阅读说明：本技术 一种基于y型接线具有接地补偿功能的防谐振电压互感器 (Anti-resonance voltage transformer with grounding compensation function based on Y-shaped wiring ) 是由 赵艳 王苏 李瑞桂 眭亮 朱建超 于 2021-06-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于Y型接线具有接地补偿功能的防谐振电压互感器,包括PT一次绕组、PT二次绕组和铁心,所述PT一次绕组的中性点与阻尼电阻串联连接并接地,PT一次绕组的中性点与阻尼电阻之间串联连接有补偿电抗器,阻尼电阻的两侧并联设置有能够在系统单相接地故障时快速短接阻尼电阻、以使得补偿电抗器实现接地补偿功能的控制开关组件。本发明PT一次绕组采用Y型接线并经补偿电抗器、阻尼电阻接地,阻尼电阻由自触发式双向可控硅开关的控制自动投入或切除；系统正常时,阻尼电阻投入可抑制PT串联谐振电压升高；系统单相接地故障时,自触发式双向可控硅开关快速短接阻尼电阻,补偿电抗输出感性电流补偿电网的接地电容电流,实现接地补偿功能。(The invention discloses an anti-resonance voltage transformer with a ground compensation function based on Y-shaped wiring, which comprises a PT primary winding, a PT secondary winding and an iron core, wherein a neutral point of the PT primary winding is connected with a damping resistor in series and is grounded, a compensation reactor is connected between the neutral point of the PT primary winding and the damping resistor in series, and two sides of the damping resistor are provided with control switch assemblies in parallel, wherein the control switch assemblies can be used for quickly short-circuiting the damping resistor when a system is in single-phase ground fault so as to enable the compensation reactor to realize the ground compensation function. The PT primary winding adopts Y-shaped wiring and is grounded through a compensation reactor and a damping resistor, and the damping resistor is automatically switched on or switched off under the control of a self-triggering bidirectional silicon controlled switch; when the system is normal, the damping resistor is put into use to inhibit the increase of the PT series resonance voltage; when the system is in single-phase earth fault, the self-triggering bidirectional silicon controlled switch is in short circuit with the damping resistor quickly, the compensation reactor outputs inductive current to compensate the earth capacitance current of the power grid, and the earth compensation function is realized.)

一种基于Y型接线具有接地补偿功能的防谐振电压互感器

技术领域

本发明涉及电力系统配电

技术领域

，更具体涉及一种基于Y型接线具有接地补偿功能的防谐振电压互感器。

背景技术

电压互感器和变压器类似，是用来变换电压的电气设备。但变压器变换电压的目的是方便输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。

在6～66kV电网中性点不接地系统中，电磁式电压互感器受到系统外部扰动或达到激发条件状态时，容易发生铁磁谐振。电压互感器发生铁磁谐振时，轻则会烧毁柜内熔断器，严重时引起电压互感器爆炸。

但现有的电压互感器不具有抑制铁磁谐振功能，目前采用的预防方法主要有以下几种。

1)互感器中性点经一次消谐器接地，一次消谐器(氧化锌阀片组件)串联在PT中性点和地之间，在系统发生铁磁谐振时，利用本身呈现高阻状态，导通限制电压升高，达到消除谐振的目的。该方法的缺点是会影响PT二次电压的测量精度。

2)PT高压侧中性点经单相零序电压互感器接地，即4PT消谐法。该方法的缺点是接线复杂、可靠性不高。

3)PT二次绕组开口角并联电阻实现二次消谐。该方法的缺点是谐振频率与阻值相关，适用范围窄。

4)PT柜内安装微机消谐装置，通过开关通断破坏谐振的条件来消除谐振。该方法的缺点是无法识别系统故障(母线断线、变压器和系统电容谐振)，导致的开口三角电压升高，不能及时退出消谐电路而导致PT烧毁。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于Y型接线具有接地补偿功能的防谐振电压互感器，以解决目前预防抑制铁磁谐振的方法影响PT二次电压的测量精度、接线复杂、可靠性不高、适用范围窄、PT容易烧毁的问题，以抑制PT串联谐振电压升高，并在系统单相接地故障时，能够补偿电抗输出感性电流补偿电网的接地电容电流，实现接地补偿功能。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种基于Y型接线具有接地补偿功能的防谐振电压互感器，包括PT一次绕组、PT二次绕组和铁心，所述PT一次绕组的中性点与能够抑制PT串联谐振电压升高的阻尼电阻串联连接并接地，PT一次绕组的中性点与阻尼电阻之间串联连接有补偿电抗器，阻尼电阻的两侧并联设置有能够在系统单相接地故障时快速短接阻尼电阻、以使得补偿电抗器实现接地补偿功能的控制开关组件；所述控制开关组件为自触发式双向可控硅开关。

进一步优化技术方案，所述PT一次绕组采用Y型接线。

进一步优化技术方案，所述铁心采用三相五柱式铁心结构。

进一步优化技术方案，所述PT一次绕组的中性点与地面之间还连接设置有用于测量零序电压的单相双绕组PT。

进一步优化技术方案，所述PT二次绕组包括首尾串行连接用于降低零序阻抗的平衡绕组、用于测量电压的测量绕组以及用于提供供电电源的电源绕组。

进一步优化技术方案，所述测量绕组和电源绕组分别采用Y型接线。

进一步优化技术方案，所述测量绕组能够测量相电压和线电压。

进一步优化技术方案，所述电源绕组能够提供三相380V和单相220V供电电源。

进一步优化技术方案，所述测量绕组连接有测量仪表。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明适用于6～66kV配电系统，安装在变电站的PT柜中，将铁心设置为三相五柱式结构，PT一次绕组采用Y型接线并经补偿电抗器、阻尼电阻接地，阻尼电阻由自触发式双向可控硅开关的控制自动投入或切除。系统正常时，阻尼电阻投入可抑制PT串联谐振电压升高；系统单相接地故障时，自触发式双向可控硅开关快速短接阻尼电阻，补偿电抗输出感性电流补偿电网的接地电容电流，实现接地补偿功能。

本发明PT二次绕组设置平衡绕组，可降低零序阻抗；PT二次绕组设置测量绕组和电源绕组，可提供电压测量和电源供电；通过选配二次测量装置组成PT柜，还可实现系统线电压、相电压、零序电压显示及系统对地电容电流测量，时刻监视和显示系统对地电容电流。

附图说明

图1为本发明的电路连接图；

图2为本发明铁心的结构示意图；

图3为本发明PT一次绕组的电路连接图；

图4为本发明平衡绕组的电路连接图；

图5为本发明测量绕组的电路连接图；

图6为本发明电源绕组的电路连接图。

其中：1、PT一次绕组，2、PT二次绕组，21、平衡绕组，22、测量绕组，23、电源绕组，3、补偿电抗器，4、阻尼电阻，5、自触发式双向可控硅开关，6、单相双绕组PT，61、一次绕组，62、二次绕组，7、母线。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种基于Y型接线具有接地补偿功能的防谐振电压互感器，结合图1至图6所示，包括PT一次绕组1、PT二次绕组2和铁心。

PT一次绕组1与母线7的三相线相连接，母线7为10kV母线。PT一次绕组1采用Y型接线。

PT一次绕组1的中性点与阻尼电阻4串联连接并接地，阻尼电阻4能够抑制PT串联谐振电压升高。

PT一次绕组1的中性点与阻尼电阻4之间串联连接有补偿电抗器3，阻尼电阻4的两侧并联设置有控制开关组件，控制开关组件为自触发式双向可控硅开关KKG。自触发式双向可控硅开关5能够在系统单相接地故障时快速短接阻尼电阻，以使得补偿电抗器3实现接地补偿功能。

铁心采用三相五柱式铁心结构。

PT一次绕组1的中性点与地面之间还连接设置有单相双绕组PT，单相双绕组PT用于测量零序电压。单相双绕组PT包括一次绕组61和二次绕组62，一次绕组61串联连接在PT一次绕组1的中性点与地面之间。二次绕组62中LX1串联在测量绕组中性点与地之间。二次绕组62用于提供两种不同变比的测量零序电压U₀。

PT二次绕组2包括平衡绕组21、测量绕组22以及电源绕组23。

平衡绕组21首尾串行连接，用于降低零序阻抗。

测量绕组22用于测量电压，测量绕组22能够测量相电压U_a、U_b、U_c、线电压U_ab、U_ac、U_bc。

电源绕组23用于提供供电电源，电源绕组23能够提供三相380V和单相220V供电电源。

测量绕组22和电源绕组23分别采用Y型接线。

PT柜内装入测量仪表，通过接入二次测量绕组，可实现系统线电压、相电压、零序电压显示。PT柜内装入电容电流测量仪，通过测量零序电压、零序电流实时数据，配以补偿电抗阻抗、阻尼电阻值等固定参数，实时计算测量系统对地电容电流，时刻监视和显示系统对地电容电流。

本发明PT一次绕组1经补偿电抗和阻尼电阻接地，阻尼电阻由自触发式双向可控硅开关的控制自动投入或切除。系统正常时，阻尼电阻投入可抑制PT串联谐振电压升高；系统单相接地故障时，自触发式双向可控硅开关KKG快速短接阻尼电阻，补偿电抗输出感性电流，实现对电网接地电容电流的恒流补偿功能。