应用在电力系统中的容性电磁式电压互感器技术方案

应用在电力系统中的容性电磁式电压互感器，其特征是设置电压互感器一次侧绕组匝数使所述电压互感器一次侧绕组的对地等效容抗１／ωＣ小于一次侧绕组感抗ωＬ，互感器一次侧阻抗呈容性。本实用新型专利技术通过合理设置一次侧绕组匝数使电压互感器呈容性，容性的电压互感器与系统电容不能形成ＬＣ回路，有效防止了电压互感器铁磁谐振的发生，同时充分发挥了电磁式电压互感器结构简单、暂态响应特性好、不受环境温度影响的优点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及应用电力系统中输配电、电厂、变电所的电压互感器。
技术介绍
电磁式电压互感器广泛应用于电力系统，在llOkV以上系统由于会发生铁磁谐振，故 110kV系统均使用CVT电容式电压互感器。对应于每一相分别设置各自独立的电压互感器， 各电压互感器的一次侧一端接相线，另一端接地，在电压互感器的二次侧输出电压，供仪表 和相关的保护控制进行使用。己有技术中的电磁式电压互感器在正常工作电压下，通常铁心磁密度不高，铁心不饱和， 对地等效容抗大于绕组感抗，电压互感器呈感性，如在过电压下铁心饱和了，电感就会迅速 降低，从而与系统电容产生谐振，这时的谐振称为铁磁谐振。电力系统出现铁磁谐振时，将 出现髙于额定电压几倍的过电压和几十倍的过电流，使瓷绝缘放电，绝缘子、套管等出现电 晕，电压互感器一次熔断器熔断和电压互感器烧毁等现象。如果电压互感器为容性，就可以阻止电压互感器发生铁磁谐振。在中性点不接地系统中，只有电压互感器的中性点是接地的，系统中的激励能量就 会通过电压互感器泄放，另外电压互感器工作时相当于空载变压器，极易发生饱和产生谐振。 只要激励能量稍微大一些，电压互感器就会发生谐振。电压互感器谐振后其本身饱和产 生的非工频能量或者说激发的能量，又使电压互感器向深度饱和，故电压互感器饱和后 很难自行消失。目前解决的方法主要有选用励磁特性较好的电压互感器、电压互感器开口 三角绕组加装线性电阻、电压互感器开口三角安装自动微机消谐装置、电压互感器一次中性 点接零序电压互感器、电压互感器一次中性点与地之间接LXQ消谐器等，各有优点，但也 各有缺点，都不能全面解决电压互感器铁磁谐振的问题。在110kV以上电压等级为防止发生铁磁谐振，采用CVT电容式电压互感器，但是暂态 响应特性较电磁式差，结构复杂、体积大制造价格高、稳定性差、精度受温度影响大。
技术实现思路
本技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种容性电磁式电压互感 器， 一方面充分发挥电磁式电压互感器结构简单、暂态响应特性好的优势，另一方面有效阻 止铁磁谐振的发生。本技术解决技术问题采用如下技术方案本技术应用在电力系统中的容性电磁式电压互感器的结构特点是设置电压互感器一次侧绕组匝数使所述电压互感器一次侧绕组的对地等效容抗1 / wC小于一次侧绕组感抗 L，互感器一次侧阻抗呈容性。本技术通过增加绕组匝数，一方面加大了绕组对地等效电容C、降低其容抗1 / o)C;另一方面加大绕组电感L、增大其感抗coL。另外，由于增加匝数增加绕组额定电流减少，可相应减小绕组线径；增加匝数相当于加 长绕组长度，减少线径就会减小截面，因而增大绕组电阻；再者增大了绕组电阻有利于消耗 系统激励，阻尼电压互感器铁芯饱和。图1为互感器绕组简化等值电路图，图中，Wl、 W2.......Wn-l、 Wn为每匝感抗，Cl、C2.......Cn-l、 Cn为每匪对地电容，Czl、 Cz2.......Czn-l、 Czn为匣间电容。绕组感抗Xl与(匝数)2、铁芯截面积正比关系，额定电流与匝数成反比，假如铁芯截面积恒定，则 有绕组感抗Xi与匝数的平方值近似成正比关系；绕组对地等效电容与绕组匝数也是近似成 正比关系，绕组对地等效容抗与匝数近似正反比。对于感抗为Xt、对地等效容抗为Xc，且Xc〈6XL的感性电压互感器来说，当绕组匝数 增加1倍，则电压互感器的感抗增加约为4X^对地等效容抗减少约为Xc/2,显然，对地容 抗相对于感抗减小了8倍，由于满足Xc/2<4XL，因此，电压互感器呈容性，参见图2。与已有技术相比，本技术有益效果体现在本技术中通过合理设置一次侧绕组匝数使电压互感器呈容性，容性的电压互感器与 系统电容不能形成LC回路，有效防止了电压互感器铁磁谐振的发生，同时充分发挥了电磁 式电压互感器结构简单、暂态响应特性好、不受环境温度影响的优点。附图说明图1为互感器绕组简化等值电路图。 图2为本技术结构示意图。 图3为为本技术另一实施方式结构示意图。 以下通过具体实施方式，结合附图对本技术作进一步说明。具体实施方式实施例l:参见图2，针对一次侧绕组匝数为nl、感抗为Xl、对地等效容抗为Xc，且Xc<6XL 的感性电压互感器，本实施例中，设置电压互感器一次侧绕组匝数为2nl，则电压互感器的 感抗增加约为4Xu对地等效容抗减少约为Xc/2，显然，对地容抗相对于感抗减小了8倍， 由于满足Xc/2<4XL,因此，电压互感器呈容性。实施例2:参见图3，针对一次侧绕组匝数为nl、感抗为Xh对地等效容抗为Xc，且Xc< 15Xl 的感性电压互感器，本实施例中，设置电压互感器一次侧绕组匝数为3nl，则电压互感器的 感抗增加约为9XL，对地等效容抗减少约为Xc/3，显然，对地容抗相对于感抗减小了27倍， 由于满足Xc/3<9XL,因此，电压互感器呈容性。本技术电磁式电压互感器可广泛应用于电力3kV以上系统，与己有技术相同，其具 体应用是对应于每一相分别设置各自独立的电压互感器，各电压互感器的一次侧一端接相 线，另一端接地，在电压互感器的二次侧输出电压，供仪表和相关的保护控制进行使用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
应用在电力系统中的容性电磁式电压互感器，其特征是设置电压互感器一次侧绕组匝数使所述电压互感器一次侧绕组的对地等效容抗１／ωＣ小于一次侧绕组感抗ωＬ，互感器一次侧阻抗呈容性。

【技术特征摘要】
1、应用在电力系统中的容性电磁式电压互感器，其特征是设置电压互感器一次侧绕组匝数使所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张安斌，王学才，
申请(专利权)人：张安斌，王学才，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]