一种可控型金属氧化物避雷器及过电压控制方法技术

本发明专利技术公开了一种可控型金属氧化物避雷器及过电压控制方法，所述避雷器包括：串联连接的避雷器固定单元和避雷器可控单元，与所述避雷器固定单元并联的第一电阻，与所述避雷器可控单元并联的第二电阻，以及与是避雷器可控单元并联的控制单元；过电压控制方法包括：在受到冲击电压后，所述可控型金属氧化物避雷器接收动作命令，所述电力电子开关合闸，电流依次流经所述第一电阻和避雷器固定单元组成的并联支路、电感和电力电子开关；一段时间后，旁通断路器合闸；再一段时间后，电力电子开关的触发脉冲停发，电子电子开关断开，电流依次流经第一电阻和避雷器固定单元组成的并联支路、电感和旁通断路器，将冲击电压的电流导向大地。

A controllable MOA and over-voltage control method

The invention discloses a controllable metal oxide arrester and an over-voltage control method. The arrester includes: a fixed unit and a controllable unit of the arrester connected in series, a first resistance in parallel with the fixed unit of the arrester, a second resistance in parallel with the controllable unit of the arrester, and a control unit in parallel with the controllable unit of the arrester; over-voltage control The method comprises the following steps: after receiving the impulse voltage, the controllable metal oxide arrester receives the action command, the power electronic switch is closed, and the current flows through the parallel branch, the inductance and the power electronic switch composed of the first resistance and the arrester fixed unit in turn; after a period of time, the bypass circuit breaker is closed; after another period of time, the trigger pulse of the power electronic switch When the generator is stopped, the electronic switch is disconnected, and the current flows through the parallel branch, inductance and bypass circuit breaker composed of the first resistor and the arrester fixed unit in turn, guiding the current of impulse voltage to the ground.

【技术实现步骤摘要】
一种可控型金属氧化物避雷器及过电压控制方法
本专利技术涉及超特高压一次设备
，并且更具体地，涉及一种可控型金属氧化物避雷器及过电压控制方法。
技术介绍
金属氧化物避雷器(MOA)是用于保护输变电设备的绝缘免受过电压危害的重要保护电器，它具有响应快、伏安特性平坦、性能稳定、通流容量大、残压低、寿命长、结构简单等优点，广泛使用于发电、输电、变电、配电等系统中。金属氧化物避雷器的非线性电阻阀片主要成分是氧化锌。氧化锌阀片在正常工作电压下其电阻值很高，实际上相当于一个绝缘体，而在过电压作用下，电阻片的电阻很小，残压很低，使设备得到保护，而过电压消失之后，它又恢复原状。现有的可控避雷器一般采用机械开关或电力电子开关控制短接部分阀片，从而达到控制避雷器保护特性的，在满足可靠性的条件下，可深度抑制操作过电压，取消断路器合闸电阻，显著提高工程经济性。但是，采用机械开关路线的可控避雷器响应较电力电子开关响应慢，存在时间延迟，同时有敞开式电弧和间隙电弧烧蚀等问题。当振荡过电压峰值瞬时低于固定部分避雷器的直流参考电压时，机械开关的火花间隙会熄弧，而再次高于直流参考电压时，触发间隙需要重新点火触发，若多次振荡间隙存在导通不成功的概率增大，会存在产生较高过电压隐患。另一方面，采用电力电子开关的可控避雷器存在电力电子开关与避雷器可控部分并联后避雷器固定单元的荷电率提高的问题。
技术实现思路
本专利技术提出一种可控型金属氧化物避雷器及过电压控制方法，以解决如何快速实现过电压控制以及保持可控避雷器固定单元的荷电率稳定的问题。为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种可控型金属氧化物避雷器，包括：串联连接的避雷器固定单元和避雷器可控单元，与所述避雷器固定单元并联的第一电阻，与所述避雷器可控单元并联的第二电阻，以及与所述避雷器可控单元并联的控制单元；所述避雷器固定单元的一端与系统相连接，所述避雷器可控单元的一端与接地点连接；所述第一电阻和第二电阻，分别用于控制所述避雷器固定单元和避雷器可控单元的荷电率保持稳定；所述控制单元包括：电感、电力电子开关和旁通断路器；电感的一端与所述第一电阻相连接，电感的另一端串联连接所述电力电子开关后接地；所述旁通断路器与所述电力电子开关并联；所述避雷器固定单元和避雷器可控单元用于在受到冲击电压时立即动作，利用所述控制单元旁路所述避雷器可控单元，将冲击电压的电流导向大地。优选地，其中所述控制单元，还包括：第三电阻和真空断路器，所述第三电阻和真空断路器并联后与所述电力电子开关串联并接地，用于确保所述电力电子开关的成功开断。优选地，其中所述控制单元和第二电阻并联后的等效电阻与所述第一电阻的阻值之比小于等于预设的比值阈值。优选地，其中所述预设的比值阈值为所述避雷器固定单元与所述避雷器可控单元1mA直流参考电压比值。优选地，其中所述避雷器固定单元和避雷器可控单元均设有多个串联的金属氧化物阀片，并且金属氧化物阀片的数量可调节。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种使用如上所述的可控型金属氧化物避雷器进行过电压控制的方法，所述方法包括：在受到冲击电压前，电力电子开关处于断开状态，旁通断路器处于断开状态，电流流经所述第一电阻和第二电阻串联的支路以及避雷器固定单元和避雷器可控单元串联的支路；在受到冲击电压后，所述可控型金属氧化物避雷器接收动作命令，所述电力电子开关合闸，电流依次流经所述第一电阻和避雷器固定单元组成的并联支路、电感和电力电子开关；一段时间后，所述旁通断路器合闸，电流依次流经所述第一电阻和避雷器固定单元组成的并联支路、电感以及电力电子开关和旁通电路器组成的并联支路；再一段时间后，所述电力电子开关的触发脉冲停发，电子电子开关由闭合转换为断开状态，电流依次流经所述第一电阻和避雷器固定单元组成的并联支路、电感和旁通断路器，将冲击电压的电流导向大地。优选地，其中所述方法还包括：设置第三电阻和真空断路器并联后与所述电力电子开关串联并接地，以确保所述电力电子开关的成功开断；在受到冲击电压前，电力电子开关处于断开状态，旁通断路器处于断开状态，真空断路器处于合闸状态，电流流经所述第一电阻和第二电阻串联的支路以及避雷器固定单元和避雷器可控单元串联的支路；在受到冲击电压后，所述可控型金属氧化物避雷器接收动作命令，所述电力电子开关合闸，电流依次流经所述第一电阻和避雷器固定单元组成的并联支路、电感、电力电子开关和真空断路器；一段时间后，所述旁通断路器合闸，电流依次流经所述第一电阻和避雷器固定单元组成的并联支路、电感、电力电子开关与真空断路器串联后和旁通电路器组成的并联支路；再一段时间后，所述电力电子开关的触发脉冲停发，真空断路器断开，电子电子开关由闭合转换为断开状态，电流依次流经所述第一电阻和避雷器固定单元组成的并联支路、电感和旁通断路器，将冲击电压的电流导向大地。优选地，其中所述控制单元和第二电阻并联后的等效电阻与所述第一电阻的阻值之比小于等于预设的比值阈值。优选地，其中所述预设的比值阈值为所述避雷器固定单元与所述避雷器可控单元1mA直流参考电压比值。优选地，其中所述避雷器固定单元和避雷器可控单元均设有多个串联的金属氧化物阀片，并且金属氧化物阀片的数量可调节。本专利技术提供了一种可控型金属氧化物避雷器及过电压控制方法，所述避雷器包括：串联连接的避雷器固定单元和避雷器可控单元，与所述避雷器固定单元并联的第一电阻，与所述避雷器可控单元并联的第二电阻，以及与所述避雷器可控单元并联的控制单元；过电压控制方法包括：在受到冲击电压后，所述可控型金属氧化物避雷器接收动作命令，所述电力电子开关合闸，电流依次流经所述第一电阻和避雷器固定单元组成的并联支路、电感和电力电子开关；一段时间后，旁通断路器合闸，电流依次流经所述第一电阻和避雷器固定单元组成的并联支路、电感以及电力电子开关和旁通电路器组成的并联支路；再一段时间后，电力电子开关的触发脉冲停发，电子电子开关由闭合转换为断开状态，电流依次流经所述第一电阻和避雷器固定单元组成的并联支路、电感和旁通断路器，将冲击电压的电流导向大地。本专利技术的可控避雷器的响应速度快，无延迟且无敞开式电弧和间隙电弧烧蚀等，并且在电力电子开关与避雷器可控部分并联后避雷器固定单元的荷电率维持稳定。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为根据本专利技术实施方式的可控型金属氧化物避雷器100的结构示意图；图2为根据本专利技术又一实施方式的可控型金属氧化物避雷器200的结构示意图；以及图3为根据本专利技术实施方式的利用可控型金属氧化物避雷器进行过电压控制的方法300的流程图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可控型金属氧化物避雷器，其特征在于，包括：串联连接的避雷器固定单元和避雷器可控单元，与所述避雷器固定单元并联的第一电阻，与所述避雷器可控单元并联的第二电阻，以及与所述避雷器可控单元并联的控制单元；所述避雷器固定单元的一端与系统相连接，所述避雷器可控单元的一端与接地点连接；所述第一电阻和第二电阻，用于控制所述避雷器固定单元和避雷器可控单元的荷电率保持稳定；所述控制单元包括：电感、电力电子开关和旁通断路器；电感的一端与所述第一电阻相连接，电感的另一端串联连接所述电力电子开关后接地；所述旁通断路器与所述电力电子开关并联；所述避雷器固定单元和避雷器可控单元用于在受到冲击电压时立即动作，利用所述控制单元旁路所述避雷器可控单元，将冲击电压的电流导向大地。

【技术特征摘要】
1.一种可控型金属氧化物避雷器，其特征在于，包括：串联连接的避雷器固定单元和避雷器可控单元，与所述避雷器固定单元并联的第一电阻，与所述避雷器可控单元并联的第二电阻，以及与所述避雷器可控单元并联的控制单元；所述避雷器固定单元的一端与系统相连接，所述避雷器可控单元的一端与接地点连接；所述第一电阻和第二电阻，用于控制所述避雷器固定单元和避雷器可控单元的荷电率保持稳定；所述控制单元包括：电感、电力电子开关和旁通断路器；电感的一端与所述第一电阻相连接，电感的另一端串联连接所述电力电子开关后接地；所述旁通断路器与所述电力电子开关并联；所述避雷器固定单元和避雷器可控单元用于在受到冲击电压时立即动作，利用所述控制单元旁路所述避雷器可控单元，将冲击电压的电流导向大地。2.根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于，所述控制单元，还包括：第三电阻和真空断路器，所述第三电阻和真空断路器并联后与所述电力电子开关串联并接地，用于确保所述电力电子开关的成功开断。3.根据权利要求1或2所述的避雷器，其特征在于，所述控制单元和第二电阻并联后的等效电阻与所述第一电阻的阻值之比小于等于预设的比值阈值。4.根据权利要求3所述的避雷器，其特征在于，所述预设的比值阈值为所述避雷器固定单元与所述避雷器可控单元的1mA直流参考电压比值。5.根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于，所述避雷器固定单元和避雷器可控单元均设有多个串联的金属氧化物阀片，并且金属氧化物阀片的数量可调节。6.一种使用如权利要求1所述的可控型金属氧化物避雷器进行电压控制的方法，其特征在于，所述方法包括：在受到冲击电压前，电力电子开关处于断开状态，旁通断路器处于断开状态，电流流经所述第一电阻和第二电阻串联的支路以及避雷器固定单元和避雷器可控单元串联的支路；在受到冲击电压后，所述可控型金属氧化物避雷器接收动作命令，所述电力电子开关合闸，电流依次流经所述第一电阻和...

【专利技术属性】
技术研发人员：何慧雯，周沛洪，严飞，李晓岚，周娇，王磊，娄颖，李振强，范冕，万磊，尹婷，劳斯佳，陈颖翠，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11