专利名称：数字式自动消谐装置的制作方法
技术领域：
本发明属于配电网控制保护技术领域，特别是提供了一种具有过电压保 护和低电压保护的高可靠性数字式自动消谐装置。
背景技术：
我国中、低压配电网络中的中性点通常是不接地的。为了监视绝缘，发 电厂、变电所的母线上通常接有带开口三角的电磁式电压互感器。正常运行 时电磁式电压互感器的三相饱和程度基本平衡，且电磁式电压互感器等效电 感远大于线路对地电容故不会形成谐振回路，此时，中性点的位移电压很小。 但在某些切换操作或接地故障消失后，电磁式电压互感器三相饱和程度差别 很大，它与线路对地电容形成特殊的单相或三相谐振回路，引起中性点出现 较大的位移电压，在系统中激发起持续的较高幅值的过电压，这就是铁磁谐 振过电压。在系统中由于二次侧回路的保险管在过电压时有可能被烧毁，或 者是高压侧的空气开关由于过电压的影响出于保护而跳开，这时即可造成低 压侧的某一相间电压降低而产生低电压。
运行经验表明，电力系统中发生电磁式电压互感器铁芯饱和引起的铁磁 谐振过电压是中性点不接地系统中最常见和造成事故最多的一种内部过电 压，由此种铁磁谐振而产生的谐振过电压，严重危害电气设备绝缘及电力系 统的安全运行，严重时会引起电压互感器的爆炸，造成重大事故，必须尽快 消除。
为了消除电力系统中的铁磁谐振，传统的解决方法是在电压互感器开口 三角两端并接一个电阻或灯泡来吸收谐振能量。由于谐振伴有不同频率成份，有时虽然能消除部分谐振，但是多数情况下不尽人意，还得依靠拉合电压互 感器或切除部分负荷，以改变系统结构参数来消除铁磁谐振，费时费力且中 断用户供电。尽管目前也出现了一些采用单片机控制可控硅来消除谐振的装
置，这种装置只是通过采集母线PT开口三角的零序电压进行谐振判别，并且 通过控制可控硅来消除谐振，当开口三角出现50Hz的零序电压时，这些消谐 装置只能够通过比较零序电压与装置内部预设的一个阈值来判断故障，对电 阻接地的判断灵敏度不高，经电阻接地的故障可能会误判断为工频谐振。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够正确判别工频谐振和单相接地故障的高 可靠性数字式自动消谐装置。
本发明的另一个目的在于提供一种同时具有过电压保护、低电压保护和 PT断线判别防止电量丢失功能的高可靠性数字式自动消谐装置。
本发明的目的是这样实现的， 一种数字式自动消谐装置包括零序电压输 入单元、消谐单元、单片机和显示整定单元，消谐单元主要由大功率消谐电 阻和双向可控硅串联组成，在双向可控硅的控制端采用过零触发光耦进行控 制，光耦的控制端连接到单片机的控制输出口；零序电压输入单元采集到的 数据经过A/D转换后送入单片机，单片机经过计算得到的数据大于显示整定 单元给定的定值，单片机则通过控制光耦触发双向可控硅导通，将消谐单元 接入PT开口三角，其特征在于与单片机的数据口相连接的A/D转换器上还 接入采集母线三相电压的电压采集单元。
为了实现正确判别工频谐振和单相接地故障系统发生的故障，本发明的 一种数字式自动消谐装置，其单片机通过对电压采集单元采集的数据进行三 相电压相量和计算，将计算得到零序电压与开口三角采集到的零序电压进行 比较，如果相差小于显示整定单元给定的定值，即为发生单相接地，如果相 差大于或等于显示整定单元给定的定值即为发生工频谐振。为了实现过电压保护、低电压保护和PT断线判别，本发明的一种数字式 自动消谐装置，其零序电压输入单元和电压采集单元均由若干个电压互感器 组成。单片机通过电压互感器实时采集母线的三相电压，通过采集到的相电 压计算出三个线电压，此线电压与液晶显示整定单元设定的定值进行比较， 当任一线电压高于过电压的整定值即发出过电压告警信号，当三个线电压都 低于低电压的整定值即发出低电压告警信号，当任一个线电压低于整定值时 即发生PT断线告警信号。
本发明由于增加了电压采集单元，可以准确区分工频谐振和单相接地等 故障，及时准确消除系统谐振，同时具有过电压保护、低电压保护和PT断线 判别防止电量丢失。
图1是本发明数字式自动消谐装置的原理图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的一种数字式自动消谐装置包括零序电压输入单元 5、消谐单元4、单片机2和显示整定单元3，消谐单元4主要由大功率消谐 电阻和双向可控硅串联组成，在双向可控硅的控制端采用过零触发光耦进行 控制，光耦的控制端连接到单片机的控制输出口，零序电压输入单元5采集 到的数据经过A/D转换后送入单片机，单片机经过计算得到的数据大于显示 整定单元给定的定值，单片机则通过控制光耦触发双向可控硅导通，将消谐 单元接入PT开口三角，其特征在于与单片机的数据口相连接的A/D转换器 上还接入采集母线三相电压的电压采集单元1。
如图1所示，零序电压输入单元5和电压采集单元1均由电压互感器组 成，型号为DIS-PT200/3.53 。消谐单元4由具有过零触发导通的光耦 MOC3061、大功率双向可控硅BT136、压敏电阻MYG681K、滤波电感MISKH、 等元件组成。单片机2采用工业级高可靠性单片机MR32173。显示整定单元3由彩色大屏幕TFT真彩液晶和键盘组成。
如图1所示，本发明的一种数字式自动消谐装置，其单片机2通过对电 压采集单元1采集的数据进行三相电压相量和计算，将计算得到零序电压与 开口三角采集到的零序电压进行比较，如果相差小于显示整定单元3给定的 定值，即为发生单相接地，如果相差大于或等于显示整定单元给定的定值即 为发生工频谐振。通过电压采集单元l接入母线三相电压，三相电压在PT二 次侧按三相四线制接法。显示整定单元给定的定值为5 10V。
如图1所示，本发明的一种数字式自动消谐装置，其单片机通过电压采 集单元1实时采集母线的三相电压，通过采集到的相电压计算出三个线电压， 此线电压与显示整定单元设定的定值进行比较，当任一线电压高于过电压的 整定值即发出过电压告警信号，当三个线电压都低于低电压的整定值即发出 低电压告警信号，当任一个线电压低于整定值时即发生PT断线告警信号。显 示整定单元设定的过电压整定值为90~130V，低电压整定值为50 70V， PT 断线整定值为10~70V。
如图1所示，本发明的一种数字式自动消谐装置，其单片机通过零序电 压输入单元5实时采集开口三角的零序电压，单片机通过计算零序电压里含 有的三分频、二分频、工频、二次、三次至九次各次谐波的有效值，经RS485 通信接口传送到显示整定单元显示。
权利要求
1、一种数字式自动消谐装置，包括零序电压输入单元(5)、消谐单元(4)、单片机(2)和显示整定单元(3)，消谐单元(4)主要由大功率消谐电阻和双向可控硅串联组成，在双向可控硅的控制端采用过零触发光耦进行控制，光耦的控制端连接到单片机的控制输出口；零序电压输入单元(5)采集到的数据经过A/D转换后送入单片机，单片机经过计算得到的数据大于显示整定单元给定的定值，单片机则通过控制光耦触发双向可控硅导通，将消谐单元接入PT开口三角，其特征在于与单片机的数据口相连接的A/D转换器上还接入采集母线三相电压的电压采集单元(1)。
2、 按照权利要求l所述的一种数字式自动消谐装置，其特征在于单片 机(2)通过对电压采集单元(1)采集的数据进行三相电压相量和计算，将 计算得到零序电压与开口三角采集到的零序电压进行比较，如果相差小于显 示整定单元给定的定值，即为发生单相接地，如果相差大于或等于显示整定 单元给定的定值即为发生工频谐振。
3、 按照权利要求l所述的一种数字式自动消谐装置，其特征在于单片机通过电压采集单元(1)实时采集母线的三相电压，通过采集到的相电压计 算出三个线电压，此线电压与显示整定单元设定的定值进行比较，当任一线 电压高于过电压的整定值即发出过电压告警信号，当三个线电压都低于低电压的整定值即发出低电压告警信号，当任一个线电压低于整定值时即发生PT 断线告警信号。
4、 按照权利要求l所述的一种数字式自动消谐装置，其特征在于单片 机通过零序电压输入单元(5)实时采集开口三角的零序电压，单片机通过计 算零序电压里各次谐波的有效值，经RS485通信接口传送到显示整定单元显
全文摘要
本发明公开了一种数字式自动消谐装置，包括零序电压输入单元、消谐单元、单片机和显示整定单元，零序电压输入单元采集到的数据经过A/D转换后送入单片机，单片机经过计算得到的数据大于显示整定单元给定的定值，单片机通过控制光耦触发双向可控硅导通，将消谐单元接入PT开口三角，其中与单片机的数据口相连接的A/D上还接入采集母线三相电压的电压采集单元，单片机通过对此单元采集的数据进行计算，得到零序电压与开口三角采集到的零序电压相比较，如果差值小于整定值，即为发生单相接地，如果差值大于或等于整定值即为发生工频谐振。本发明可以准确区分工频谐振和单相接地等故障，及时准确消除系统谐振，同时具有过电压保护、低电压保护和PT断线判别。
文档编号H02H9/00GK101582586SQ200810011439
公开日2009年11月18日 申请日期2008年5月14日 优先权日2008年5月14日
发明者钢 吕 申请人:鞍钢集团矿业公司