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      一種用于干式空心電抗器投切過(guò)電壓保護(hù)的保護(hù)電路的制作方法

      文檔序號(hào):7357880閱讀:182來(lái)源:國(guó)知局
      一種用于干式空心電抗器投切過(guò)電壓保護(hù)的保護(hù)電路的制作方法
      【專利摘要】一種用于干式空心電抗器投切過(guò)電壓保護(hù)的保護(hù)電路,涉及一種干式空心電抗器的過(guò)電壓保護(hù)電路。解決了傳統(tǒng)的電抗器過(guò)電壓保護(hù)中,單獨(dú)使用阻容吸收電路時(shí)所需電容體積大,造價(jià)高,單獨(dú)使用間隙保護(hù)裝置時(shí),保護(hù)間隙頻繁動(dòng)作會(huì)增大間隙擊穿電壓的分散性,降低保護(hù)間隙的壽命問(wèn)題??梢愿鶕?jù)被截?cái)嗟碾娏鬟x擇合適的元件參數(shù)使本發(fā)明的保護(hù)電路滿足,被截?cái)嚯娏鬏^低時(shí),阻容吸收裝置控制電抗器兩端的過(guò)電壓幅值,使其不能達(dá)到保護(hù)間隙的擊穿電壓,保護(hù)間隙處于斷路狀態(tài),電抗器和各自的阻容元件構(gòu)成RLC振蕩電路,被截?cái)嚯娏鬏^大時(shí),電抗器兩端的過(guò)電壓幅值較高,保護(hù)間隙被擊穿,電容及其保護(hù)電阻被短路,本發(fā)明應(yīng)用在對(duì)電抗器保護(hù)領(lǐng)域。
      【專利說(shuō)明】—種用于干式空心電抗器投切過(guò)電壓保護(hù)的保護(hù)電路
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001 ] 本發(fā)明涉及一種干式空心電抗器的過(guò)電壓保護(hù)電路。
      【背景技術(shù)】
      [0002]在超高壓大容量電網(wǎng)中,為了補(bǔ)償電網(wǎng)的無(wú)功功率,要求安裝一定數(shù)量的電抗器。干式空心電抗器采用多包封并繞結(jié)構(gòu)型式,與鐵心電抗器相比較,具有價(jià)格低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、電抗值線性、損耗低、維護(hù)方便等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。從上世紀(jì)九十年代開(kāi)始,電力系統(tǒng)廣泛使用干式空心電抗器。隨著干式空心電抗器投運(yùn)數(shù)量及投運(yùn)時(shí)間的增加,事故也逐步增多,并經(jīng)常著火燃燒,給電力系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來(lái)了很大影響?,F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和解剖研究表明干式空心電抗器故障多數(shù)是匝間絕緣缺陷造成匝間短路引發(fā)的。大量的數(shù)據(jù)表明,各種過(guò)電壓是引起電抗器匝間絕緣缺陷,最終導(dǎo)致短路的主要原因。降低干式空心電抗器上過(guò)電壓水平不僅可以有效地減緩匝間絕緣劣化,而且可以避免高幅值過(guò)電壓造成匝間絕緣擊穿,這對(duì)提高干式空心電抗器安全運(yùn)行水平非常必要。
      [0003]根據(jù)電工理論的基礎(chǔ)知識(shí),能量不能發(fā)生突變,即電感上的電流不能發(fā)生突變,在電流連續(xù)快速變化的過(guò)程中會(huì)在電感的兩端產(chǎn)生一定的電壓值,滿足e=Ldi/dt。電抗器的投合過(guò)程中,由于斷路器的機(jī)械特性,會(huì)存在的彈跳現(xiàn)象(斷路器觸頭結(jié)合、彈開(kāi)、在結(jié)合的過(guò)程中)。觸頭結(jié)合的過(guò)程中,電抗器中的電流已經(jīng)增大到了一定數(shù)值(電抗器中儲(chǔ)存一定的磁場(chǎng)能),觸頭彈開(kāi)的過(guò)程中,該電流會(huì)在觸頭兩端產(chǎn)生多次重燃過(guò)電壓。同理,在電抗器切斷的過(guò)程中,切斷之前電抗器中流過(guò)較大的額定電流(儲(chǔ)存一定的磁場(chǎng)能),在斷開(kāi)斷路器的過(guò)程中(投切截流產(chǎn)生過(guò)電壓描述),該電流會(huì)在電抗器的兩端產(chǎn)生截?cái)噙^(guò)電壓。
      [0004]常用的過(guò)電壓保護(hù)方法主要有為氧化鋅避雷器、阻容吸收電路、保護(hù)間隙。無(wú)間隙金屬氧化物避雷器存在固有的熱穩(wěn)定問(wèn)題,會(huì)因多次承受過(guò)電壓作用而老化,最終在持續(xù)運(yùn)行電壓或過(guò)電壓作用下,失去熱穩(wěn)定而損壞或爆炸。此外,運(yùn)行多年的電抗器絕緣水平會(huì)降低,可能會(huì)出現(xiàn)其絕緣水平低于避雷器保護(hù)電壓的情況,不能達(dá)到滿意的保護(hù)效果。在干式空心電抗器保護(hù)領(lǐng)域,為了達(dá)到保護(hù)的效果,阻容吸收法常常需要額定電壓較高的大電容,其體積、造價(jià)等問(wèn)題限制了其在電網(wǎng)中大范圍推廣。間隙保護(hù)裝置在間隙擊穿時(shí)產(chǎn)生的高能電弧會(huì)導(dǎo)致電極表面出現(xiàn)缺陷,頻繁動(dòng)作會(huì)增大間隙擊穿電壓的分散性,最終使間隙損壞(一般間隙保護(hù)沒(méi)有電阻,造成母線短路);此外現(xiàn)有的保護(hù)間隙裝置中大都無(wú)電阻,動(dòng)作時(shí)擊穿電流較大,易導(dǎo)致電極的燒蝕;此外,在回路中安裝有電流互感器,間隙發(fā)生擊穿,電流發(fā)生突變,互感器發(fā)出信號(hào)控制系統(tǒng)繼電保護(hù)動(dòng)作,導(dǎo)致斷電。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005]本發(fā)明是為了解決傳統(tǒng)的電抗器過(guò)電壓保護(hù)中,單獨(dú)使用阻容吸收電路時(shí)所需電容體積大,造價(jià)高,單獨(dú)使用間隙保護(hù)裝置時(shí),保護(hù)間隙頻繁動(dòng)作會(huì)增大間隙擊穿電壓的分散性,降低保護(hù)間隙的壽命問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種用于干式空心電抗器投切過(guò)電壓保護(hù)的保護(hù)電路。[0006]一種用于干式空心電抗器投切過(guò)電壓保護(hù)的保護(hù)電路,它包括斷路器、第一電抗器、第二電抗器、第三電抗器、第一阻容吸收裝置、第二阻容吸收裝置、第三阻容吸收裝置、第一保護(hù)間隙、第二保護(hù)間隙和第三保護(hù)間隙,所述的第一阻容吸收裝置包括第一主電阻和第一吸收電容,所述的第二阻容吸收裝置包括第二主電阻和第二吸收電容,所述的第三阻容吸收裝置包括第三主電阻和第三吸收電容,
      [0007]所述的斷路器的三相輸入端與電網(wǎng)連接,所述的斷路器三相輸出端中A相輸出端同時(shí)與第一電抗器的一端和第一主電阻的一端連接,所述的斷路器三相輸出端中B相輸出端同時(shí)與第二電抗器的一端和第二主電阻的一端連接,所述的斷路器三相輸出端中C相輸出端同時(shí)與第三電抗器的一端和第三主電阻的一端連接,所述的第一主電阻的另一端同時(shí)與第一吸收電容的一端和第一保護(hù)間隙的一端連接,所述的第二主電阻的另一端同時(shí)與第二吸收電容的一端和第二保護(hù)間隙的一端連接,所述的第三主電阻的另一端同時(shí)與第三吸收電容的一端和第三保護(hù)間隙的一端連接,所述的第一電抗器的另一端、第一吸收電容的另一端、第一保護(hù)間隙的另一端、第二電抗器的另一端、第二吸收電容的另一端、第二保護(hù)間隙的另一端、第三電抗器的另一端、第三吸收電容的另一端和第三保護(hù)間隙的另一端同時(shí)和電源地連接。
      [0008]原理分析:本發(fā)明所述的一種用于干式空心電抗器投切過(guò)電壓保護(hù)的保護(hù)電路以兩種工作方式工作,即阻容吸收方式和保護(hù)間隙一電阻方式,
      [0009](A):阻容吸收方式:在被截?cái)嚯娏鬏^低時(shí),阻容吸收裝置可以限制電抗器兩端過(guò)電壓幅值,使其不能達(dá)到保護(hù)間隙的擊穿電壓,保護(hù)間隙處于斷路狀態(tài),簡(jiǎn)化電路原理如附圖4所示,
      [0010]當(dāng)斷路器斷開(kāi)產(chǎn)生截流后,電抗器和各自的阻容元件構(gòu)成RLC振蕩電路,回路電流方程滿足:
      [0011]
      【權(quán)利要求】
      1.一種用于干式空心電抗器投切過(guò)電壓保護(hù)的保護(hù)電路,其特征在于,它包括斷路器(QF)、第一電抗器(DK-1)、第二電抗器(DK-2)、第三電抗器(DK-3)、第一阻容吸收裝置、第二阻容吸收裝置、第三阻容吸收裝置、第一保護(hù)間隙(Ga)、第二保護(hù)間隙(Gb)和第三保護(hù)間隙(Ge),所述的第一阻容吸收裝置包括第一主電阻(Rsa)和第一吸收電容(CSA),所述的第二阻容吸收裝置包括第二主電阻(Rsb)和第二吸收電容(CSB),所述的第三阻容吸收裝置包括第三主電阻(Rsc)和第三吸收電容(Csc),所述的斷路器(QF)的三相輸入端與電網(wǎng)連接,所述的斷路器(QF)三相輸出端中A相輸出端同時(shí)與第一電抗器(DK-1)的一端和第一主電阻(Rsa)的一端連接,所述的斷路器(QF)三相輸出端中B相輸出端同時(shí)與第二電抗器(DK-2)的一端和第二主電阻(Rsb)的一端連接,所述的斷路器(QF)三相輸出端中C相輸出端同時(shí)與第三電抗器(DK-3)的一端和第三主電阻(Rsc)的一端連接,所述的第一主電阻(Rsa)的另一端同時(shí)與第一吸收電容(Csa)的一端和第一保護(hù)間隙(Ga)的一端連接,所述的第二主電阻(Rsb)的另一端同時(shí)與第二吸收電容(Csb)的一端和第二保護(hù)間隙(Gb)的一端連接,所述的第三主電阻(Rsc)的另一端同時(shí)與第三吸收電容(Csc)的一端和第三保護(hù)間隙(Ge)的一端連接,所述的第一電抗器(DK-1)的另一端、第一吸收電容(Csa)的另一端、第一保護(hù)間隙(Ga)的另一端、第二電抗器(DK-2)的另一端、第二吸收電容(Csb)的另一端、第二保護(hù)間隙(Gb)的另一端、第三電抗器(DK-3)的另一端、第三吸收電容(Csc)的另一端和第三保護(hù)間隙(Ge)的另一端同時(shí)和電源地連接。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于干式空心電抗器投切過(guò)電壓保護(hù)的保護(hù)電路,其特征在于,它還包括第一保護(hù)電阻(Ra)、第二保護(hù)電阻(Rb)和第三保護(hù)電阻(Re); 所述的第一保護(hù)電阻(Ra)串聯(lián)在第一主電阻(Rsa)和第一吸收電容(Csa)之間,并且第一保護(hù)電阻(Ra)和第一吸收電容(Csa)串聯(lián)連接后與第一保護(hù)間隙(Ga)并聯(lián)連接, 所述的第二保護(hù)電阻(Rb)串聯(lián)在第二主電阻(Rsb)和第二吸收電容(Csb)之間,并且第二保護(hù)電阻(Rb)和第二吸收電容(Csb)串聯(lián)連接后與第二保護(hù)間隙(Gb)并聯(lián)連接, 所述的第三保護(hù)電阻(Re)串聯(lián)在第三主電阻(Rsc)和第三吸收電容(Csc)之間,并且第三保護(hù)電阻(Re)和第三吸收電容(Csc)串聯(lián)連接后與第三保護(hù)間隙(Ge)并聯(lián)連接。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于干式空心電抗器投切過(guò)電壓保護(hù)的保護(hù)電路,其特征在于,它還包括第一熔斷器(FUa)、第二熔斷器(FUb)和第三熔斷器(FUc);所述的第一熔斷器(FUa)串聯(lián)在斷路器(QF)的A相輸出端和第一主電阻(Rsa)之間,所述的第二熔斷器(FUb)串聯(lián)在斷路器(QF)的B相輸出端和第二主電阻(Rsb)之間,所述的第三熔斷器(FUc)串聯(lián)在斷路器(QF)的C相輸出端和第三主電阻(Rsc)之間。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于干式空心電抗器投切過(guò)電壓保護(hù)的保護(hù)電路,其特征在于,所述的第一電抗器(DK-1)、第二電抗器(DK-2)和第三電抗器(DK-3)均為干式空心電抗器。
      【文檔編號(hào)】H02H9/04GK103532123SQ201310521672
      【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
      【發(fā)明者】王永紅, 高自偉, 朱學(xué)成, 聶洪巖, 張健, 趙淼, 楊飛 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 哈爾濱理工大學(xué), 黑龍江省電力科學(xué)研究院
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