一種10kV電壓互感器一次側中性點接地控制系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種10kV電壓互感器一次側中性點接地控制系統，包括電壓互感器、消諧器，電壓互感器的一次側繞組連接10kV母線上，消諧器安裝在電壓互感器一次側中性點和地之間，其技術特點是：在消諧器兩端并聯一接地控制模塊，該接地控制模塊的輸入端連接到電壓互感器的二次側開口三角繞組上。本發明將接地控制模塊與消諧器并聯并安裝在電壓互感器(PT)一次側中性點和地之間，能夠自動檢測系統運行狀態，合理調整中性點的接地方式，從而保證了正常運行時電壓互感器二次繞組輸出電壓的準確性，又可限制單相接地后由接地消失引發的鐵磁諧振。
【專利說明】一種1kV電壓互感器一次側中性點接地控制系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于電壓互感器【技術領域】，尤其是一種1kV電壓互感器一次側中性點接地控制系統。
【背景技術】
[0002]單相接地故障在中性點不接地的1kV配電網中較為常見，且多為瞬時性故障。在單相接地故障消除瞬間，時常發生鐵磁諧振，導致流過電壓互感器一次側的電流加大，引起電壓互感器一次側熔斷器的熔絲熔斷事故，導致電壓互感器二次側失壓，由此將造成電能計量損失，繼電保護誤動或者拒動等問題。此外，TV高壓側熔絲的更換較為麻煩，增加了人力物力開支。
[0003]鑒于以上原因，有必要采取措施防止上述問題的發生。目前，在電壓互感器一次側中性點和地之間加裝消諧器是較為普遍的一種方法，但該方法存在以下缺點:中性點和地之間加裝消諧器后，系統正常運行時由于三相不完全對稱，在消諧器上會有一較小電流流過，在消諧器上會有一定電壓存在，某些情況下可達相電壓的1%，由此導致電壓互感器二次繞組不能正確反應相對地電壓，對電壓測量帶來較大誤差。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種1kV電壓互感器一次側中性點接地控制系統，解決電壓互感器二次繞組不能正確反應相對地電壓導致電壓測量誤差大的問題。
[0005]本發明解決現有的技術問題是采取以下技術方案實現的:
[0006]一種1kV電壓互感器一次側中性點接地控制系統，包括電壓互感器、消諧器，電壓互感器的一次側繞組連接1kV母線上，消諧器安裝在電壓互感器一次側中性點和地之間，在消諧器兩端并聯一接地控制模塊，該接地控制模塊的輸入端連接到電壓互感器的二次側開口三角繞組上。
[0007]而且，所述接地控制模塊包括隔離變壓器、運算放大器、整流電路、電壓比較器、驅動電路、第一繼電器、第二繼電器、電源模塊、第一電阻和第二電阻，隔離變壓器一次側通過第一電阻與電壓互感器開口三角電壓相連接，隔離變壓器二次側連接第二電阻和運算放大器，運算放大器的輸出端連接整流電路，整流電路、電壓比較器、驅動電路、第一繼電器和第二繼電器依次相連接，第二繼電器兩端分別連接電壓互感器一次側中性點和地線；所述的電源模塊連接到各個模塊中，給各個模塊提供所需的直流電源。
[0008]而且，所述的隔離變壓器變比為1:1。
[0009]而且，所述的第一繼電器為小型時間繼電器；所述的第二繼電器為1kV真空繼電器。
[0010]而且，所述的電源模塊為220V交流電轉直流電源模塊。
[0011 ] 本發明的優點和積極效果是:
[0012]本發明將接地控制模塊與消諧器并聯并安裝在電壓互感器(PT) —次側中性點和地之間，接地控制模塊的輸入端連接到電壓互感器(PT)的二次側開口三角繞組上，能夠自動檢測系統運行狀態，合理調整中性點的接地方式。正常運行時，該接地控制模塊相當于一個通路，將消諧器短路，保證電壓互感器一次側中性點直接接地；而當單相接地發生時接地控制模塊斷開中性點的直接接地通路，中性點變為經消諧器接地，從而保證了正常運行時電壓互感器二次繞組輸出電壓的準確性，又可限制單相接地后由接地消失引發的鐵磁諧振。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的系統連接示意圖；
[0014]圖2是控制模塊的電路方框圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述。
[0016]一種1kV電壓互感器一次側中性點接地控制系統，如圖1所示，包括電壓互感器(PT)、消諧器和接地控制模塊，電壓互感器的一次側繞組連接1kV母線上，消諧器和接地控制模塊安裝在電壓互感器(PT) —次側中性點和地之間，接地控制模塊的輸入端連接到電壓互感器(PT)的二次側開口三角繞組上。
[0017]如圖2所示，接地控制模塊包括隔離變壓器1、運算放大器2、整流電路3、電壓比較器4、驅動電路5、第一繼電器6、第二繼電器7、電源模塊8以及電阻R1、電阻R2。隔離變壓器一次側通過電阻Rl與電壓互感器開口三角電壓相連接，隔離變壓器二次側連接電阻R2和運算放大器，運算放大器的輸出端連接整流電路，整流電路、電壓比較器、驅動電路、第一繼電器(繼電器I)和第二繼電器依次相連接，第二繼電器(繼電器2)兩端連接電壓互感器一次側中性點和地線。電源模塊連接到各個模塊中，給各個模塊提供所需的直流電源。下面對控制模塊中的各個部分分別進行說明:
[0018]電阻Rl和隔離變壓器:將開口三角電壓隔離變換為一個小電流信號。Rl具有高阻抗，保證PT 二次側開口三角具有較小的負載，隔離變壓器變比為1:1，起隔離作用。
[0019]電阻R2和運算放大器:將隔離變壓器輸出的小電流信號變為電壓信號。
[0020]整流電路:將運算放大器輸出的雙極性交流信號整流為直流信號。
[0021]電壓比較器:將整流輸出的電壓信號與設定值比較，若超過設定值則給驅動電路發信號，驅動繼電器I動作，未超過設定值則不發出驅動信號。
[0022]驅動電路:在收到電壓比較電路發出的驅動信號后驅動繼電器I動作。
[0023]繼電器1:時間繼電器，在被驅動動作后，常開觸點閉合，常閉觸點打開，經過一段時間延時后(時間長度可根據需要設定)恢復到常態(常開觸點開，常閉觸點閉合)。該繼電器利用常開觸點控制繼電器2的動作，前向電路檢測到開口三角電壓超過設定值后使該繼電器常開觸點閉合一段時間，從而控制繼電器2動作。
[0024]繼電器2 =1kV真空繼電器，利用該繼電器的常閉觸點控制PT —次測中性點直接接地回路的接通和斷開。系統正常狀態下，常閉觸點閉合，保證PT—次側中性點直接接地，發生單相接地后，前向電路驅動該繼電器動作，常閉觸點打開，中性點接地方式變為經消諧器接地方式，經過一段時間后恢復到常態常(常閉觸點閉合，中性點接地方式變為直接接地)。
[0025]電源模塊:將220V交流電變為其余各個模塊需要的直流電源。
[0026]本發明的工作原理是:接地控制模塊通過監測電壓互感器(PT) 二次開口三角電壓來檢測出是否發生單相接地，以便給出合適的工作狀態。系統正常運行時，開口三角電壓較低，接地控制模塊工作在常態下，保證PT —次側中性點直接接地，確保PT 二次側輸出準確電壓；系統發生單相接地時，開口三角電壓較高，接地控制模塊檢測到開口三角電壓異常，打開中性點直接接地通路，使中性點變為經消諧器接地狀態，接地控制模塊保證該種接地狀態持續一段時間，如可設定為30s，對于發生最多的瞬時單相接地故障一般會在這段時間消失，在故障消失過程中，PT 一次側中性點為經消諧器接地，可有效抑制鐵磁諧振，30s之后接地控制模塊閉合通路，PT 一次側中性點切換回直接接地狀態。對于永久性單相接地故障，接地控制模塊會間隔性切換工作狀態，直到排除故障，但這并不影響其功能的實現。該方法保證了在大多數運行時間里，PT —次側中性點為直接接地狀態，即保證了 PT 二次繞組電壓的準確輸出；在發生單相接地故障的少數時間里，PT —次側中性點為經消諧器接地狀態，可以有效限制鐵磁諧振。
[0027]需要強調的是，本發明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發明包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本發明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發明保護的范圍。
【權利要求】
1.一種1kV電壓互感器一次側中性點接地控制系統，包括電壓互感器、消諧器，電壓互感器的一次側繞組連接1kV母線上，消諧器安裝在電壓互感器一次側中性點和地之間，其特征在于:在消諧器兩端并聯一接地控制模塊，該接地控制模塊的輸入端連接到電壓互感器的二次側開口三角繞組上。
2.根據權利要求1所述的一種1kV電壓互感器一次側中性點接地控制系統，其特征在于:所述接地控制模塊包括隔離變壓器、運算放大器、整流電路、電壓比較器、驅動電路、第一繼電器、第二繼電器、電源模塊、第一電阻和第二電阻，隔離變壓器一次側通過第一電阻與電壓互感器開口三角電壓相連接，隔離變壓器二次側連接第二電阻和運算放大器，運算放大器的輸出端連接整流電路，整流電路、電壓比較器、驅動電路、第一繼電器和第二繼電器依次相連接，第二繼電器兩端分別連接電壓互感器一次側中性點和地線；所述的電源模塊連接到各個模塊中，給各個模塊提供所需的直流電源。
3.根據權利要求1或2所述的一種1kV電壓互感器一次側中性點接地控制系統，其特征在于:所述的隔離變壓器變比為1:1。
4.根據權利要求1或2所述的一種1kV電壓互感器一次側中性點接地控制系統，其特征在于:所述的第一繼電器為小型時間繼電器；所述的第二繼電器為1kV真空繼電器。
5.根據權利要求1或2所述的一種1kV電壓互感器一次側中性點接地控制系統，其特征在于:所述的電源模塊為220V交流電轉直流電源模塊。
【文檔編號】H02H9/08GK104348149SQ201410638248
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月6日 優先權日:2014年11月6日
【發明者】栗薇, 唐慶華, 李雪, 郗曉光, 魏菊芳, 張春暉, 梁志瑞, 牛勝鎖, 趙飛 申請人:國家電網公司, 國網天津市電力公司