聯一適當電阻R1減小回路電阻，增大阻尼，可阻止諧振發生。R1阻值按下式選取R//R1<Zc(qZc)2-(pE)2|Zc-p|E]]>式中Zc＝1/2πfC，C為電容，f為電網頻率；E為電源電勢。R1實際上由n個電阻R2并聯而成，即R1＝R2/n。R2阻值大小通過模擬確定，以保證退出該元件時不會再次激發諧振。
正常工作時，雙向可控硅5截止，消諧電阻4不接入。消除工頻鐵磁諧振時，所有雙向可控硅5同時導通，所有消諧電阻4同時接入；消諧結束后，每隔一定時間，一個可控硅截止，與之串聯的電阻元件退出。重復該過程，直至所有電阻元件退出。雙向可控硅5的柵極、直流電源7、開關8、限流電阻9組成可控硅控制回路。開關8的關閉或打開控制雙向可控硅5的導通和截止，從而控制電阻元件4的投入和切除。
權利要求1.一種工頻消諧器，包括模擬量采集卡(10)和開關卡(11)，其特征在于，電壓互感器(3)的一次側接在母線與地之間，電壓互感器(3)的二次側星型繞組一端接地，另一端串聯消諧電阻(4)，消諧電阻(4)和雙向可控硅(5)串聯后與地相連，雙向可控硅(5)的柵極順序串聯限流電阻(9)、限流電阻(9)與開關卡(11)上的開關(8)相連，開關(8)連接直流電源(7)的正極，直流電源(7)的負極直接接地；在電壓互感器(3)二次側星型繞組兩端又連接降壓變壓器(6)的高壓繞組，降壓變壓器(6)的低壓繞組連接模擬量采集卡(10)的輸入端。
專利摘要本實用新型公開了一種工頻消諧器，包括模擬量采集卡和開關卡，電壓互感器的一次側接在母線與地之間，電壓互感器的二次側星型繞組一端接地，另一端串聯消諧電阻，消諧電阻和雙向可控硅串聯后與地相連，雙向可控硅的柵極順序串聯限流電阻、限流電阻與開關卡上的開關相連，開關連接直流電源的正極，直流電源的負極直接接地；在電壓互感器二次側星型繞組兩端又連接降壓變壓器的高壓繞組，降壓變壓器的低壓繞組連接模擬量采集卡的輸入端。本實用新型具有結構簡單、安裝方便、通用性強、全自動化運行的特點。
文檔編號H01F27/40GK2777723SQ20052007847
公開日2006年5月3日 申請日期2005年3月17日 優先權日2005年3月17日
發明者施圍, 李云閣, 鄧軍波 申請人:西安交通大學