[发明专利]一种中性点接地系统铁磁谐振的快速消除方法及装置

说明书

本发明公开了一种适用于中性点接地系统的电压互感器铁磁谐振快速消除方法，方法首先采集电压互感器二次侧三相电压，当检测到互感器发生铁磁谐振时，投入二次消谐回路进行消谐，消谐过程完成后根据故障相与非故障相电压的实时值进行综合判别以确定二次消谐回路的退出时刻。本发明同时公开了相应的装置。本发明采用的方案在常规的二次消谐原理的基础上对二次消谐的退出时刻进行了精确分析控制，能够有效避免二次消谐回路退出导致再次激发铁磁谐振现象，提高单次消谐成功概率。

技术领域

本发明涉及电力系统电压互感器，尤其涉及中性点直接接地系统电压互感器发生铁磁谐振时消谐控制方法及装置。

背景技术

中性点直接接地系统中，当断路器进行分闸操作或者刀闸进行合闸操作时，如果分合闸角度不当会对电压互感器产生冲击，使电压互感器励磁电感发生非线性变化，可能会与断路器的均压电容以及空母线对地电容共同形成参数匹配，引发铁磁谐振现象。铁磁谐振会引起互感器过电压和过电流，进而导致互感器熔丝熔断、烧毁或爆炸，严重影响系统的安全运行。

针对电压互感器出现的铁磁谐振现象目前一种常见的应对措施是装设微机消谐装置，该装置的基本原理是：微机消谐装置接入电压互感器二次侧，通过分析开口三角电压谐波特征及谐波分量大小识别铁磁谐振，当发生电压互感器铁磁谐振时，在电压互感器二次侧通过电子开关器件多次短时触发短接(或接入小的阻尼电阻R_△)，破坏谐振产生条件，从而消除谐振。二次消谐回路投入时铁磁谐振故障消失，但是在仿真和实际使用过程中都发现，二次消谐回路退出时很容易再次激发铁磁谐振，造成消谐失败。

发明内容

本发明的目的是，提出一种电压互感器发生铁磁谐振时的快速消谐控制方法及装置，对消谐过程进行更加准确的控制，减小消谐回路切除过程对系统的冲击，避免出现消谐回路切除时再次激发谐振的现象。

为了达成上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种中性点接地系统电压互感器铁磁谐振消除方法，包括如下步骤：

步骤1，实时采集电压互感器的三相电压二次值；

步骤2，当检测到电压互感器某一相发生铁磁谐振时，触发并接在电压互感器该相绕组二次侧的消谐回路快速导通；

步骤3，消谐回路导通持续时间达到预设时间后，进一步检查发生谐振的相别对应电源电压相位角，在发生谐振的相别对应电源电压相位角等于设定角度的时刻关断消谐回路；否则，继续保持消谐回路导通。

进一步地，所述步骤2中，当检测到电压互感器某一相发生铁磁谐振时，进一步检查该相电压瞬时值的绝对值是否大于等于设定电压阈值，若是，则触发并接在电压互感器该相绕组二次侧的消谐回路快速导通；否则，不触发消谐回路导通。

进一步地，所述步骤2中，设定电压阈值的取值为K1*U_max，其中U_max为检测到谐振时的前一个谐振周期内采集到电压的最大值，K1为系数。

进一步地，所述步骤3中，所述发生谐振的相别对应电源电压相位角等于设定角度具体是：θ_U为电源电压表示为U_s＝U_mcos(θ_U)形式时的实时相位角，电源电压相位角θ_U应满足θ_U＝atan[(X_σ+K²R)·(C_B+C_E)·w]，其中atan为反正切符号，X_σ为电压互感器相绕组漏抗，K为电压互感器变比，R为消谐回路电阻，C_B为断路器单相断口电容，C_E为发生谐振的相对地电容，w＝2πf，f为额定频率。

进一步地，所述步骤3中，发生谐振的相别对应电源电压相位角通过以下任一方式获得：