电压互感器铁磁谐振实验方法技术

本发明专利技术涉及电压互感器铁磁谐振实验方法，属于电压互感器技术领域；按照接地电源系统实验接线，每两个电容器之间接入一个三角口的电压互感器，并加上电源，检查连接的端子与接线柱，测量是否正常运行；将检测结果，即各点的电压数值记录并存档；断开电源，将A相原接的意志电容断开，模拟线路在电源端完全短线，使得系统各相对地参数不平衡，同时与正常运行的电压值相对比，观察电压互感器铁磁谐振时的各个相量的变化，将动态变化通过电脑导出。设计合理，安全系数高，操作方便，灵活性好，各个相量之间稳定性高，方便数据的检测与导出，后续对比分析简单，且操作的成本低，可以检测并分析出电压互感器铁磁谐振的抑制点与相量，使得铁磁谐振技术进入了一个新的阶段。

【技术实现步骤摘要】
电压互感器铁磁谐振实验方法
本专利技术涉及电压互感器铁磁谐振实验方法，属于电压互感器

技术介绍
电压互感器的基本结构和变压器很相似，它也有两个绕组，一个叫一次绕组，一个叫二次绕组。两个绕组都装在或绕在铁心上。两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有绝缘，使两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有电气隔离。电压互感器在运行时，一次绕组N1并联接在线路上，二次绕组N2并联接仪表或继电器。因此在测量高压线路上的电压时，尽管一次电压很高，但二次却是低压的，可以确保操作人员和仪表的安全。电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构，其原边电压为被测电压(如电力系统的线电压)，可以单相使用，也可以用两台接成V-V形作三相使用。实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的，以适应测量不同电压的需要。供保护接地用电压互感器还带有一个第三线圈，称三线圈电压互感器。三相的第三线圈接成开口三角形，开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。正常运行时，电力系统的三相电压对称，第三线圈上的三相感应电动势之和为零。一旦发生单相接地时，中性点出现位移，开口三角的端子间就会出现零序电压使继电器动作，从而对电力系统起保护作用；线圈出现零序电压则相应的铁心中就会出现零序磁通。为此，这种三相电压互感器采用旁轭式铁心(10KV及以下时)或采用三台单相电压互感器。对于这种互感器，第三线圈的准确度要求不高，但要求有一定的过励磁特性(即当原边电压增加时，铁心中的磁通密度也增加相应倍数而不会损坏)铁磁谐振，是电力系统自激振荡的一种形式，是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。在实验中其实是很难模拟铁磁谐振的，由于某种外因使电压互感器的铁心趋于饱和，激磁电感急剧下降所致，但是电压互感器铁磁谐振会在使用中产生危险，因此通过改变电容的方式来保持参数的平衡从而使得实验切实可行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的电压互感器铁磁谐振实验方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：它包含以下步骤：1、按照接地电源系统实验接线，每两个电容器之间接入一个三角口的电压互感器，并加上电源，检查连接的端子与接线柱，测量是否正常运行；2、将检测结果，即各点的电压数值记录并存档；3、断开电源，将A相原接的意志电容断开，模拟线路在电源端完全短线，使得系统各相对地参数不平衡，A相对地导纳为感性，B、C相为容性；4、合上电压后，测量各相对地电压、中性点对地电压以及开口三角电压，将检测数据记录并存档，同时与正常运行的电压值相对比，观察电压互感器铁磁谐振时的各个相量的变化，将动态变化通过电脑导出；5、分析步骤4中导出的相量变化图，查看异常变化处，根据对比做出判断(根据A相电压、对地电压和中性点位移电压值可以计算出适量与角度等参数)；6、在A相无电容，而B、C相接一只电容的情况下，将电压互感器开口三角绕组上并接200W的灯泡，接通电源后，测量相关电压；7、将步骤6中测量的电压数值记录并存档，同时分析哪一部分可以一直铁磁谐振，并通过数据与仪器检测出原因，将数据通过电脑生产图形，并导出；8、将200W的灯泡换成100W，重复步骤6、7，将数据通过电脑生产图形，并导出；9、在A相无电容，而B、C相接一个电容的情况下，将开口三角绕组短接，在高压侧中性点串接一台零序电压互感器一次绕组，测量零序电压互感器二次侧电压，说明零序电压互感器一直对磁铁谐振起作用；10、将分析数据通过电脑生产图形，并导出；11、在A相无电容，而B、C相接一个电容的情况下，电压互感器原边中性点经500-1000欧电阻接地，合上电源后测量相关电压，记录测量数据结构，并分析这一措施对一直铁磁谐振的作用；12、将上述电脑中导出的图形通过对比进行分析，得出结论。作为优选，所述步骤6中三相电压同时升高，中性点有电压，这时电压互感器一次电流可达正常额定电流的30～50倍以致更高；中性点电压频率大多数低于1/2工频；高次谐波共振，三相电压同时升高，中性点有较高电压，频率主要是三次谐波。作为优选，操作过程中，当线路发生单相接地时，电力网的零序电压(即中性点位移电压)就按比例关系感应至开口三角绕组的两端，使信号装置发出接地指示；显然在发生上述铁磁谐振现象时，位移电压同样会反映至开口三角绕组的两端，从而发生虚幻接地信号。作为优选，操作过程中，当电网发生冲击扰动时，如开关突然合闸，或线路中发生瞬间弧光接地现象等，都可能使一相或两相对地电压瞬间升高。如果由于扰动导致A相对地电压瞬间升高，这使得A相互感器的励磁电流突然增大而发生饱和，其等值励磁电感相应减小，这样，三相对地负荷变成不平衡了，中性点就发生位移电压。本专利技术中如中性点绝缘的电源对三相非线性电感供电。由于未构成三次谐波电流的通路，故各相中出现三次谐波电压，并在辅助绕组开口三角处产生各相三次谐波电压合成电压。当不大的对地电容与互感器并联形成振荡回路，其振荡回路的固有频率为适当数值时将引起甚高的三次谐波过电压。三次谐波共振的发生，需要足够高的运行电压，因为电压低时互感器饱和甚微，它所含的三次谐波将极校基频情况下的电压升高，是因为随铁心电感饱和程度不同，合成导纳可能呈电容性或电感性。回路中电流变化时，合成导纳的数值和相位将显著变化，显然随三相线路各相中电压电流数值不同，各相合成导纳的数值和相位差别将很大，因而引起中性点位移，并使某些相电压升高。本专利技术中谐振回路中铁心电感为非线性的，电感量随电流增大、铁心饱和而趋于平稳；且需要一定的激发条件，使电压、电流幅值从正常工作状态转移到谐振状态。如电源电压暂时升高、系统受到较强烈的电流冲击等；本专利技术的操作过程中存在自保持现象，激发因素消失后，铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在；铁磁谐振过电压一般不会非常高，过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。本专利技术有益效果为：本专利技术所述的电压互感器铁磁谐振实验方法，设计合理，安全系数高，操作方便，灵活性好，各个相量之间稳定性高，方便数据的检测与导出，后续对比分析简单，且操作的成本低，可以检测并分析出电压互感器铁磁谐振的抑制点与相量，使得铁磁谐振技术进入了一个新的阶段，本专利技术具有工艺简单，设置合理，操作成本低等优点。具体实施方式本具体实施方式包含以下步骤：1、按照接地电源系统实验接线，每两个电容器之间接入一个三角口的电压互感器，并加上电源，检查连接的端子与接线柱，测量是否正常运行；2、将检测结果，即各点的电压数值记录并存档；3、断开电源，将A相原接的意志电容断开，模拟线路在电源端完全短线，使得系统各相对地参数不平衡，A相对地导纳为感性，B、C相为容性；4、合上电压后，测量各相对地电压、中性点对地电压以及开口三角电压，将检测数据记录并存档，同时与正常运行的电压值相对比，观察电压互感器铁磁谐振时的各个相量的变化，将动态变化通过电脑导出；5、分析步骤4中导出的相量变化图，查看异常变化处，根据对比做出判断(根据A相电压、对地电压和中性点位移电压值可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电压互感器铁磁谐振实验方法，其特征在于：它包含以下步骤：(1)、按照接地电源系统实验接线，每两个电容器之间接入一个三角口的电压互感器，并加上电源，检查连接的端子与接线柱，测量是否正常运行；(2)、将检测结果，即各点的电压数值记录并存档；(3)、断开电源，将A相原接的意志电容断开，模拟线路在电源端完全短线，使得系统各相对地参数不平衡，A相对地导纳为感性，B、C相为容性；(4)、合上电压后，测量各相对地电压、中性点对地电压以及开口三角电压，将检测数据记录并存档，同时与正常运行的电压值相对比，观察电压互感器铁磁谐振时的各个相量的变化，将动态变化通过电脑导出；(5)、分析步骤(4)中导出的相量变化图，查看异常变化处，根据对比做出判断；(6)、在A相无电容，而B、C相接一只电容的情况下，将电压互感器开口三角绕组上并接200W的灯泡，接通电源后，测量相关电压；(7)、将步骤(6)中测量的电压数值记录并存档，同时分析哪一部分可以一直铁磁谐振，并通过数据与仪器检测出原因，将数据通过电脑生产图形，并导出；(8)、将200W的灯泡换成100W，重复步骤(6)、(7)，将数据通过电脑生产图形，并导出；(9)、在A相无电容，而B、C相接一个电容的情况下，将开口三角绕组短接，在高压侧中性点串接一台零序电压互感器一次绕组，测量零序电压互感器二次侧电压，说明零序电压互感器一直对磁铁谐振起作用；(10)、将分析数据通过电脑生产图形，并导出；(11)、在A相无电容，而B、C相接一个电容的情况下，电压互感器原边中性点经500‑1000欧电阻接地，合上电源后测量相关电压，记录测量数据结构，并分析这一措施对一直铁磁谐振的作用；(12)、将上述电脑中导出的图形通过对比进行分析，得出结论。...

【技术特征摘要】
1.电压互感器铁磁谐振实验方法，其特征在于：它包含以下步骤：(1)、按照接地电源系统实验接线，每两个电容器之间接入一个三角口的电压互感器，并加上电源，检查连接的端子与接线柱，测量是否正常运行；(2)、将检测结果，即各点的电压数值记录并存档；(3)、断开电源，将A相原接的意志电容断开，模拟线路在电源端完全短线，使得系统各相对地参数不平衡，A相对地导纳为感性，B、C相为容性；(4)、合上电压后，测量各相对地电压、中性点对地电压以及开口三角电压，将检测数据记录并存档，同时与正常运行的电压值相对比，观察电压互感器铁磁谐振时的各个相量的变化，将动态变化通过电脑导出；(5)、分析步骤(4)中导出的相量变化图，查看异常变化处，根据对比做出判断；(6)、在A相无电容，而B、C相接一只电容的情况下，将电压互感器开口三角绕组上并接200W的灯泡，接通电源后，测量相关电压；(7)、将步骤(6)中测量的电压数值记录并存档，同时分析哪一部分可以一直铁磁谐振，并通过数据与仪器检测出原因，将数据通过电脑生产图形，并导出；(8)、将200W的灯泡换成100W，重复步骤(6)、(7)，将数据通过电脑生产图形，并导出；(9)、在A相无电容，而B、C相接一个电容的情况下，将开口三角绕组短接，在高压侧中性点串接一台零序电压互感器一次绕组，测量零序电压互感器二次侧电压，说明零序电压互感器一直对磁铁谐振起作用...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏岩，赵书瑾，
申请(专利权)人：武汉市欧睿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42