电网铁磁谐振抑制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种电网铁磁谐振抑制装置，该装置的中央处理器在电网发生铁磁谐振时能够通过依次连接的变压器、滤波单元、电压互感器、采样单元、模数转换单元而得到电压信号，根据电压信号立即识别出铁磁谐振的类型并生成相应的铁磁谐振抑制指令，再通过将依次连接的阻尼元件、基于MOSFET管的双向可控开关电子单元、光隔离器、脉冲发生器中的脉冲发生器与中央处理器连接，使得脉冲发生器能够根据中央处理器生成的铁磁谐振抑制指令生成控制基于MOSFET管的双向可控开关电子单元动态投切的脉冲信号，进而实现对阻尼元件是否接入电网的控制，最终实现电网铁磁谐振的消除。本装置对电网不同铁磁谐振均能够快速识别并消除，进一步保障了电网的安全正常运行。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统
，特别是涉及一种电网铁磁谐振抑制装置。
技术介绍
电网铁磁谐振是电力系统内常见的一种内部过电压现象，其不仅在3～66kV中性点绝缘的电网中经常发生，而且在110kV～220kV超高压变电空母线中也屡见不鲜，这种过电压持续时间长，甚至能长时间自保持，对电力系统的运行安全危害极大，是影响电力系统中输电线路及变电设备运行安全的重要隐患，同时也是导致高压熔丝熔断、电磁式电压互感器烧损爆炸的重要原因，因此，为了保障电力系统的运行安全，必须尽量消除电网的铁磁谐振。然而，现有的电网铁磁谐振类型识别系统并不完善，存在大量识别不出铁磁谐振的情况，进而导致电网铁磁谐振的消除效果不理想。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有的电网铁磁谐振类型识别系统存在大量识别不出铁磁谐振的情况，导致电网铁磁谐振的消除效果不理想的问题，提供一种电网铁磁谐振抑制装置。为解决上述技术问题，本技术采取如下的技术方案：一种电网铁磁谐振抑制装置，所述装置包括变压器、滤波单元、电压互感器、采样单元、模数转换单元、根据所述模数转换单元转换后的电压信号生成铁磁谐振抑制指令的中央处理器、根据所述铁磁谐振抑制指令生成脉冲信号的脉冲发生器、光隔离器、根据所述脉冲信号控制阻尼元件是否导通接入母线和地线之间的双向可控开关电子单元和所述阻尼元件，所述变压器的一次侧端连接所述母线和所述地线，所述变压器的二次侧端连接所述滤波单元，所述滤波单元与所述电压互感器、所述采样单元、所述模数转换单元的输入端依次连接，所述模数转换单元的输出端与所述中央处理器连接，所述中央处理器还依次连接所述脉冲发生器、所述光隔离器、所述双向可控开关电子单元的门极，所述双向可控开关电子单元的一端连接所述地线，所述双向可控开关电子单元的另一端连接所述阻尼元件的一端，所述阻尼元件的另一端连接所述母线。上述电网铁磁谐振抑制装置通过变压器、滤波单元、电压互感器、采样单元、模数转换单元、中央处理器、脉冲发生器、光隔离器、双向可控开关电子单元以及阻尼元件之间结构关系的巧妙设计，使中央处理器在电网发生铁磁谐振时能够通过依次连接的变压器、滤波单元、电压互感器、采样单元、模数转换单元而得到电压信号，根据电压信号立即识别出铁磁谐振的类型并生成相应的铁磁谐振抑制指令，再通过将依次连接的阻尼元件、双向可控开关电子单元、光隔离器、脉冲发生器中与中央处理器连接，使得脉冲发生器能够根据中央处理器生成的铁磁谐振抑制指令生成控制双向可控开关电子单元动态投切的脉冲信号，进而实现对阻尼元件是否接入电网的控制，最终实现电网铁磁谐振的消除，由于中央处理器得到的电压信号与铁磁谐振密切相关，因此本技术的电网铁磁谐振抑制装置对电网不同铁磁谐振均能够快速识别并消除，提高了电网铁磁谐振的抑制效率，进一步保障了电网的安全正常运行。附图说明图1为本技术其中一个实施例中电网铁磁谐振抑制装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图及较佳实施例对本技术的技术方案进行详细描述。在其中一个实施例中，参见图1所示，一种电网铁磁谐振抑制装置，该装置包括变压器1、滤波单元2、电压互感器3、采样单元4、模数转换单元5、根据模数转换单元5转换后的电压信号生成铁磁谐振抑制指令的中央处理器6、根据铁磁谐振抑制指令生成脉冲信号的脉冲发生器7、光隔离器8、根据脉冲信号
控制阻尼元件10是否导通接入母线和地线之间的双向可控开关电子单元9和阻尼元件10，变压器1的一次侧端连接母线和地线，变压器1的二次侧端连接滤波单元2，滤波单元2与电压互感器3、采样单元4、模数转换单元5的输入端依次连接，模数转换单元5的输出端与中央处理器6连接，中央处理器6还依次连接脉冲发生器7、光隔离器8、双向可控开关电子单元9的门极，双向可控开关电子单元9的一端连接地线，双向可控开关电子单元9的另一端连接阻尼元件10的一端，阻尼元件10的另一端连接母线。在本实施例中，用于降低母线电压的变压器1的一次侧端连接于母线和地线之间；滤波单元2与变压器1的二次侧相连，用于对母线电压进行滤波处理；电压互感器3与滤波单元2连接，用于对母线电压进行转换测量；电压互感器3连接采样单元4，采样单元4采集滤波后的电压信号，实时监测母线电压有效值；中央处理器6与对采集的电压信号进行模数转换的模数转换单元5连接，对模数转换单元5转换得到的数据进行分析、计算及铁磁谐振类型判断，当电压发生跨级(即30V、60V和145V)变化，导致IO口电平信号发生改变，触发中断，同时触发采集1024点(采样频率5KHz，采样时长200ms)，这里，当采样频率为5KHz，采样时长200ms时，理论上采集1000个点，但实际中采集一般为2的n次方个，所以选取1024个点，该点数可变，只要保证较好的采集效果和处理速度即可，中央处理器6根据铁磁谐振类型判断结果生成相应的谐振抑制指令，并将谐振抑制指令发送至脉冲发生器；阻尼元件10连接在母线和地线之间，用于增加系统的阻尼，从而消除铁磁谐振；双向可控开关电子单元9连接在阻尼元件和地线之间，用于控制阻尼元件10的通断；光隔离器8的一端连接双向可控开关电子单元9的门极，另一端连接脉冲发生器7的输出端，用于保证脉冲信号从脉冲发生器7到双向可控开关电子单元9的单向传输；脉冲发生器7的另一端连接中央处理器6的接口，脉冲发生器7在接收了中央处理器6的谐振抑制指令后开始工作，并将产生的脉冲信号，例如产生频率为1000Hz、占空比为50％的脉冲信号，输入给双向可控开关电子单元9的门极上，
从而控制双向可控开关电子单元9的动态投切，将阻尼元件10接入母线和地线之间(其导通时间可由脉冲信号的占空比或者脉冲频率控制)，使铁磁谐振在阻尼元件10的作用下消失，达到消除已辨别出的铁磁谐振的目的。在本实施例中，阻尼元件10可以为阻尼模块或者阻尼电路、阻尼电阻，优选地阻尼元件10为阻尼电阻，且阻尼电阻的功率越大，为系统提供的阻尼作用越大，消谐的效果越好。在本实施例中，中央处理器6通过CPU内置单元对数字处理后的电压信号进行分析、计算，并对铁磁谐振的类型作出判断的方法包括以下：若经数字处理后的信号频率成分为50Hz，其他任意频率成分幅值小于50Hz分量的5％，连续两到三个周波等值电压超过145V，则中央处理器6判定铁磁谐振类型为基频铁磁谐振，中央处理器6输入基频铁磁谐振对应的谐振抑制命令到脉冲发生器7；若经数字处理后的信号频率成分为50Hz，出现高频成分150±5Hz，且高频频率成分幅值大于50Hz分量30％，连续两到三个周波等值电压超过145V，则中央处理器6判定铁磁谐振类型为高频铁磁谐振，中央处理器6输入高频铁磁谐振对应的谐振抑制命令到脉冲发生器7；若经数字处理后的信号频率小于45Hz的任意频率成分幅值大于50Hz频率成分的20％，连续两到三个周波等值电压超过30V，则中央处理器6判定铁磁谐振类型为分频铁磁谐振，中央处理器6输入分频铁磁谐振对应的谐振抑制命令到脉冲发生器7；若经数字处理后的信号频率为50Hz，连续两到三个周波等值电压大于30V且小于145V，则中央处理器6判定此时系统发生接地故障。上述中央处理器采用零序电压阈值和快速离散傅里叶分解算法来对铁磁谐振的类型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网铁磁谐振抑制装置，其特征在于，包括变压器、滤波单元、电压互感器、采样单元、模数转换单元、根据所述模数转换单元转换后的电压信号生成铁磁谐振抑制指令的中央处理器、根据所述铁磁谐振抑制指令生成脉冲信号的脉冲发生器、光隔离器、根据所述脉冲信号控制阻尼元件是否导通接入母线和地线之间的双向可控开关电子单元和所述阻尼元件，所述变压器的一次侧端连接所述母线和所述地线，所述变压器的二次侧端连接所述滤波单元，所述滤波单元与所述电压互感器、所述采样单元、所述模数转换单元的输入端依次连接，所述模数转换单元的输出端与所述中央处理器连接，所述中央处理器还依次连接所述脉冲发生器、所述光隔离器、所述双向可控开关电子单元的门极，所述双向可控开关电子单元的一端连接所述地线，所述双向可控开关电子单元的另一端连接所述阻尼元件的一端，所述阻尼元件的另一端连接所述母线。

【技术特征摘要】
1.一种电网铁磁谐振抑制装置，其特征在于，包括变压器、滤波单元、电压互感器、采样单元、模数转换单元、根据所述模数转换单元转换后的电压信号生成铁磁谐振抑制指令的中央处理器、根据所述铁磁谐振抑制指令生成脉冲信号的脉冲发生器、光隔离器、根据所述脉冲信号控制阻尼元件是否导通接入母线和地线之间的双向可控开关电子单元和所述阻尼元件，所述变压器的一次侧端连接所述母线和所述地线，所述变压器的二次侧端连接所述滤波单元，所述滤波单元与所述电压互感器、所述采样单元、所述模数转换单元的输入端依次连接，所述模数转换单元的输出端与所述中央处理器连接，所述中央处理器还依次连接所述脉冲发生器、所述光隔离器、所述双向可控开关电子单元的门极，所述双向可控开关电子单元的一端连接所述地线，所述双向可控开关电子单元的另一端连接所述阻尼元件的一端，所述阻尼元件的另一端连接所述母线。2.根据权利要求1所述的电网铁磁谐振抑制装置，其特征在于，所述双向可控开关电子单元包括第一MOSFET管、第二MOSFET管、第一二极管、第二二极管、阴极与所述第一MOSFET管的漏极连接的第三二极管、阳极与所述第二MOSFET管的源极连接的第四二极管，所述第一二极管的阳极连接所述第一MOSFET管的源极，所述第一二极管的阴极连接所述第一MOSF...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建标，司马文霞，孙廷玺，黄培专，王啸峰，苏贲，檀佳，马丹，雷小月，鲁晓一，梁志成，李鹏，李莹，王升，刘敏，何伟，万彩云，方义治，杨鸣，蔡彪，刘春香，杨庆，邹密，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司珠海供电局，重庆大学，
类型：新型
国别省市：广东;44