一、概 述
在電力系統(tǒng)中，由于電壓互感器的非線性電感與線路對地電容的匹配而引起鐵磁諧振過電壓，直接威脅電力系統(tǒng)的運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起電壓互感器(PT)的爆炸，造成事故。電壓互感器的鐵磁諧振必須由工頻電源供給能量才能維持下去，如果抑制或消耗這部分能量，鐵磁諧振就可以抑制或消除。通常解決的辦法是在開口三角繞組中并一個(gè)電阻，從理論上講對頻率越
低的鐵磁諧振應(yīng)取的阻值越小，但太小的電阻并在PT開口三角上會(huì)影響其正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成PT燒毀。因?yàn)殍F磁諧振的頻率往往不是單一的，所以這種方法就難于消除所有的諧振。
針對上述情況，國內(nèi)一些廠家先后研制了一些分頻消諧裝置。這些裝置的原理均是采用模擬選頻的原理，功能單一，只對單一頻率的諧振有效。由于電網(wǎng)中諧振往往是多種頻率同時(shí)
存在，所以適應(yīng)性較差，模擬電路實(shí)現(xiàn)的選頻與微機(jī)相比其選頻效果也差，有時(shí)電網(wǎng)的過渡過程等也會(huì)造成誤動(dòng)。
MQWX微機(jī)消諧裝置利用80196單片機(jī)快速、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理能力實(shí)現(xiàn)傅立葉分析，其選頻準(zhǔn)確。通過對PT開口三角電壓的采集，對電網(wǎng)諧振時(shí)的種種頻率成份能快速分析，可準(zhǔn)確地辨出：單相接地、電網(wǎng)諧振。如果是諧振，計(jì)算機(jī)發(fā)出指令使消諧電路投入，消耗電源供給諧振的能量，抑制鐵磁諧振過電壓，實(shí)現(xiàn)快速消諧，較完善地解決了電力系統(tǒng)中電網(wǎng)的消諧問題。并能存儲(chǔ)記錄單相接地、諧振時(shí)的各次諧波的諧波幅值，可廣泛適用于發(fā)電廠、變電站及鋼鐵、煤炭、石油化工等大型廠礦企業(yè)的電力系統(tǒng)。
二、消諧裝置功能及特點(diǎn)
消諧功能
循環(huán)檢測PT開口三角的電壓，當(dāng)發(fā)生電壓升高時(shí)，首先判斷是單相接地，還是電網(wǎng)諧振。如果是諧振，計(jì)算機(jī)發(fā)出指令使消諧電路投入，實(shí)現(xiàn)快速消諧。
故障報(bào)警功能
當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地或諧振、裝置故障時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號。所有繼電器輸出接點(diǎn)均可接報(bào)警輸出。
顯示功能
顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘，裝置運(yùn)行狀態(tài)，接地或諧振故障的諧振頻率、幅值，故障開始時(shí)間等。
設(shè)置功能
通過漢字菜單提示用戶可以設(shè)置或修改實(shí)時(shí)時(shí)鐘，通信方式。
通信功能
裝置具有完善的通信功能，RS-232，485通信接口和通信速率可選。
故障追憶功能
按時(shí)間順序可追憶共八次接地、諧振過電壓故障
本裝置具有智能化特點(diǎn)，無須設(shè)置諧振頻率、諧振啟動(dòng)幅值，可自動(dòng)消除各種頻率諧振。
三、主要技術(shù)指標(biāo)
適用范圍：3至66KV系統(tǒng)。
消諧路數(shù)：2路。出廠默認(rèn)為一路消諧，訂購時(shí)須注明幾路消諧。
工作電源：DC 220V±10%。
環(huán)境溫度：-10°C 至 +50°C。
大氣壓力：80～110Kpa
空氣相對濕度：90%（25℃）、50%（40℃）
使用地點(diǎn)不能有爆炸危險(xiǎn)的介質(zhì)，周圍介質(zhì)中不能含有腐蝕和破壞絕緣的導(dǎo)電介質(zhì)或氣體，不允許環(huán)境充滿蒸汽及含有較嚴(yán)重霉菌存在。安裝地點(diǎn)應(yīng)具防御風(fēng)、雨、沙和防塵設(shè)施。
適用諧振頻率：1/3分頻、1/2分頻、工頻、二倍頻、三倍頻、四倍頻諧振。
繼電器輸出觸點(diǎn)容量：≤5A／DC220V
通信方式：RS232、485。（可選）出廠默認(rèn)為RS485接口。
通信速率：4800或9600bit/s。（可選）出廠默認(rèn)為9600bit/s。
四、工作原理
本裝置采用80196作為核心控制芯片，對PT開口電壓進(jìn)行循環(huán)檢測，在正常情況下，本裝置的大功率消諧元件處于阻斷狀態(tài)，對系統(tǒng)無任何影響。當(dāng)PT產(chǎn)生開口電壓時(shí)，本裝置對PT開口電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過數(shù)據(jù)測量、濾波、放大等數(shù)字信號處理技術(shù)，判斷出當(dāng)前的故障狀態(tài)，如果是某種頻率的鐵磁諧振，CPU啟動(dòng)消諧電路，使鐵磁諧振在強(qiáng)大的阻尼下迅速消失，同時(shí)裝置給出報(bào)警、顯示，并自動(dòng)存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)。如果是接地或其它原因的過電壓，裝置給出報(bào)警、顯示，并自動(dòng)存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)。若故障現(xiàn)象消失、排除，本機(jī)返回工作狀態(tài)，否則故障信息會(huì)一直在液晶顯示屏上顯示。
五、硬件結(jié)構(gòu)
裝置總體結(jié)構(gòu)如圖1所示：主要由顯示鍵盤CPU主板、消諧采集板、電源板等組成。
各板的功能如下：
1、主板：
為本機(jī)的核心部分，完成液晶顯示、鍵盤掃描、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、消諧控制及與其它設(shè)備的通信。
2、消諧采集板：
采集部分：主要部件為A/D轉(zhuǎn)換器，可將PT開口三角的電壓信號進(jìn)行放大濾波并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入計(jì)算機(jī)。
其中消諧部分：主要部件為大容量可控硅及附屬觸發(fā)控制電路，正常時(shí)可控硅處于阻斷狀態(tài)，對系統(tǒng)無任何影響，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生諧振時(shí)該板接收CPU的命令，可控硅快速導(dǎo)通，將PT開口三角瞬間短路，這時(shí)系統(tǒng)的鐵磁諧振在這一強(qiáng)阻尼下快速消失，而后可控硅又恢復(fù)阻斷狀態(tài)。
3、電源板：
提供整機(jī)電源。
六、軟件流程
整機(jī)軟件流程如圖三所示：現(xiàn)場來的開口三角信號隔離放大濾波后送A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量存入RAM，經(jīng)數(shù)字選頻濾波后供計(jì)算機(jī)分析判斷。如果是諧振則啟動(dòng)可控硅消諧，諧振消失將有關(guān)信息記憶存儲(chǔ)并通信，否則繼續(xù)檢測PT開口三角電壓。
七、產(chǎn)品的安裝和接線
本產(chǎn)品采用嵌入式安裝，后面板接線。零序電壓的入線用屏蔽雙絞線方式接入本機(jī)，本機(jī)的機(jī)殼必須接大地。(見圖四、五)
