一种gis电压互感器消除铁磁谐振电路
阅读说明：本技术 一种gis电压互感器消除铁磁谐振电路 (Ferromagnetic resonance elimination circuit of GIS voltage transformer ) 是由 杨树锋 张舸 封孝松 于 2021-07-05 设计创作，主要内容包括：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。(A GIS voltage transformer ferromagnetic resonance elimination circuit comprises a breaker DL1 and a breaker DL2 which are connected with two sides of a connection point at one end of a voltage transformer PT1, two ends of the breaker DL1 are provided with isolating switches GW1 and GW2, two ends of the breaker DL2 are provided with isolating switches GW3 and GW4, two ends of the isolating switches GW1 and GW2, an auxiliary switch of the isolating switches GW3 and GW4 and an auxiliary switch of the breaker DL1 and DL2 form a resonance elimination control circuit, the resonance elimination control circuit enables a fast saturation resonance elimination coil to be connected into a secondary winding of the voltage transformer to prevent and eliminate ferromagnetic resonance when a related breaker of the GIS voltage transformer is in a hot standby state, the fast saturation resonance elimination coil and the secondary winding of the voltage transformer are disconnected after the related breaker connects a closing transformer into an electric power system, and the fast saturation resonance elimination coil is prevented from operating to avoid the adverse effect of the fast saturation resonance elimination coil of the secondary transformer on the safe and stable operation of GIS equipment, the normal use of the GIS can be avoided while resonance is avoided.)
技术领域
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
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。
现有技术的缺陷和不足：
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。
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
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。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明GIS的局部接线图；
图2为消谐控制电路的连接示意图；
图3为电压互感器PT1二次侧连接回路示意图；
图4为电压互感器PT1在GIS的连接示意图；
图5为优选地方案中消谐控制电路的连接示意图；
图6为优选地方案中电压互感器PT1在GIS的连接示意图；
图7为优选地谐控制电路的连接示意图；
图8为三相共箱式GIS电压互感器二次侧连接回路。
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
以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
本发明的工作原理为：
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。
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