应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法及装置与流程

1.本发明涉及电压互感器低频振荡抑制技术领域，尤其涉及一种应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法。

背景技术：

2.我国10kv～35kv配电网为系统中性点不直接接地系统，按照负荷特点，又分为中性点不接地系统(电容电流较小的网络)、中性点经消弧线圈接地(以架空线路为主的网络)和中性点经小电阻接地(以电缆线路为主的网络)等主要中性点接地方式，此外还有中性点经消弧线圈并联小电阻接地、中性点经电抗接地等方式。
3.配电网中，电磁式电压互感器(以下简称“pt”)具有非线性特性，当电网发生某些扰动时，过电压或过电流通过pt高压线圈，使其达到饱和状态，励磁电感下降，当系统电感(主要是pt励磁电感)与系统电容参数匹配构成谐振回路时，可激发铁磁谐振过电压和过电流。
4.随着配电网的发展，电缆线路规模越来越大，架空线路长度和数量也有所增加，尤其是复合密集区大量使用对地电容较大的电力电缆，使得配电网系统对地电容显著增大，此时，系统容抗较小，难以与pt电感构成谐振条件，即电感、电容参数配合超出谐振区域，而是进入低频振荡区域。此时铁磁谐振已经不构成主要矛盾，故障形态发生了质的变化。
5.低频振荡是指当配电网系统因为出现操作(切除接地故障线路，正常切开线路，单相接地故障恢复过程等)，非故障相线路电容积累的电荷，将通过pt构成的回路泄放，此时，激励源为线路电容上积累的电荷，接近直流分量，即pt一次电流从交流励磁变为准直流励磁；由于频率ω很低，在电荷泄放过程中，pt的绕组呈现低阻抗和较小的电感值，在电荷泄放过程中，在泄放回路中将引发非线性低频振荡过程。此时，通过pt本体一次侧绕组和一次侧熔丝的电流较大，给pt熔丝，甚至pt本体带来较大的运行风险。
6.配电网中，pt有三种型式，分别为y-y型接线(星形三绕组)、v-v型接线(两绕组接于三相间)和v型接线(单绕组接于两相间)。对于需要测量三相电压的场合，选用y-y型接线型式；当用于电压表计指示和取能等目的时，选择线圈较少的相间接线pt，如v-v接线(两个线圈，用于三相电压显示)和v型接线(一个线圈，用于取能)，以获得较好的技术经济指标。
7.当10kv～35kv配电网对地电容较大时，与pt电感参数的配合已脱离谐振区域，而进入低频振荡区域，系统出现操作(切除接地故障线路，正常切开线路，单相接地故障恢复过程等)时，线路电容积累的电荷，将通过pt构成的回路泄放，因激励源接近直流分量，频率ω很低，pt绕组呈现低阻抗和较小的电感值，泄放回路中将引发非线性低频振荡过程，pt绕组电流增大，相间接线型式的pt(包括v-v型接线pt和v型接线pt)出线pt熔丝甚至本体故障频繁的问题。据运行统计，发生运行中pt一次侧熔丝烧毁故障多集中发生在相间接线pt(v-v型接线pt和v型接线pt)。
8.由于电感和电容参数匹配形成的铁磁谐振与电荷泄放形成的低频振荡，因为形成机理不同，因而，常用的成熟消谐措施，对抑制低频振荡缺乏针对性，因此，在实际运行中，
pt熔断器熔断、本体烧损甚至爆炸故障依然频繁发生；即使是配电网中性点接地方式优化(如经小电阻接地)后，非故障相电压升高被有效钳制，但是，低频振荡引起的pt熔断器熔断，甚至pt本体故障，仍然较为普遍。

技术实现要素：

9.本发明提供一种应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法，可以防止铁磁谐振的同时抑制配电网电磁式电压互感器低频振荡，以保障pt熔丝和本体绕组在低频振荡下的安全运行。
10.本发明一实施例提供一种应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法，包括以下步骤：
11.应用于双绕组的v-v型接线的电压互感器，所述电压互感器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组设置在第一端和公共端之间，所述第一端和公共端之间的距离为第一距离；所述第二绕组设置在第二端和所述公共端之间，所述第二端和所述公共端之间的距离为第二距离；包括以下步骤：
12.在所述电压互感器第一绕组的第一短接点和第二绕组的第二短接点进行短接，所述第一短接点至所述公共端的距离为2/3第一距离，所述第二短接点至所述公共端的距离为2/3第二距离。
13.进一步的，所述第一绕组和第一端的连接点为第一连接点，所述第一绕组和公共端的连接点为第二连接点，所述第一短接点至所述第一连接点的绕组长度和所述第一短接点至所述第二连接点的绕组长度之间的比例为1:2；
14.所述第二绕组和公共端的连接点为第三连接点，所述第二绕组和第二端的连接点为第四连接点，所述第二短接点至所述第三连接点的绕组长度和所述第二短接点至所述第四连接点的绕组长度之间的比例为2：1。
15.进一步的，在所述第一短接点处接入第一阻尼电阻，在所述第二短接点处接入第二阻尼电阻。
16.进一步的，所述第一阻尼电阻和第二阻尼电阻的阻值范围为60kω～120kω。
17.本发明另一实施例提供了一种应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制装置，应用于双绕组的v-v型接线的电压互感器，所述电压互感器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组设置在第一端和公共端之间，所述第一端和公共端之间的距离为第一距离；所述第二绕组设置在第二端和所述公共端之间，所述第二端和所述公共端之间的距离为第二距离；
18.所述装置包括一条用于连接所述第一绕组和第二绕组的短接线路，所述短接线路与所述第一绕组的连接点为第一短接点，所述短接线路与所述第二绕组的连接点为第二短接点，所述第一短接点至所述公共端的距离为2/3第一距离，所述第二短接点至所述公共端的距离为2/3第二距离。
19.所述第一绕组和第一端的连接点为第一连接点，所述第一绕组和公共端的连接点为第二连接点，所述第一短接点满足以下比例特征：
20.所述第一短接点至所述第一连接点的绕组长度和所述第一短接点至所述第二连接点的绕组长度之间的比例为1:2；
21.所述第二绕组和公共端的连接点为第三连接点，所述第二绕组和第二端的连接点为第四连接点，所述第二短接点满足以下比例特征：
22.所述第二短接点至所述第三连接点的绕组长度和所述第二短接点至所述第四连接点的绕组长度之间的比例为2：1。
23.进一步的，在所述第一短接点处接入第一阻尼电阻，在所述第二短接点处接入第二阻尼电阻。
24.进一步的，所述第一阻尼电阻和第二阻尼电阻的阻值范围为60kω～120kω。
25.本发明的实施例，具有如下有益效果：
26.本发明提供了一种应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法及装置，该方法通过在所述电压互感器第一绕组的第一短接点和第二绕组的第二短接点进行短接，所述第一短接点至所述公共端的距离为2/3第一距离，所述第二短接点至所述公共端的距离为2/3第二距离。实现了针对性地增大线路电容上剩余电荷泄放回路的阻尼，切中抑制pt低频振荡的关键，达到防止铁磁谐振的同时抑制配电网电磁式电压互感器低频振荡的目的，保障了pt熔丝和本体绕组在低频振荡下的安全运行。因此，本发明通过增大配电网线路电容上电荷泄放回路的阻抗大小，达到抑制配电网电磁式电压互感器低频振荡的目的，实现了pt低频非线性振荡的判定、抑制，区分了pt的铁磁谐振和低频振荡。通过对于不同的系统过电压采用不同的抑制方法，针对性强，能够有效减少pt的熔丝熔断、烧毁事故，提高配电网电力系统的安全性。
附图说明
27.图1是本发明一实施例提供的应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法的流程示意图；
28.图2是本发明一实施例提供的应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法的电压互感器中绕组短接电路示意图；
29.图3是本发明一实施例提供的图2绕组短接电路的等效电路示意图；
30.图4是本发明一实施例提供的配电网正常运行时的无短接的v-v型接线电压互感器的电路示意图；
31.图5是本发明一实施例提供的配电网切除故障线路后的无短接的v-v型接线电压互感器的等效低频振荡电路示意图；
32.图6是本发明一实施例提供的应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法的pt励磁曲线示意图；
33.图7(a)是本发明一实施例提供的应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法的配电网切除故障线路后的有短接的v-v型接线电压互感器的电路示意图；
34.图7(b)是本发明一实施例提供的应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法的配电网切除故障线路后的有短接的v-v型接线电压互感器的等效低频振荡电路示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显
然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.如图1所示，本发明一实施例提供的一种应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法，应用于双绕组的v-v型接线的电压互感器，所述电压互感器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组设置在第一端和公共端之间，所述第一端和公共端之间的距离为第一距离；所述第二绕组设置在第二端和所述公共端之间，所述第二端和所述公共端之间的距离为第二距离；包括以下步骤：
37.步骤s101：在所述电压互感器第一绕组的第一短接点和第二绕组的第二短接点进行短接，所述第一短接点至所述公共端的距离为2/3第一距离，所述第二短接点至所述公共端的距离为2/3第二距离。
38.作为其中一种实施例，所述第一绕组和第一端的连接点为第一连接点，所述第一绕组和公共端的连接点为第二连接点，所述第一短接点至所述第一连接点的绕组长度和所述第一短接点至所述第二连接点的绕组长度之间的比例为1:2；
39.所述第二绕组和公共端的连接点为第三连接点，所述第二绕组和第二端的连接点为第四连接点，所述第二短接点至所述第三连接点的绕组长度和所述第二短接点至所述第四连接点的绕组长度之间的比例为2：1。
40.步骤s102：在所述第一短接点处接入第一阻尼电阻，在所述第二短接点处接入第二阻尼电阻。
41.作为其中一种实施例，如图2所示，在不改变现有的v-v型接线pt绕组结构的前提下，对于v-v型接线的相间双绕组pt，对于ab相间的绕组，从距a相处，以及bc相间的绕组，距c相处，连接短接线。在不改变现有的v-v型接线pt绕组结构的前提下，对于v-v型接线的相间双绕组pt，对于ab相间的绕组，从距a相处，以及bc相间的绕组，距c相处，分别接入电阻r。在线路不发生故障时，pt绕组位于线性区，抑制措施对于正常运行的线路和pt无影响。当配电网出线故障切除后，非故障相线路对地电容电荷泄放，pt绕组流过大电流，绕组励磁曲线进入非线性区域，此时pt上出线低频非线性振荡，当不采取抑制措施时，低频振荡引起的过电流幅值较大，大电流导致pt发热，则容易出现熔丝烧断甚至pt烧毁的事故。
42.对图2进行等效变换，可得如图3所示的等效电路示意图，可见，短接后pt可等效于y型，等效后各相中绕组的电感值大小均为原来相间pt绕组电感的同时，接入的阻尼电阻，不改变现有的v-v型pt绕组结构，相当于改变了pt的接线方式，接入的阻尼电阻分担了单相接地故障时加在原pt高压绕组上的线电压，使得故障消除后需要释放的电荷减少，减小了故障恢复后的电容电流对pt的冲击。
43.不采用本发明的短接接线方法的电压互感器在正常运行时的电路图如图4所示，正常工作时pt绕组的励磁曲线处于线性区，电感值较大，不出现pt故障，pt励磁曲线的如图6所示。切除故障线路后无短接的相间v-v接线型式pt等效低频振荡电路如图5所示，此时由于故障切除后，非故障相线路的对地电容在发生故障后存储的电荷进行重新分配，较大的电流流经pt绕组时，pt绕组铁心出现磁饱和现象，励磁曲线进入非线性区，pt绕组电感值呈
现出非线性特性，线路的对地电容和电磁式电压互感器一次感抗形成零序振荡回路，其振荡频率由线路的对地电容和pt电感决定，即产生超低频饱和过电流，pt发生低频非线性振荡。
44.如图7(a)所示，图7(a)为采用了本发明的短接接线方法(即采取本发明所述的低频振荡抑制措施)的v-v型接线电压互感器的电路图，此时线路可等效为如图7(b)所示的等效电路，可以得到，相较于不采取本发明所述的低频振荡抑制措施，此时线路对地电容电荷泄放回路中阻抗增大为原来的(即从ωl增大为)，能有效的降低低频振荡时pt绕数上流过电流的幅值，并且由于接入的阻尼电阻，分担了单相接地故障时加在原pt高压绕组上的线电压，通过不更改pt型式的方法，使得故障消除后需要释放的电荷减少，减小故障恢复后的电容电流对pt的冲击，从而减小过电流对于pt的影响，也就避免了pt熔丝熔断甚至pt烧毁的现象。可见，本发明接入的阻尼电阻分担了单相接地故障时加在原pt高压绕组上的线电压，通过不更改pt型式的方法，使得故障消除后需要释放的电荷减少，减小故障恢复后的电容电流对pt的冲击增大了回路中的阻抗大小，从而抑制涌流的幅值，低频振荡过程流过pt绕组的电流将低于熔丝额定电流(0.5a)且有裕度，减少pt事故的发生。
45.本发明针对10kv～35kv配电网发展，系统对地电容显著增大所带来的低频振荡问题，基于低频振荡的机理，有针对性地通过增大线路电容上剩余电荷泄放回路的阻尼，切中抑制pt低频振荡的关键，达到防止铁磁谐振的同时抑制配电网电磁式电压互感器低频振荡的目的，实现对pt熔丝和本体绕组在低频振荡下的安全运行。本发明通过增大配电网线路电容上电荷泄放回路的阻抗大小，达到抑制配电网电磁式电压互感器低频振荡的目的，实现了pt低频非线性振荡的判定、抑制，区分了pt的铁磁谐振和低频振荡。通过对于不同的系统过电压采用不同的抑制方法，针对性强，能够有效减少pt的熔丝熔断、烧毁事故，提高配电网电力系统的安全性。
46.在上述发明实施例的基础上，本发明对应提供了一种应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线装置项实施例；
47.本发明另一实施例提供了一种应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线装置，应用于双绕组的v-v型接线的电压互感器，所述电压互感器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组设置在第一端和公共端之间，所述第一端和公共端之间的距离为第一距离；所述第二绕组设置在第二端和所述公共端之间，所述第二端和所述公共端之间的距离为第二距离；
48.如图2所示，所述装置包括一条用于连接所述第一绕组和第二绕组的短接线路，所述短接线路与所述第一绕组的连接点为第一短接点，所述短接线路与所述第二绕组的连接点为第二短接点，所述第一短接点至所述公共端的距离为2/3第一距离，所述第二短接点至所述公共端的距离为2/3第二距离。
49.作为其中一种实施例，所述第一绕组和第一端的连接点为第一连接点，所述第一绕组和公共端的连接点为第二连接点，所述第一短接点满足以下比例特征：
50.所述第一短接点至所述第一连接点的绕组长度和所述第一短接点至所述第二连接点的绕组长度之间的比例为1:2；
51.所述第二绕组和公共端的连接点为第三连接点，所述第二绕组和第二端的连接点为第四连接点，所述第二短接点满足以下比例特征：
52.所述第二短接点至所述第三连接点的绕组长度和所述第二短接点至所述第四连接点的绕组长度之间的比例为2：1。
53.作为其中一种实施例，在所述第一短接点处接入第一阻尼电阻，在所述第二短接点处接入第二阻尼电阻。
54.作为其中一种实施例，所述第一阻尼电阻和第二阻尼电阻的阻值范围为60kω～120kω。
55.为描述的方便和简洁，本发明装置项实施例包括上述应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法实施例中的全部实施方式，此处不再赘述。
56.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
57.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。

技术特征：

1.一种应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法，其特征在于，应用于双绕组的v-v型接线的电压互感器，所述电压互感器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组设置在第一端和公共端之间，所述第一端和公共端之间的距离为第一距离；所述第二绕组设置在第二端和所述公共端之间，所述第二端和所述公共端之间的距离为第二距离；包括以下步骤：在所述电压互感器第一绕组的第一短接点和第二绕组的第二短接点进行短接，所述第一短接点至所述公共端的距离为2/3第一距离，所述第二短接点至所述公共端的距离为2/3第二距离。2.根据权利要求1所述的应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法，其特征在于，所述第一绕组和第一端的连接点为第一连接点，所述第一绕组和公共端的连接点为第二连接点，所述第一短接点至所述第一连接点的绕组长度和所述第一短接点至所述第二连接点的绕组长度之间的比例为1:2；所述第二绕组和公共端的连接点为第三连接点，所述第二绕组和第二端的连接点为第四连接点，所述第二短接点至所述第三连接点的绕组长度和所述第二短接点至所述第四连接点的绕组长度之间的比例为2：1。3.根据权利要求2所述的应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法，其特征在于，在所述第一短接点处接入第一阻尼电阻，在所述第二短接点处接入第二阻尼电阻。4.根据权利要求3所述的应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法，其特征在于，所述第一阻尼电阻和第二阻尼电阻的阻值范围为60kω～120kω。5.一种应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制装置，其特征在于，应用于双绕组的v-v型接线的电压互感器，所述电压互感器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组设置在第一端和公共端之间，所述第一端和公共端之间的距离为第一距离；所述第二绕组设置在第二端和所述公共端之间，所述第二端和所述公共端之间的距离为第二距离；所述装置包括一条用于连接所述第一绕组和第二绕组的短接线路，所述短接线路与所述第一绕组的连接点为第一短接点，所述短接线路与所述第二绕组的连接点为第二短接点，所述第一短接点至所述公共端的距离为2/3第一距离，所述第二短接点至所述公共端的距离为2/3第二距离。6.根据权利要求5所述的应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线装置，其特征在于，所述第一绕组和第一端的连接点为第一连接点，所述第一绕组和公共端的连接点为第二连接点，所述第一短接点满足以下比例特征：所述第一短接点至所述第一连接点的绕组长度和所述第一短接点至所述第二连接点的绕组长度之间的比例为1:2；所述第二绕组和公共端的连接点为第三连接点，所述第二绕组和第二端的连接点为第四连接点，所述第二短接点满足以下比例特征：所述第二短接点至所述第三连接点的绕组长度和所述第二短接点至所述第四连接点的绕组长度之间的比例为2：1。7.根据权利要求6所述的应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线装置，其特征在于，在所述第一短接点处接入第一阻尼电阻，在所述第二短接点处接入第二阻尼电阻。8.根据权利要求7所述的应用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线装置，其特征
在于，所述第一阻尼电阻和第二阻尼电阻的阻值范围为60kω～120kω。

技术总结

本发明公开了用于配电网的电压互感器低频振荡抑制接线方法及装置。该方法应用于双绕组的V-V型接线的电压互感器，所述电压互感器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组设置在第一端和公共端之间，所述第一端和公共端之间的距离为第一距离；所述第二绕组设置在第二端和所述公共端之间，所述第二端和所述公共端之间的距离为第二距离；包括以下步骤：在所述电压互感器第一绕组的第一短接点和第二绕组的第二短接点进行短接，所述第一短接点至所述公共端的距离为2/3第一距离，所述第二短接点至所述公共端的距离为2/3第二距离。本发明技术方案实现了抑制配电网电磁式电压互感器低频振荡。振荡。振荡。