一次消谐器对谐波抑制的原理
1、电压互感器励磁电流的波形一次消谐器安装于电压互感器一次侧的中性点与地之间,消谐器上的电压由电压互感器铁芯的励磁电流产生,因此先分析励磁电流的波形。电压互感器是由带铁芯的绕组构成,由于铁芯伏安特性具有非线性特征,当一次绕组接入所产生的磁通超过饱和点时,绕组中励磁电流呈尖顶波状。若将尖顶波分解,可得基波和高次谐波,其中以3次谐波含量高。由此可见,在电压互感器制作时,所去磁通密度的高低(即铁芯的质量与用量)决定了谐波含量的多少。
2、消谐器的伏安特性
安装消谐器可抑制电压互感器涌流和谐振,消谐电阻的阻值是经大量的计算和试验,并经长期运行考验而来的。
3、电压互感器励磁电流的3次谐波分量
以常用的JDZJ-10型电压互感器为例,有的生产厂家为了控制励磁电流大小,一般在二次绕组loo/C 侧加压,58V时 ≤0.1 A,换算到一次绕组10 ooo/V~侧, ≤1 mh。用谐波分析仪测量 =1 mA的励磁电流3次谐波分量,/ =20%~ 25%(厶为3次谐波, 为基波)。若对励磁电流不加控制,其一次侧电流达到2~3 mA,其中厶/ =40%~ 5096。通过消谐电阻器的3次谐波电流一次侧为3×1.07X0.2=0.64mA, 查表1可知,=247V;二次侧为3×2.5×0.4=3mA,查表1可知,=613 V。消谐电阻器上的电压作用于零序回路,反映为零序电压的开口三角两端的3次谐波为消谐电阻器上的电压除以变比,励磁特性较正常的开口三角两端电压3 =247/57.7=4.2V;励磁特性较差的开口三角两端电压3 =613/57.7=10.6 V;前者是可以接受的,但后者过高不能接受,说明开口三角电压过高是电压互感器励磁特性不好造成的。
4、解决开口三角两端的3次谐波的方法
先是选择励磁特性较好电压互感器,同时必须注意性能参数要非常的接近,这样可以尽量减少不平衡电压从而减少谐波的产生;其次可以在电压互感器的二次侧开口三角两端加装“3次谐波滤波器”。其主要参数为3次谐波阻抗小于或等于20 Q,基波阻抗大于或等于2 000 Q。见图6a)、b),开口三角两端加装3次谐波滤波器以后, 由于消谐电阻旁并联了一个 ,阻值将明显下降, 由原来的 下降为1/5的 ,若原开口三角两端电压为9~ 15 V,加装后,可下降到2~ 3 V左右,由于“3次谐波滤波器”对基波呈高阻抗(约2 000 Q),在单相接地时,开口三角有100V工频电压,通过“3次谐波滤波器”的电流为0.05A,对每台电压互感器只增加1.7 vA的负载,一般情况下完全可以承受。