專利名稱：用于中壓電壓互感器的保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的主題是一種用于中壓電壓互感器的保護(hù)系統(tǒng)，應(yīng)用于發(fā)生在三相中壓電壓網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)電壓互感器中的至少一個(gè)的鐵磁諧振狀態(tài)的衰減中。
對(duì)于電氣設(shè)備中的鐵磁諧振狀態(tài)衰減，尤其是在電壓互感器中，通常使用電阻值為幾十歐姆的保護(hù)電阻器。這樣的電阻器連接到形成開(kāi)口三角系統(tǒng)的三個(gè)單相互感器的三個(gè)輔助次級(jí)繞組。盡管這種方案采取了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，但其還是具有明顯的缺點(diǎn)。假設(shè)在供電網(wǎng)中出現(xiàn)持續(xù)的不平衡，需要用于鐵磁諧振震蕩衰減的有效性的小電阻值保護(hù)電阻器產(chǎn)生對(duì)于互感器或電阻器本身的熱破壞的危險(xiǎn)。實(shí)際上，使用功率為幾百瓦并且具有大尺寸的衰減電阻器。
PTC電阻器、雙金屬電路斷路器或熱熔絲通常用來(lái)保護(hù)電氣設(shè)備免受例如由電壓過(guò)載引起的熱損壞。
例如，一種保護(hù)通信系統(tǒng)的模塊，其由串聯(lián)到用戶的網(wǎng)側(cè)繞組中的PTC熱敏電阻以及在用戶的網(wǎng)側(cè)繞組和接地之間并聯(lián)的可控硅二極管組成，這可從申請(qǐng)?zhí)枮?621200的德國(guó)專利申請(qǐng)了解到。如果在用戶的線路中出現(xiàn)了不希望的電壓，則流過(guò)可控硅二極管的電流將其加熱，因此熱敏電阻也被加熱，因?yàn)樵摱O管熱連接到PTC熱敏電阻。結(jié)果，熱敏電阻增加并且減小了電壓過(guò)載。
中壓電壓互感器保護(hù)系統(tǒng)的本體包括連接到三個(gè)單相互感器的三個(gè)輔助次級(jí)繞組的開(kāi)口三角形系統(tǒng)中的衰減電阻器以及在衰減電阻器以及單相互感器其中之一的輔助次級(jí)繞組的輸出之間串聯(lián)的熱熔絲，該衰減電阻器是具有閾值電壓和電流特性的元件。
熱熔絲優(yōu)選具有雙金屬電路斷路器的形式，并且具有閾值電壓和電流特性的元件具有兩個(gè)推挽式互連的齊納二極管的形式。
作為備選，熱熔絲具有PTC電阻器的形式，并且具有閾值特性的元件具有兩個(gè)推挽式互連的齊納二極管的形式。
熱熔絲優(yōu)選是PTC電阻器，具有閾值特性的元件是變阻器。
作為備選，熱熔絲是雙金屬電路斷路器，并且具有閾值電壓和電流特性的元件是變阻器。
本發(fā)明的系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于它可以在對(duì)小值零序電壓(這出現(xiàn)在三相網(wǎng)絡(luò)小的不平衡情況下)不敏感時(shí)確保鐵磁諧振振蕩的衰減。萬(wàn)一出現(xiàn)持續(xù)零序電壓，例如由三相其中之一的接地故障引起，使用熱熔絲向互感器和保護(hù)系統(tǒng)元件提供附加保護(hù)，所述保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)互感器免受損壞。與早期解決方案相比，使用熱保護(hù)可以減小衰減電阻器的熱功率。這也是與現(xiàn)有保護(hù)設(shè)備相比本發(fā)明的系統(tǒng)更有效并且其尺寸更小的原因。
在附圖中的實(shí)施例中闡述了本發(fā)明的主題，其中

圖1示出連接到保護(hù)系統(tǒng)的電壓互感器系統(tǒng)，圖2一保護(hù)系統(tǒng)實(shí)施例的第一變形FDC1，圖3-保護(hù)系統(tǒng)實(shí)施例的第二變形FDC2，圖4-保護(hù)系統(tǒng)實(shí)施例的第三變形FDC3，圖5-保護(hù)系統(tǒng)實(shí)施例的第四變形FDC4。
三個(gè)單相電壓互感器VT1、VT2、VT3的輔助繞組彼此連接形成開(kāi)口三角形設(shè)置。初級(jí)繞組A-N直接與三相網(wǎng)絡(luò)RST和地連接。各個(gè)互感器的次級(jí)繞組的終端a-n是這些互感器的工作輸出端。采用以下方式將互感器的輔助次級(jí)繞組的終端da和dn彼此連接互感器VT1的輔助次級(jí)繞組的終端da連接到保護(hù)系統(tǒng)FDC的輸入，保護(hù)系統(tǒng)FDC的輸出與第三互感器VT3的輔助次級(jí)繞組的終端dn相連接，以及第三互感器VT3的終端da與第二互感器VT2的輔助次級(jí)繞組的終端dn相連接。接著，第二互感器VT2的終端da與第一互感器VT1的終端dn相連接。在設(shè)備運(yùn)行期間，在第一互感器VT1的終端da和第三互感器VT3的終端dn之間出現(xiàn)電壓U0，將其施加給保護(hù)系統(tǒng)FDC的終端。
保護(hù)系統(tǒng)FDC包括相互并聯(lián)的分支，并且在系統(tǒng)實(shí)施例的第一變形FDC1中，一個(gè)分支包括串連的衰減電阻器R1、兩個(gè)推挽式互連的齊納二極管D1、D2和雙金屬電路斷路器TF1。兩個(gè)推挽式連接的齊納二極管能被一個(gè)雙向齊納二極管代替，這未在圖中示出。系統(tǒng)的另一分支包括電阻器R2。
在系統(tǒng)實(shí)施例的第二變形FDC2中，一個(gè)分支包括串連的電阻器R1、兩個(gè)推挽式互連的齊納二極管D1、D2和PTC電阻。兩個(gè)推挽式連接的齊納二極管能被一個(gè)雙向齊納二極管代替，這未在圖中示出。系統(tǒng)的另一分支包括電阻器R2。
在系統(tǒng)實(shí)施例的第三變形FDC3中，一個(gè)分支包括串連的電阻器R1、變阻器和PTC電阻器。系統(tǒng)的另一分支包括電阻器R2。
在系統(tǒng)實(shí)施例的第四變形FDC4中，一個(gè)分支包括串連的電阻R1、變阻器和雙金屬電路斷路器TF1。系統(tǒng)的另一分支包括電阻器R2。
在本發(fā)明實(shí)施例的所有變形中，電阻器R2具有比電阻器R1顯著大的電阻值。
本發(fā)明系統(tǒng)的運(yùn)行如下所述在三相網(wǎng)絡(luò)完全平衡的情況下，零序電壓U0的值為零并且沒(méi)有電流流過(guò)保護(hù)系統(tǒng)FDC。在三相網(wǎng)絡(luò)顯著不平衡的情況下，零序電壓U0具有非零值，但該值比具有閾值電壓和電流特性的元件的閾值電壓的值更小。在這種情況下，值為U0/R2的電流流過(guò)保護(hù)系統(tǒng)FDC。因?yàn)殡娮杵鱎2的電阻具有很大值(R2＞＞R1)，流過(guò)保護(hù)系統(tǒng)FDC的電流具有很小值。因此，在該情況下在保護(hù)系統(tǒng)FDC中發(fā)出的熱功率可以忽略不計(jì)。例如如果R2具有200歐姆的值，然后如果值U0＝10V，則在系統(tǒng)FDC中發(fā)出的熱功率的值為0.5W。
如果在三相網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)鐵磁諧振狀態(tài)，則電壓U0具有超過(guò)具有閾值電壓和電流特性的元件的閾值的值。在這種情況下，電流流過(guò)電阻器R1。由于電阻器R1的值很小，出現(xiàn)了鐵磁諧振振蕩的極快速衰減。因?yàn)榫哂须娮杵鱎1的分支在短時(shí)間內(nèi)工作，所以在該分支發(fā)出的熱能具有可忽略的值。因此分支元件過(guò)熱和熱熔化都不出現(xiàn)。
在三相網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)顯著持續(xù)不平衡的情況下，例如這可以是由相導(dǎo)體其中之一的接地故障引起，電壓U0具有比具有閾值電壓和電流特性的元件的閾值電壓大的值。因此高強(qiáng)度電流流過(guò)具有電阻器R1的分支。然而，因?yàn)檫@樣的情況不需要衰減電阻器的動(dòng)作，以雙金屬熔絲或PTC電阻器形式的熱熔絲引起包括電阻器R1的分支的結(jié)果電阻的大量增加，或其完全斷開(kāi)。然后沒(méi)有電流流過(guò)該分支，或很少量的電流流過(guò)它。當(dāng)不平衡的原因消失或熱熔絲冷卻下來(lái)時(shí)，系統(tǒng)將復(fù)位。
權(quán)利要求
1.一種用于中壓電壓互感器的保護(hù)系統(tǒng)，包括連接到三個(gè)單相互感器的三個(gè)輔助次級(jí)繞組的開(kāi)口三角形系統(tǒng)的衰減電阻器，其特征在于具有閾值電壓和電流特性的元件(1)和熱熔絲(2)在衰減電阻器(R1)和單相互感器其中之一的輔助次級(jí)繞組的輸出之間串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述熱熔絲(2)具有雙金屬電路斷路器(TF1)的形式，并且具有閾值電壓和電流特性的所述元件具有兩個(gè)推挽式互連的齊納二極管(D1、D2)的形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述熱熔絲(2)具有PTC電阻器的形式，并且具有閾值電壓和電流特性的所述元件具有兩個(gè)推挽式互連的齊納二極管的形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述熱熔絲(2)是PTC電阻器，并且具有閾值電壓和電流特性的所述元件是變阻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述熱熔絲(2)是雙金屬電路斷路器(TF1)，并且具有閾值電壓和電流特性的所述元件是變阻器。
全文摘要
本發(fā)明的主題是一種用于中壓電壓互感器的保護(hù)系統(tǒng)，應(yīng)用于發(fā)生在三相中壓網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)電壓互感器中的至少一個(gè)的鐵磁諧振狀態(tài)的衰減中。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的特征在于具有閾值電壓和電流特性的元件(1)和熱熔絲(2)，它們?cè)谒p電阻器(R1)和單相互感器其中之一的輔助次級(jí)繞組的輸出之間串聯(lián)。
文檔編號(hào)H02H9/00GK1823460SQ200480020283
公開(kāi)日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月17日
發(fā)明者W·皮亞塞基, M·弗洛爾科夫斯基, M·盧托, P·馬霍寧 申請(qǐng)人:Abb 有限公司