一种GIS电压互感器消除铁磁谐振电路转让专利
申请号 : CN202110757397.9
文献号 : CN113674973B
文献日 : 2023-02-17
发明人 : 杨树锋 , 张舸 , 封孝松
申请人 : 中国长江电力股份有限公司
摘要 :
一种GIS电压互感器消除铁磁谐振电路，包括与电压互感器PT1一端连接点两侧连接的断路器DL1和DL2，断路器DL1上下两端设有隔离开关GW1和GW2，断路器DL2上下两端设有隔离开关GW3和GW4，隔离开关GW1和GW2、隔离开关GW3和GW4的辅助开关以及断路器DL1和DL2的辅助开关组成消谐控制电路，通过消谐控制电路使得当GIS电压互感器PT相关断路器处于热备用状态时，速饱和消谐线圈接入电压互感器的二次侧绕组，防止和消除铁磁谐振，在相关断路器合闸将互感器接入电力系统后，将速饱和消谐线圈与电压互感器的二次侧绕组，速饱和消谐线圈退出运行避免了互感器二次速饱和消谐线圈对GIS设备安全稳定运行的不良影响，能够在避免谐振的同时又不影响GIS的正常使用。
权利要求 :
1.一种GIS电压互感器消除铁磁谐振电路，包括与电压互感器PT1一端连接点两侧连接的断路器DL1和DL2，断路器DL1上下两端设有隔离开关GW1和GW2，断路器DL2上下两端设有隔离开关GW3和GW4，其特征在于，隔离开关GW1和GW2、隔离开关GW3和GW4的辅助开关以及断路器DL1和DL2的辅助开关组成消谐控制电路，消谐控制电路控制电压互感器PT1二次侧连接回路中的速饱和消谐线圈Ra在隔离开关合闸时投入，断路器合闸时退出；
所述的消谐控制电路结构为：隔离开关GW1和GW2设有辅助开关GD1和GD2，隔离开关GW3和GW4设有辅助开关DG3和GD4，辅助开关GD1、GD2、GD3和GD4为常开开关，GD1和GD2串联后与GD3和GD4组成的串联支路并联，组成的并联支路与断路器DL1和DL2的辅助常闭行程开关、及控制接触器JQ的线圈串联形成控制串联回路，在整个控制串联回路两端施加控制电压U；
或者所述的隔离开关GW1和GW2联动，隔离开关GW3和GW4联动，隔离开关GW1和GW2设有行程转换开关GD5, 隔离开关GW3和GW4设有行程转换开关GD6，行程转换开关GD5和GD6及断路器DL1和DL2的辅助开关组成消谐控制电路，消谐控制电路控制电压互感器PT1二次侧连接回路中的速饱和消谐线圈Ra在隔离开关合闸时投入，断路器合闸时退出；所述的消谐控制电路结构为：行程转换开关GD5和GD6为常开开关，两者并联后与断路器DL1和DL2的辅助常闭行程开关、及控制接触器JQ的线圈串联形成控制串联回路，在整个控制串联回路两端施加控制电压U。
2.根据权利要求1所述的一种GIS电压互感器消除铁磁谐振电路，其特征在于，所述的电压互感器PT1二次侧连接回路连接结构为：控制接触器JQ的常开触点与速饱和消谐线圈Ra串联连接后两端与电压互感器PT1二次侧接点A1a和A1n连接。
3.根据权利要求2所述的一种GIS电压互感器消除铁磁谐振电路，其特征在于，所述的消谐控制电路中设有空气开关KK，空气开关KK输入端连接控制电压U，空气开关KK输入端输出端连接控制串联回路的两端。
4.根据权利要求2所述的一种GIS电压互感器消除铁磁谐振电路，其特征在于，所述的电压互感器PT1二次侧连接回路中设有空气开关KK的辅助开点。
5.根据权利要求1所述的一种GIS电压互感器消除铁磁谐振电路，其特征在于，所述的行程转换开关GD5和GD6常开开关、断路器DL1和DL2的辅助常闭开关分别与指示灯H1、H2、H3和H4串联后并联在控制串联回路两端，用于指示隔离开关和断路器状态，在各开关和指示灯的中间点引出信号线至PLC或现地控制单元。
6.根据权利要求2所述的一种GIS电压互感器消除铁磁谐振电路，其特征在于，所述的电压互感器PT1为三相式电压互感器，三组消谐控制电路分别控制三组电压互感器PT1二次侧连接回路，电压互感器PT1与GIS连接，GIS为三相共箱式。
说明书 :
一种GIS电压互感器消除铁磁谐振电路
技术领域
[0001] 本发明涉及高压电器设备控制领域，具体涉及一种GIS电压互感器消除铁磁谐振电路。
背景技术
[0002] GIS是气体绝缘金属封闭组合开关设备，属于高压输电设备领域。GIS是以SF6气体为绝缘介质，具有结构紧凑、占地面积小、可靠性高、不受外界环境条件影响、维护工作量小等优点，在电力系统被广泛应用。为测量及保护需要，GIS设备一般都设计有PT。PT的电感往往与GIS断路器断口的均压电容形成铁磁谐振回路，造成GIS PT过电压或过电流而损坏。因此，GIS PT往往需要安装消除铁磁谐振的装置。
[0003] 现有技术的缺陷和不足：
[0004] 高压、超高压GIS一般为二分之三或三分之四接线，如图1所示（图中4位数数字编号的为断路器，5位数数字编号的为隔离刀闸，6位数数字标号的为接地刀闸）。在GIS进线、出线及母线上往往设计有PT。GIS PT在某些情况下特别是在相关断路器两侧的隔离刀闸闭合的情况下（即断路器热备用）往往会发生铁磁谐振。例如在图1中，5221断路器两侧的隔离刀闸52211和52212或5222断路器两侧的隔离刀闸52221和52222处于合闸状态，或者5221和5222两台断路器两侧共计4个隔离刀闸均处于合闸状态，则13JYH PT就有可能发生铁磁谐振。消除PT铁磁谐振的方法有多种多样，其中一种方法是在PT二次侧直接接入速饱和线圈，当PT发生铁磁谐振时，PT二次侧产生的大于额定电压的较高电压使连接在PT二次绕组上的速饱和消谐线圈快速饱和，二次绕组电流立即变大，抑制PT铁芯饱和，从而达到消除铁磁谐振目的。
[0005] 将速饱和消谐线圈直接接入PT二次侧绕组的缺点是在发生系统工频过电压时，速饱和消谐线圈迅速饱和阻抗变小，可能造成PT绕组因电流过大而烧毁。为保证GIS设备的安全可靠运行，电网也往往限制直接将速饱和消谐线圈直接接在PT二次侧。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种GIS电压互感器消除铁磁谐振电路，在保证速饱和消谐线圈保持原有消除PT铁磁谐振功能的同时，能有效避免上述不足。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
[0008] 一种GIS电压互感器消除铁磁谐振电路，包括与电压互感器PT1一端连接点两侧连接的断路器DL1和DL2，断路器DL1上下两端设有隔离开关GW1和GW2，断路器DL2上下两端设有隔离开关GW3和GW4，隔离开关GW1和GW2、隔离开关GW3和GW4的辅助开关以及断路器DL1和DL2的辅助开关组成消谐控制电路，消谐控制电路控制电压互感器PT1二次侧连接回路中的速饱和消谐线圈Ra在隔离开关合闸时投入，断路器合闸时退出。
[0009] 上述的消谐控制电路结构为：隔离开关GW1和GW2设有辅助开关GD1和GD2，隔离开关GW3和GW4设有辅助开关DG3和GD4，辅助开关GD1、GD2、GD3和GD4为常开开关，GD1和GD2串联后与GD3和GD4组成的串联支路并联，组成的并联支路与断路器DL1和DL2的辅助常闭行程开关、及控制接触器JQ的线圈串联形成控制串联回路，在整个控制串联回路两端施加控制电压U。
[0010] 优选地方案中，述的隔离开关GW1和GW2联动，隔离开关GW3和GW4联动，隔离开关GW1和GW2设有行程转换开关GD5, 隔离开关GW3和GW4设有行程转换开关GD6，行程转换开关GD5和GD6及断路器DL1和DL2的辅助开关组成消谐控制电路，消谐控制电路控制电压互感器PT1二次侧连接回路中的速饱和消谐线圈Ra在隔离开关合闸时投入，断路器合闸时退出。
[0011] 优选地方案中，上述的消谐控制电路结构为：行程转换开关GD5和GD6为常开开关，两者并联后与断路器DL1和DL2的辅助常闭行程开关、及控制接触器JQ的线圈串联形成控制串联回路，在整个控制串联回路两端施加控制电压U。
[0012] 上述的电压互感器PT1二次侧连接回路连接结构为：控制接触器JQ的常开触点与速饱和消谐线圈Ra串联连接后两端与电压互感器PT1二次侧接点A1a和A1n连接。
[0013] 优选地方案中，上述的消谐控制电路中设有空气开关KK，空气开关KK输入端连接控制电压U，空气开关KK输入端输出端连接控制串联回路的两端。
[0014] 优选地方案中，上述的电压互感器PT1二次侧连接回路中设有空气开关KK的辅助开点。
[0015] 优选地方案中，上述的行程转换开关GD5和GD6常开开关、断路器DL1和DL2的辅助常闭开关分别与指示灯H1、H2、H3和H4串联后并联在控制串联回路两端，用于指示隔离开关和断路器状态，在各开关和指示灯的中间点引出信号线至PLC或现地控制单元。
[0016] 优选地方案中，上述的电压互感器PT1为三相式电压互感器，三组消谐控制电路分别控制三组电压互感器PT1二次侧连接回路，电压互感器PT1与GIS连接，GIS为三相共箱式。
[0017] 本发明提供的一种GIS电压互感器消除铁磁谐振电路，通过消谐控制电路使得当GIS电压互感器PT相关断路器处于热备用状态时，速饱和消谐线圈接入电压互感器的二次侧绕组，防止和消除铁磁谐振，在相关断路器合闸将互感器接入电力系统后，将速饱和消谐线圈与电压互感器的二次侧绕组，速饱和消谐线圈退出运行避免了互感器二次速饱和消谐线圈对GIS设备安全稳定运行的不良影响，能够在避免谐振的同时又不影响GIS的正常使用。
附图说明
[0018] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
[0019] 图1为本发明GIS的局部接线图；
[0020] 图2为消谐控制电路的连接示意图；
[0021] 图3为电压互感器PT1二次侧连接回路示意图；
[0022] 图4为电压互感器PT1在GIS的连接示意图；
[0023] 图5为优选地方案中消谐控制电路的连接示意图；
[0024] 图6为优选地方案中电压互感器PT1在GIS的连接示意图；
[0025] 图7为优选地谐控制电路的连接示意图；
[0026] 图8为三相共箱式GIS电压互感器二次侧连接回路。
[0027] 其中：电压互感器PT1、断路器DL1、断路器DL2、隔离开关GW1、隔离开关GW2、隔离开关GW3、隔离开关GW4、辅助开关GD1、辅助开关GD2、辅助开关GD3、辅助开关GD4、行程转换开关GD5、行程转换开关GD6、控制接触器JQ、、控制电压U、速饱和消谐线圈Ra、指示灯H1、指示灯H2、指示灯H3、指示灯H4。
具体实施方式
[0028] 以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。
[0029] 如图2‑4中所示，一种GIS电压互感器消除铁磁谐振电路，包括与电压互感器PT1一端连接点两侧连接的断路器DL1和DL2，断路器DL1上下两端设有隔离开关GW1和GW2，断路器DL2上下两端设有隔离开关GW3和GW4，隔离开关GW1和GW2、隔离开关GW3和GW4的辅助开关以及断路器DL1和DL2的辅助开关组成消谐控制电路，消谐控制电路控制电压互感器PT1二次侧连接回路中的速饱和消谐线圈Ra在隔离开关合闸时投入，断路器合闸时退出。
[0030] 如图2和4中所示，隔离开关GW1和GW2接入和退出、GW3和GW4接入和退出，使得断路器DL1或DL2进入或退出热备用状态，同时利用辅助开关GD1‑GD4的关断状态代表断路器DL1或DL2是否处在热备用状态，可用来控制速饱和消谐线圈Ra是否投入。
[0031] 断路器DL1和DL2辅助开关用于在断路器合闸时退出速饱和消谐线圈Ra。
[0032] 如图2中所示上述的消谐控制电路结构为：隔离开关GW1和GW2设有辅助开关GD1和GD2，隔离开关GW3和GW4设有辅助开关DG3和GD4，辅助开关GD1、GD2、GD3和GD4为常开开关，GD1和GD2串联后与GD3和GD4组成的串联支路并联，组成的并联支路与断路器DL1和DL2的辅助常闭行程开关、及控制接触器JQ的线圈串联形成控制串联回路，在整个控制串联回路两端施加控制电压U，当常开的辅助开关GD1和GD2同时合闸，或者辅助开关GD3和GD4同时合闸，断路器DL1和DL2的辅助常闭开关均处在闭合状态时，这至少有一个断路器断路器处在热备用状态，此时控制串联回路接通，控制串联回路两端的控制电压U使得控制接触器JQ线圈得电吸合，控制速饱和消谐线圈Ra投入消除谐振，当断路器DL1和DL2任一的辅助常闭开关处于断开状态时，则电压互感器PT1接入电力系统，此时控制串联回路断开，接触器JQ线圈失电断开，控制速饱和消谐线圈Ra退出运行。
[0033] 优选地方案如图5和6中所示，述的隔离开关GW1和GW2联动，隔离开关GW3和GW4联动，隔离开关GW1和GW2设有行程转换开关GD5, 隔离开关GW3和GW4设有行程转换开关GD6，行程转换开关GD5和GD6及断路器DL1和DL2的辅助开关组成消谐控制电路，消谐控制电路控制电压互感器PT1二次侧连接回路中的速饱和消谐线圈Ra在隔离开关合闸时投入，断路器合闸时退出。
[0034] 优选地方案如图5中所示，上述的消谐控制电路结构为：行程转换开关GD5和GD6为常开开关，两者并联后与断路器DL1和DL2的辅助常闭行程开关、及控制接触器JQ的线圈串联形成控制串联回路，在整个控制串联回路两端施加控制电压U。
[0035] 如图5和6中所示，上述的隔离开关GW1和GW2联动，隔离开关GW3和GW4联动，隔离开关GW1和GW2设有行程转换开关GD5, 隔离开关GW3和GW4设有行程转换开关GD6，行程转换开关GD5和GD6及断路器DL1和DL2的辅助开关组成消谐控制电路，消谐控制电路控制电压互感器PT1二次侧连接回路中的速饱和消谐线圈Ra在隔离开关合闸时投入，断路器合闸时退出。
[0036] 如图5和6中所示，隔离开关GW1和GW2、GW3和GW4联动，同时接入和退出，使得两者同时接入和退出，使得断路器DL1或DL2进入或退出热备用状态，同时利用行程转换开关GD5和GD6的关断状态代表断路器DL1或DL2是否处在热备用状态，可用来控制速饱和消谐线圈Ra是否投入。
[0037] 断路器DL1和DL2辅助开关用于在断路器合闸时退出速饱和消谐线圈Ra。
[0038] 如图5中所示，上述的消谐控制电路结构为：行程转换开关GD5和GD6为常开开关，两者并联后与断路器DL1和DL2的辅助常闭行程开关、及控制接触器JQ的线圈串联形成控制串联回路，在整个控制串联回路两端施加控制电压U，当常开的行程转换开关GD5和GD6中任一合闸时，断路器DL1和DL2的辅助常闭开关均处在闭合状态时，这至少有一个断路器断路器处在热备用状态，此时控制串联回路接通，控制串联回路两端的控制电压U使得控制接触器JQ线圈得电吸合，控制速饱和消谐线圈Ra投入消除谐振，当断路器DL1和DL2任一的辅助常闭开关处于断开状态时，则电压互感器PT1接入电力系统，此时控制串联回路断开，接触器JQ线圈失电断开，控制速饱和消谐线圈Ra退出运行。
[0039] 如图3中所示，上述的电压互感器PT1二次侧连接回路连接结构为：控制接触器JQ的常开触点与速饱和消谐线圈Ra串联连接后两端与电压互感器PT1二次侧接点A1a和A1n连接，通过控制接触器JQ的常开触点控制速饱和消谐线圈Ra的投入或退出。
[0040] 优选地方案中，上述的消谐控制电路中设有空气开关KK，空气开关KK输入端连接控制电压U，空气开关KK输入端输出端连接控制串联回路的两端，通过空气开关KK可以控制整个消谐控制功能是否启用。
[0041] 优选地方案中，上述的电压互感器PT1二次侧连接回路中设有空气开关KK的辅助开点。
[0042] 优选地方案如图7中所示，上述的行程转换开关GD5和GD2常开开关、断路器DL1和DL2的辅助常闭开关分别与指示灯H1、H2、H3和H4串联后并联在控制串联回路两端，用于指示隔离开关和断路器状态，在各开关和指示灯的中间点引出信号线至PLC或现地控制单元，将指示灯H1、H2、H3和H4安装于消谐控制的装置上，可以直接观察到隔离开关和断路器状态，并与速饱和消谐线圈Ra线圈的状态进行对比，可以直接得出速饱和消谐线圈Ra线圈投入或者退出的原因。
[0043] 优选地方案如图8中所示，上述的电压互感器PT1为三相式电压互感器，三组消谐控制电路分别控制三组电压互感器PT1二次侧连接回路，电压互感器PT1与GIS连接，GIS为三相共箱式，当GIS为三相共箱式时，三相的机构设置在一处，通过三组控制电路可以分别控制消谐线圈是否投入。
[0044] 本发明的工作原理为：
[0045] 当与电压互感器PT1相关的断路器DL1上下两侧的隔离开关GW1、GW2合闸或者断路器DL2上下两侧的隔离开关GW3、GW4合闸时，其关联动作的行程转换开关GD5或者GD6闭合，此时合闸的两个隔离开关之间的断路器处于热备用状态，此时断路器DL1和DL2未闭合状态下，其常闭触点闭合，使得接触器JQ线圈得电，速饱和消谐线圈Ra投入进行消除铁磁谐振，当断路器DL1或DL2闭合时，使得电压互感器PT1接入电力系统，则相应的常闭行程开关断开，接触器JQ线圈失电，速饱和消谐线圈Ra退出。