高压铁磁谐振模拟试验平台的制作方法

本实用新型属于电力系统试验领域，具体涉及一种高压铁磁谐振模拟试验平台。

背景技术：

电力系统中既包含变压器、电压互感器等电感元件，也包含补偿电容器等电容元件，如果这些电感和电容元件参数在一定范围内匹配，在开关操作或发生单相接地故障消除时，因外部激励产生铁磁谐振。铁磁谐振问题对电网的安全稳定运行带来的巨大威胁，已经引起了电力部门和研究人员的极大重视。电压互感器的各项设计参数与铁磁谐振之间的关系，以及铁磁谐振过电压对接入配电网的电气设备造成的影响等均是本领域比较关心的问题，现急需一个模拟试验平台方便进行与铁磁谐振相关的试验和测试。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，克服以上所述缺陷，提供一种10-35kV高压铁磁谐振模拟试验平台，供研究铁磁谐振的产生与系统对地电容、电磁式电压互感器励磁特性等各项设计参数的关系，方便研究谐振对接入配电网的电气设备的影响。

为解决以上所述技术问题，本实用新型提供了一种高压铁磁谐振模拟试验平台，包括38.5kV交流母线、升压变压器P、0.4kV交流电源、电压互感器PT1、接地开关KM1以及3-5组电容器；

所述升压变压器P的高压侧与所述38.5kV交流母线连接，升压变压器P的低压侧与所述0.4kV交流电源连接；

所述电压互感器PT1通过对应的开关G2与所述38.5kV交流母线连接，电压互感器PT1另一端与电流互感器LH1连接后接地；

所述电容器分别通过各自对应的开关与所述38.5kV交流母线连接；

所述接地开关KM1一端与所述38.5kV交流母线的任意母线连接，接地开关KM1的另一端接地。

进一步，本实用新型所述电流互感器LH1与非线性电阻R1连接后再接地，所述非线性电阻R1上并联有开关KM2，非线性电阻R1上还并联有一个用于检测所述电压互感器PT1对地电压的电压互感器PT2。

进一步，本实用新型所述电容器组为三组，三组电容器为C1、C2和C3，所述电容器C1、C2和C3的电容比为1:2:4；所述电容器C1、C2和C3的电容值为0.01～0.05μF。

进一步，本实用新型所述接地开关KM1与电流互感器LH3连接后接地。

进一步，本实用新型所述电压互感器PT1与对应开关G2之间设置有对应的熔断器RD。

进一步，本实用新型所述38.5kV交流母线上连接有氧化锌避雷器MOA，所述氧化锌避雷器MOA包括分别与各个母线连接的非线性电阻R2，所述非线性电阻R2另一端接地。

进一步，本实用新型所述电容器与所述38.5kV交流母线之间连接有电流互感器LH2。

作为优选，本实用新型所述模拟试验平台还包括一个试品的接口，通过开关G6与所述38.5kV交流母线连接。

本实用新型所述LH1用于检测形成铁磁谐振时流经电压互感器PT1的电流波形， LH3用于检测当接地开关KM1闭合形成的接地故障时流经故障点的电流波形。

电压互感器PT1连接一个非线性电阻R1后再接地，同时非线性电阻R1上并联一个电压互感器PT2，可实现对电压互感器PT1尾端对地电压的监视。

氧化锌避雷器的设置可以吸收电力系统内部的过电压，避免过电压对系统绝缘的损害。平台上还可以预留一个连接设备的接口，比如连接待测站用变压器，方便进行待测设备在铁磁谐振发生时的实验。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过多个电容器和电压互感器的组合搭配，并通过接地开关的触发模拟谐振的产生，方便研究谐振产生与电压互感器各项设计参数之间的关系；同时，多个电容器的组合方便形成不同的谐振，完成多种模拟。

附图说明

图1是本实用新型原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型所述高压铁磁谐振模拟试验平台，包括38.5kV交流母线、升压变压器P、0.4kV交流电源、电压互感器PT1、接地开关KM1以及3-5组电容器；所述升压变压器P的高压侧与所述38.5kV交流母线连接，升压变压器P的低压侧与所述0.4kV交流电源连接；所述电压互感器PT1通过对应的开关G2与所述38.5kV交流母线连接，电压互感器PT1另一端与电流互感器LH1连接后接地；所述电容器分别通过各自对应的开关与所述38.5kV交流母线连接；所述接地开关KM1一端与所述38.5kV交流母线的任意母线连接，接地开关KM1的另一端接地。

进一步，本实用新型所述电流互感器LH1与非线性电阻R1连接后再接地，所述非线性电阻R1上并联有开关KM2，非线性电阻R1上还并联有一个用于检测所述电压互感器PT1对地电压的电压互感器PT2。

进一步，本实用新型所述电容器组为三组，三组电容器为C1、C2和C3，所述电容器C1、C2和C3的电容比为1:2:4；所述电容器C1、C2和C3的电容值为0.01～0.05μF。

进一步，本实用新型所述接地开关KM1与电流互感器LH3连接后接地。

进一步，本实用新型所述电压互感器PT1与对应开关G2之间设置有对应的熔断器RD。

进一步，本实用新型所述38.5kV交流母线上连接有氧化锌避雷器MOA，所述氧化锌避雷器MOA包括分别与各个母线连接的非线性电阻R2，所述非线性电阻R2另一端接地。

进一步，本实用新型所述电容器与所述38.5kV交流母线之间连接有电流互感器LH2。

作为优选，本实用新型所述模拟试验平台还包括一个试品的接口，通过开关G6与所述38.5kV交流母线连接。

实施例：35kV高压铁磁谐振模拟试验平台，原理框图如图1所示，包括38.5kV交流母线、升压变压器P、0.4kV交流电源、电压互感器PT1、接地开关KM1以及三组电容器（C1、C2、C3），其中升压变压器P高压侧与38.5kV交流母线连接，升压变压器P低压侧与0.4kV交流电源连接，升压变压器P低压侧与0.4kV交流电源之间设置有开关G和断路器QF1，升压变压器P高压侧与38.5kV交流母线之间设置有开关G1和断路器QF2。

电压互感器PT1通过对应的开关G2以及熔断器RD与38.5kV交流母线连接，电压互感器PT1另一端与电流互感器LH1连接，LH1用于检测形成铁磁谐振时流经电压互感器PT1的电流波形,电流互感器LH1与非线性电阻R1连接后再接地；其中非线性电阻R1上并联有开关KM2，非线性电阻R1上还并联有一个电压互感器PT2，电压互感器PT2用于检测电压互感器PT1对地电压。

电容器设置为三个，即C1、C2和C3，各个电容器分别通过各自对应的开关G3、G4和G5与38.5kV交流母线连接；典型的设计方案中，电容器C1：C2：C3的电容比为1:2:4， C1、C2、C3的电容值范围为0.01～0.05μF；电容器与38.5kV交流母线之间连接有电流互感器LH2。

接地开关KM1一端与38.5kV交流母线的任意母线连接，接地开关KM1另一端与电流互感器LH3连接后接地, LH3用于检测当接地开关KM1闭合形成的接地故障时流经故障点的电流波形。

38.5kV交流母线上连接氧化锌避雷器MOA，氧化锌避雷器MOA的设置可以吸收电力系统内部的过电压，避免过电压对系统绝缘的损害。氧化锌避雷器MOA包括分别与各个母线连接的非线性电阻R2，非线性电阻R2另一端接地。本实用新型还包括一个与待测设备连接的预留接口，预留接口与38.5kV交流母线通过开关G6连接，比如连接待测站用变压器，方便进行待测设备在铁磁谐振发生时的实验。

电压互感器PT1、氧化锌避雷器MOA、接地开关KM1以及与38.5kV交流母线通过G6连接的预留接口均集成于第一防护箱体1中（附图1中标号1的虚线框部分），预留更换电压互感器PT1的更换位置以及预留接口，方便更换不同规格的电压互感器以及在预留接口处连接待测设备；各个电容器集成到第二防护箱体2中（附图1中标号2的虚线框部分），两部分分别集成，可以有效控制试验过程中一旦出现器件故障造成的影响范围，同时也便于装置的移动和安装。

本实用新型所述模拟试验平台实现谐振试验很简单，投入选择好的电容器，然后闭合KM1，之后再打开激发铁磁谐振的产生。通过C1、C2和C3的组合可以形成不同谐振频率的参数匹配——分频谐振、工频谐振、高频谐振等。

需要测试铁磁谐振对电力设备的影响时，将待试设备通过G6接入系统，然后选择所需的C1、C2和C3的组合，通过KM1的闭合、打开激发铁磁谐振即可。