一種防止電磁式電壓互感器熔絲熔斷的方法與流程

本發明涉及電網故障檢測技術領域，尤其涉及一種防止電磁式電壓互感器熔絲熔斷的方法。

背景技術：

配電網系統在發生單相接地故障時，易造成配電網系統中電磁式電壓互感器勵磁特性飽和，從而激發鐵磁諧振，鐵磁諧振產生的過電壓不但給大量電力設備和配電網系統安全運行帶來危害，還嚴重危及人身安全。

現有技術中，通常采用二次消諧裝置消除鐵磁諧振。消諧裝置包括電壓信號處理電路、控制電路和快速開關，其中，電壓信號處理電路的輸入端與配電網系統中電磁式電壓互感器開口三角連接、輸出端與控制電路的輸入端相連接，控制電路的輸出端與快速開關相連接，快速開關內設置有消諧電路。通過電壓信號處理電路讀取配電網系統中的零序電壓，并對零序電壓進行幅頻計算和分析，根據零序電壓的頻率、幅值，自動識別配電網系統中發生的鐵磁諧振，并將鐵磁諧振區分為分頻諧振和高頻諧振，然后進行傅里葉計算，根據傅里葉計算結果，利用控制電路控制快速開關動作，即接通消諧電路，從而消除分頻諧振或高頻諧振。

分頻諧振可導致配電網系統發生超低頻自由振蕩，而超低頻自由振蕩引發的電磁式電壓互感器過電流有兩個特點：一是過電流的波形在第一個波峰達到最高峰值，然后逐漸衰減；二是第一個波峰出現在超低頻自由振蕩發生后幾十毫秒內。過電流達到最高峰值易熔斷電磁式電壓互感器的一次側高壓熔絲，進而嚴重威脅配電網的安全運行。但是，對于分頻諧振，由于進行傅里葉計算時采樣計算時間較長，因此根據傅里葉計算結果消除分頻諧振的動作延遲時間一般在100ms以上。由于其響應時間慢，所以只能消除分頻諧振，不能解決電磁式電壓互感器熔絲頻繁熔斷的問題。

技術實現要素：

為克服相關技術中存在的問題，本發明提供一種防止電磁式電壓互感器熔絲熔斷的方法。

根據本發明實施例的第一方面，提供一種防止電磁式電壓互感器熔絲熔斷的方法，包括：

獲取零序電壓的瞬時極性，當所述瞬時極性發生過零反轉時開始計時；

判斷所述瞬時極性在設定時間內是否再次發生反轉；

如果所述瞬時極性在設定時間內沒有再次發生反轉，則短接電磁式電壓互感器的開口三角。

優選地，所述設定時間為13ms-18ms。

優選地，所述則短接電磁式電壓互感器的開口三角包括：

則短接電磁式電壓互感器的開口三角40ms-100ms。

優選地，所述獲取零序電壓的瞬時極性包括：

利用二次消諧裝置從電磁式電壓互感器的開口三角獲取零序電壓；

根據所述零序電壓，獲取所述零序電壓的瞬時極性。

優選地，所述當所述瞬時極性發生過零反轉時開始計時包括：

當所述瞬時極性發生第一次過零反轉時，利用所述二次消諧裝置內的控制電路開始計時；

當所述瞬時極性發生再次過零反轉時，利用所述控制電路進行計時清零、并開始計時。

優選地，所述則短接電磁式電壓互感器的開口三角包括：

利用二次消諧裝置內設的快速開關短接電磁式電壓互感器的開口三角，其中，所述快速開關內設置有消諧電路，所述快速開關與所述開口三角的開口兩端相連接。

本發明的實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果：

本發明實施例提供的防止電磁式電壓互感器熔絲熔斷的方法，通過采集零序電壓的瞬時極性，利用零序電壓相鄰兩個瞬時極性的反轉時間間隔，判斷系統是否發生超低頻自由振蕩；當零序電壓相鄰兩個瞬時極性的反轉時間間隔達到設定時間時，即判斷系統發生了超低頻自由振蕩；通過對零序電壓瞬時極性發生過零反轉時開始計時，達到設定時間時，判斷零序電壓瞬時極性是否再次發生反轉，如果零序電壓瞬時極性沒有再次發生反轉，則短接電磁式電壓互感器的開口三角，從而避免了由于零序電壓相鄰兩個瞬時極性的反轉時間間隔較長，導致進行分頻計算的采樣計算時間較長、消除分頻諧振動作響應慢進而導致電磁式電壓互感器熔絲熔斷的問題。

應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發明。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本發明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發明的原理。

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的二次消諧裝置與電磁式電壓互感器的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種防止電磁式電壓互感器熔絲熔斷的方法的流程示意圖；

圖3為本發明實施例提供的超低頻自由振蕩時，電磁式電壓互感器開口三角輸出的零序電壓以及電磁式電壓互感器的三相電流的波形圖。

具體實施方式

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本發明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

本發明實施例提供的防止電磁式電壓互感器熔絲熔斷的方法，應用于配電網系統，利用二次消諧裝置對電磁式電壓互感器進行保護，防止超低頻自由振蕩(本發明中，超低頻自由振蕩特指頻率低于10Hz的自由振蕩)引發的過電流熔斷電磁式電壓互感器熔絲。

參見圖1，為本發明實施例提供的二次消諧裝置與電磁式電壓互感器的結構示意圖。如圖1所示，電磁式電壓互感器的一組二次繞組采用開口三角連接，連接成開口三角的二次繞組的兩端與二次消諧裝置的零序電壓輸入端相連接，零序電壓輸入端與信號處理電路、控制電路、快速開關依次電連接，快速開關還與二次消諧裝置的零序電壓輸入端并聯。利用二次消諧裝置中的快速開關，在過電流流經電磁式電壓互感器之前，瞬時短接電磁式電壓互感器的開口三角，使過電流通過快速開關內設置的消諧電路進行泄放，防止過電流將電磁式電壓互感器熔絲熔斷。

參見圖2，為本發明實施例示出的一種防止電磁式電壓互感器熔絲熔斷的方法的流程圖，具體包括如下步驟：

步驟S110：獲取零序電壓的瞬時極性，當瞬時極性發生過零反轉時開始計時。

具體的，利用二次消諧裝置從電磁式電壓互感器的開口三角獲取零序電壓，利用二次消諧裝置內的電壓信號處理電路，提取零序電壓的瞬時極性，實現對零序電壓瞬時極性的實時監測。本發明實施例中，二次消諧裝置根據兩個相鄰的零序電壓瞬時值過零點的時間間隔來判斷配電網系統中是否發生超低頻自由振蕩，因此，在零序電壓的瞬時極性發生第一次過零反轉時，利用二次消諧裝置內的控制電路開始計時。

步驟S120：判斷瞬時極性在設定時間內是否再次發生反轉。

具體的，設定時間可選為13ms-18ms，優選為15ms。利用二次消諧裝置內的電壓信號處理電路，判斷零序電壓的瞬時極性是否發生過零反轉。

步驟S130：如果瞬時極性在設定時間內沒有再次發生反轉，則短接電磁式電壓互感器的開口三角。

具體的，當零序電壓的瞬時極性在15ms時沒有發生反轉，即零序電壓相鄰兩個零序電壓瞬時值過零點的時間間隔超過了15ms，則可表明配電網系統中發生了超低頻自由振蕩，因此，通過短接電磁式電壓互感器的開口三角，避免過電流對電磁式電壓互感器的造成沖擊，熔斷電磁式電壓互感器的熔絲，其中，短接電磁式電壓互感器的開口三角的時間優選為40ms-100ms。本實施中，優選利用二次消諧裝置內設的快速開關短接電磁式電壓互感器的開口三角，其中，快速開關與開口三角的開口兩端相連接，即與二次消諧裝置的零序電壓輸入端并聯，利用快速開關內在設置的消諧電路使超低頻自由振蕩瞬間得到抑制。

進一步的，如果瞬時極性在設定時間內發生反轉，則可表明配電網系統中沒有發生超低頻自由振蕩，則重復步驟S110，繼續監測零序電壓的瞬時極性，并當瞬時極性發生再次過零反轉時，利用控制電路進行計時清零、并重新開始計時。

本實施例提供的防止電磁式電壓互感器熔絲熔斷的方法，根據兩個相鄰的零序電壓瞬時值過零點的時間間隔超過15ms，啟動快速開關以短接電磁式電壓互感器的開口三角，避免過電流熔斷電磁式電壓互感器熔絲。

參見圖3，為本發明實施例提供的超低頻自由振蕩時，電磁式電壓互感器開口三角輸出的零序電壓以及電磁式電壓互感器的三相電流的波形圖。

如圖3所示，橫坐標軸為時間軸，縱坐標軸表示電流或電壓的幅值，U0為電磁式電壓互感器開口三角輸出的零序電壓波形，A點為U0與時刻1的交點，代表U0在時刻1發生了第一次過零反轉，B點為U0與時刻4的交點，代表U0在時刻4再次發生了過零反轉，時刻1與時刻4的時間差超過50ms。C點為U0與時刻2的交點，代表距時刻1過15ms之后的零序電壓。PT_ia、PT_ib、PT_ic分別為電磁式電壓互感器的三相電流波形，對于三相電流波形，縱坐標軸每格代表0.4A電流。D點為PT_ic與時刻3的交點，代表PT_ic在時刻3達到電流峰值-1.355A，E點為PT_ib與時刻4的交點，代表PT_ib在時刻4達到電流峰值-1.50214A，F點為PT_ia與時刻5的交點，代表PT_ib在時刻5達到電流峰值1.5746A。

由圖3可得，在發生超低頻自由振蕩后，流經電磁式電壓互感器的三相電流在一定時刻成為過電流，三相過電流的峰值的大小都超過了1A，而電磁式電壓互感器的額定電流通常小于100mA；三相過電流達到峰值的時刻，與U0發生了第一次過零反轉電流的時刻相差15ms-50ms，因此，如果在U0發生了第一次過零反轉電流15ms后，檢測到U0的瞬時極性沒有發生過零反轉，啟動快速開關以短接電磁式電壓互感器的開口三角，可達到避免三相過電流熔斷電磁式電壓互感器熔絲的效果。

由上述實施例可見，本發明實施例提供的防止電磁式電壓互感器熔絲熔斷的方法，通過采集零序電壓的瞬時極性，利用零序電壓相鄰兩個瞬時極性的反轉時間間隔，判斷系統是否發生超低頻自由振蕩；當零序電壓相鄰兩個瞬時極性的反轉時間間隔達到設定時間時，即判斷系統發生了超低頻自由振蕩；通過對零序電壓瞬時極性發生過零反轉時開始計時，達到設定時間時，判斷零序電壓瞬時極性是否再次發生反轉，如果零序電壓瞬時極性沒有再次發生反轉，則短接電磁式電壓互感器的開口三角，從而避免了由于零序電壓相鄰兩個瞬時極性的反轉時間間隔較長，導致進行分頻計算的采樣計算時間較長、消除分頻諧振動作響應慢進而導致電磁式電壓互感器熔絲熔斷的問題。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里發明的公開后，將容易想到本發明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本發明的一般性原理并包括本發明未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發明的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本發明并不局限于上面已經描述并在附圖中示出的精確結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發明的范圍僅由所附的權利要求來限制。