特高壓電抗器接地故障判斷及處理、消除的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣元件領(lǐng)域，具體涉及一種監(jiān)控和消除電抗器接地電流的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]并聯(lián)電抗器是高電壓、遠(yuǎn)距離交流輸電網(wǎng)絡(luò)中不可缺少的重要設(shè)備，用來補償長線上的充電電流，消弱電容效應(yīng)，限制系統(tǒng)工頻電壓升高和操作過電壓，消除同步發(fā)電機(jī)帶空載長線時產(chǎn)生的自勵磁現(xiàn)象。特高壓輸電線路的充電功率大，就單位長度輸電線路而言，它的充電功率約是500kV輸電線路的4?5倍，需要并聯(lián)特高壓電抗器進(jìn)行無功補償。特高壓電抗器通常采用單相的油浸電抗器，鐵芯和繞組浸在絕緣油中，電抗器額定電壓100kV甚至更高。
[0003]電抗器運行時，其鐵芯和夾件必須進(jìn)行有效可靠地接地，否則夾件、鐵芯會通過電容的耦合作用產(chǎn)生懸浮電位，當(dāng)懸浮電位與電抗器內(nèi)其他部件的電位差累計達(dá)到一定值時，會擊穿其間的絕緣，并產(chǎn)生火花放電，嚴(yán)重時還會將電抗器燒損。當(dāng)特高壓電抗器夾件、鐵芯發(fā)生多點接地時，會使夾件、鐵芯分別與地之間形成閉合電流回路，由于夾件、鐵芯形成的回路電阻小，在感應(yīng)電勢作用下鐵芯和夾件接地電流比正常運行時要大很多，最大時甚至可達(dá)上百安培，這么大的接地電流足以造成電抗器的損傷。
[0004]由于鐵芯接地故障及其它異常情況，絕緣油中會產(chǎn)生多種氣體。電力部門慣用的檢測手段是檢測溶解在絕緣油中的故障氣體，以及對設(shè)備的絕緣油采樣后進(jìn)行氣體色譜分析和用鉗形電流表測電抗器鐵芯外引接地套管的接地下引線的電流，從而獲知接地故障情況。發(fā)明CN202119823U提出的電抗器鐵芯接地電流智能在線監(jiān)測裝置，包括以微晶材料為磁芯的電流傳感器、信號放大調(diào)理設(shè)備以及計算機(jī)監(jiān)控顯示終端，電流傳感器采用澆注環(huán)氧的方法封閉在殼體內(nèi)，用于實時監(jiān)測顯示鐵芯接地電流。如果出現(xiàn)故障，需要停電然后進(jìn)行串接電阻和其他方式來處理，這種停電進(jìn)行處理方式嚴(yán)重影響到了特高壓電網(wǎng)的正常安全運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對本領(lǐng)域存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提出一種特高壓電抗器接地故障判斷及處理、消除的裝置。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提出一種特高壓電抗器接地故障判斷及處理、消除的方法。
[0007]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:
[0008]一種特高壓電抗器鐵芯和夾件接地電流監(jiān)測、控制及消除裝置，所述電抗器包括電抗器油箱、電抗器鐵芯、位于電抗器鐵芯兩端的夾件，所述夾件和鐵芯均連接有接地引出線，所述接地引出線穿過引出線套管，從電抗器油箱外側(cè)延伸至地面的接地端；
[0009]所述監(jiān)測、控制及消除裝置包括:二個接地引出線支撐絕緣子，均包括有第一、第二和第三電流互感器的二組電流互感器，均由并聯(lián)的限制阻抗單元、故障消除裝置和二只反向并聯(lián)的晶閘管組成的二組電氣單元，AD轉(zhuǎn)換接口電路，以及單片機(jī)；
[0010]在電抗器油箱的箱體外側(cè)固定設(shè)置有夾件的接地引出線支撐絕緣子，所述夾件的接地引出線支撐絕緣子上固定設(shè)置有夾件的第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器，所述夾件的接地引出線穿過第一電流互感器的一次線圈，然后通過由限制阻抗單元、故障消除裝置和二只反向并聯(lián)的晶閘管組成的并聯(lián)電路，到達(dá)接地端；
[0011]在電抗器油箱的箱體外側(cè)固定設(shè)置有鐵芯的接地引出線支撐絕緣子，所述鐵芯的接地引出線支撐絕緣子上固定設(shè)置有鐵芯的第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器，所述鐵芯的接地引出線穿過第一電流互感器的一次線圈，然后通過并聯(lián)的限制阻抗單元、故障消除裝置和二制反向并聯(lián)的晶閘管，然后到達(dá)接地端；
[0012]所述鐵芯的、和夾件的第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器的二次線圈的兩端分別連接于所述AD轉(zhuǎn)換接口電路的12個輸入端，所述AD轉(zhuǎn)換接口電路的輸出端連接所述單片機(jī)；
[0013]所述單片機(jī)連接所述的與限制阻抗單元、故障消除裝置并聯(lián)的二只晶閘管的控制端。
[0014]其中，所述的第一電流互感器、第二電流互感器和第三電流互感器并聯(lián)連接。
[0015]優(yōu)選地，所述限制阻抗單元包括繞組和絕緣筒，所述繞組纏繞在絕緣筒上，繞組上連接有5個分接，每個分接上均設(shè)置有由兩只反向并聯(lián)晶閘管組成的開關(guān)組，所述繞組的總電阻為1000 Ω O
[0016]更優(yōu)選地，所述繞組連接有5個分接，分別為一分接、二分接、三分接、四分接和五分接，每個分接之間的匝數(shù)不相同，分接的匝數(shù)比為10:40:100:400:1000。
[0017]其中，所述故障消除裝置由變壓器、兩個反向并聯(lián)的晶閘管及脈沖電容組成，所述變壓器與晶閘管并聯(lián)支路串聯(lián)，脈沖電容與變壓器和晶閘管串聯(lián)的支路并聯(lián)。
[0018]優(yōu)選地，所述變壓器低壓側(cè)電壓為220V，高壓側(cè)電壓為1000V。
[0019]優(yōu)選地，所述單片機(jī)還連接有顯示單元、多點接地故障電流記錄單元、多點接地報警器和后臺監(jiān)視電腦。
[0020]一種大容量變壓器多點接地的監(jiān)測、控制和消除方法，用三個電流互感器分別監(jiān)控鐵芯引出線的接地電流(Ir+Ig)和干擾電流Ig，計算電流互感器數(shù)據(jù)的差值Ir,當(dāng)Ir >0.1A，則向鐵芯引出線接入阻值為10-1000 Ω的電阻，同時接入容量為2μ F的脈沖電容，對鐵芯引出線放電。
[0021]同樣地，用三個電流互感器分別監(jiān)控夾件引出線的接地電流(Ir+Ig)和干擾電流Ig，計算電流互感器數(shù)據(jù)的差值Ir，當(dāng)Ir > 0.1A，則向夾件引出線接入阻值為10-1000 Ω的電阻，同時接入容量為2μ F的脈沖電容，對夾件引出線放電。
[0022]優(yōu)選地，用開關(guān)組分級控制向鐵芯和/或夾件引出線接入的電阻，若接入電阻阻值10 Ω時Ir < 0.1Α，則保持接入一分接電阻；若Ir仍> 0.1Α，則接入阻值40 Ω的二分接電阻，同時斷開一分接，此時若lr<0.1Α，則保持接入40Ω的二分接電阻；若&仍>0.1Α，則接入阻值100 Ω的三分接電阻，同時斷開二分接電阻，此時若Ir ( 0.1Α，則保持三分接接入的電阻；若Ir仍> 0.1Α，則接入阻值400Ω的四分接電阻，同時斷開三分接，此時如果Ir ( 0.1Α，則保持四分接接入的電阻；若&仍> 0.1Α，則接入阻值1000 Ω的五分接電阻。
[0023]本發(fā)明的有益效果在于:
[0024]本發(fā)明提出的裝置，通過三電流互感器分別采集電流，一只電流互感器分別套在夾件或鐵芯接地引線上，所測的電流除了夾件或鐵芯接地電流Ir外，還有漏磁等其它因素產(chǎn)生的干擾電流Ig，另兩只用于檢測干擾電流的電流互感器，求其監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值為干擾電流Ig。夾件或鐵芯接地電流分別為(Ir+Ig)和干擾電流Ig的電流之差。此方法消除了漏磁的干擾，解決了特高壓電抗器現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)偏大的問題，提高了測試的準(zhǔn)確性。
[0025]本發(fā)明提出的裝置，可大大減輕了運行人員的工作強度，在監(jiān)控后臺就能實時地在線地監(jiān)測到夾件、鐵芯接地電流值的變化情況，監(jiān)測精度高，能及時進(jìn)行故障消除，避免了特高壓電抗器故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
【附圖說明】
[0026]圖1為特高壓電抗器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為本發(fā)明特高壓電抗器鐵芯和夾件接地電流監(jiān)測、控制及消除裝置的布置示意圖。
[0028]圖3為限制阻抗單元的電路圖。
[0029]圖4為故障消除裝置的電路圖。
[0030]圖中，I為特高壓電抗器油箱，2為電抗器鐵芯，3為下夾件，4為上夾件，5為軟接線，6為拉板,7為鐵芯接地片,8為夾件小套管