用于串联电容器安装的保护设备制造技术

要设置在对地隔离的平台上、用以连接到传送线电流（ＩＬ）的电力线（Ｌ）的串联电容器安装具有第一和第二电容器组（分别为Ｃ１和Ｃ２）。电容器组相互并联，并且非线性限压电阻器（Ｚ）与电容器组并联，第一电容器组用于传送第一电容器电流（ＩＣ１）而第二电容器组用于传送第二电容器电流（ＩＣ２）。保护设备根据安装中检测到的电流和为其评估选择的标准，在出现异常操作情况时为安装启动保护措施。保护设备包括形成表示第一和第二电容器电流之差的第一测量值（ＩＭＤ）的装置（分别为Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３和９），还包括根据所述第一测量值、在出现以下每种异常操作情况时为安装启动保护措施的装置（４、５、６）：第一和第二电容器电流之间的不平衡电流、通过所述限压电阻器的过电流（ＩＺ）以及串联电容器安装中的短路故障。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于串联电容器安装的保护设备、用于检测串联电容器安装中异常操作情况的方法以及用于形成表示串联电容器安装中差异电流的测量值的电流测量装置。串联电容器安装要放置在对地隔离的平台上，用以连接到传送线电流的电力线，它具有相互并联的第一和第二电容器组，非线性限压电阻器与这些电容器组并联，第一电容器组用于传送第一电容器电流，第二电容器组用于传送第二电容器电流。保护设备是用来根据安装中检测到的电流和为其评估选择的标准，在出现至少一种以下异常操作情况时为安装启动保护措施第一和第二电容器电流之间的不平衡电流、通过限压电阻器的过电流以及串联电容器安装中的短路故障。
技术介绍
串联电容器安装用来增加传输电力的电力线的传输能力和稳定此类电力线的操作，特别是在长高压传输线的情况中。对于一般超过145千伏的高系统电压，安装中包括的组件通常安排在对地电位隔离的平台上。在IEEE Transactions on Power Delivery第4卷第2期、1989年4月、第1369-1376页“EHV串联电容器组，平台到接地信号、继电保护和监控的新方法(EHV Series Capacitor Banks，a new approach toplatform to ground signaling，relay protection and supervision)”(MAdolfsson等人)中，描述了此类串联电容器安装的已知设计、特别是用于此类安装的保护设备。保护设备包括许多继电保护装置，安装中检测到的电流测量值会提供到这些保护装置，而保护装置根据这些测量值和继电保护装置中为评估测量值选择和设置的标准，在这些测量值指明安装的异常操作情况时启动保护措施。继电保护装置设置在处于地电位的控制室中。串联电容器的设计一般包括许多电容器单元。从引用文献中图3.1可以看到，电容器单元分成两个并联的电容器组，因此这些组中的每一组由多个电容器单元组成。除此之外，安装包括与串联电容器并联的变阻器形式的非线性限压电阻器、旁通断路器和能够触发的火花放电器，后两个组件通过阻尼电感D与串联电容器并联。电流互感器检测通过串联电容器一直流到与变阻器并联的点的电流，并且此电流的测量值会提供到反时类型的继电保护装置以防止串联电容器出现热过载。这种情况下，标准是继电保护装置的电流/反时特性。另一电流互感器检测通过串联电容器安装流出到电力线的电流、即线电流，并且此电流的测量值会提供到继电保护装置，以检测流过电力线的电流中的亚同步振荡。此处的标准是在频率大大低于电力线的系统频率的线电流中存在振荡。另一电流互感器以桥接方式连接在两个电容器组的串联部分之间，用以监视其操作模式。此电流互感器检测到的电流测量值会提供到继电保护装置，用以检测串联电容器中例如由电容器单元中内部熔断器的触发而引起的不平衡。这种情况下，标准是通过电流互感器的一定电平的电流，该电流通常与实际线电流相比，使得标准由这些电流之商构成。安装中包括的组件放置在平台上的绝缘体上，因此，上述引用文件的图3.1中组件的上述并联的一侧、即右侧电连接到平台。例如，跨过绝缘体的闪络使电流流过此连接。电流互感器检测此电流，并且其测量值会提供到继电保护装置，以检测平台的闪络。此处的标准是选择的电流电平。另一个电流互感器检测流过火花放电器的电流，并且其测量值会提供到继电保护装置，以检测通过火花放电器的任何剩余电流。这种情况下，标准是在所选时段保持的所选电流电平。在所有上述情况下，各个继电保护装置通过为此生成指令信号，闭合旁通断路器作为保护措施。另外的一个电流互感器检测流经变阻器的电流，并且此电流的测量值会提供到继电保护装置，用以形成对变阻器的过电流和热过载的组合保护。此处的标准是电流电平与计算得出的变阻器热度两者。作为保护措施，继电保护装置会启动火花放电器的触发以及闭合旁通断路器。一些情况下，上述标准也包括选择的时延，并且视启动保护措施的继电保护装置而定，这些保护措施也包括诸如暂时或明确阻断旁通断路器、通过重新打开旁通断路器自动再次接通该安装等措施。但是，关于这些保护功能执行的进一步细节不在本专利申请范围之内。它们本身为本领域的技术人员所熟悉，并且也在本文引用的文章中有更详细的描述。在同一文章中，也描述了适用于上述用途的所谓光学电流互感器。该电流互感器具有在连接棒周围的磁芯，该连接棒用来连接在要测量其电流的导体中。此外，电流互感器以熟知的方式包括具有负载的次级绕组和光电转换器，光电转换器将负载上产生的电压转换成与电压幅度对应的光信号。光信号通过连接于在电流互感器处的光电转换器和安排在地电位的光电转换器之间的光波导传送到地电位，安排在地电位的光电转换器将光信号转换成适合于相应继电保护装置的形状和电平。虽然在引用文件的图3.1中未显示，但用于各个电流互感器的光波导通常是经由所谓的平台链接传递到位于平台上的公用接线箱，所有光波导从此处经由所谓高压链接中的公用绝缘体传递到地电位(引用文件中的图2.1)。因此，保护设备包括用于电流测量装置的大量测量点，并且对于这些测量点中的每一个点，除电流互感器本身外，需要将各个光波导传递到接线箱的平台链接。除材料成本外，每个电流测量装置和其相关平台链接也需要用于安装和试运行的成本。由此构成的事实是安装中的每个组件原则上会增加安装中产生故障的风险。专利技术概述本专利技术的目的是为串联电容器安装提供保护设备以及用于检测串联电容器安装中异常操作情况的方法，其中，减少了用于具有相关平台链接的电流测量装置的测量点数量。本专利技术的另一目的是提供电流测量装置，用以形成表示串联电容器安装中第一和第二电容器组中电流之间差异的测量值。根据本专利技术，这可通过说明书导言部分中所述类型的保护设备来实现，该设备包括用于形成表示第一与第二电容器电流之间差别的第一测量值的装置，并且其中根据第一测量值启动相应的保护措施。在本专利技术的有利的进一步设计中，上述装置包括第一电流测量装置，用以检测线电流并形成表示线电流的第二测量值；第二电流测量装置，用以检测第二电容器电流并形成表示第二电容器电流的第三测量值；以及计算单元，根据第二测量值与第三测量值的二倍之间的差别形成所述第一测量值。在本专利技术的另一有利的进一步设计中，所述装置包括第三电流测量装置，用以检测第一和第二电容器电流，并根据第一与第二电容器电流之差形成第一测量值。从下面的说明和权利要求书可明白本专利技术的其它有利的改进。除其它之外，本专利技术实现以下优点用于电流测量装置的测量点数量减少到两个； 由于这些测量点可在物理上彼此相邻地安排，因而完全可避免平台链接；高压链接的光波导可直接连接到相应的电流测量装置。附图简述本专利技术将参照附图通过实施例说明来更详细地描述，附图均为示意图并且分别是单线图和框图的形式，其中附图说明图1表示根据本专利技术第一实施例、用于带有电流测量装置的串联电容器安装的主电路图；图2A表示根据本专利技术第二实施例、用于带有电流测量装置的串联电容器安装的主电路图；图2B表示用于计算测量值的计算单元，该测量值表示根据图2A的本专利技术实施例中的两个并联电容器组中的电流差别；以及图3表示根据本专利技术、用于串联电容器安装的继电保护设备的优选实施例的说明以下说明涉及保护设备、用于检测串联电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于串联电容器安装的保护设备，所述安装要放置在对地隔离的平台上，以便连接到传送线电流（ＩＬ）的电力线（Ｌ）中，具有相互并联的第一和第二电容器组（分别为Ｃ１和Ｃ２）以及与所述电容器组并联的非线性限压电阻器（Ｚ），所述第一电容器组用于传送第一电容器电流（ＩＣ１），而所述第二电容器组用于传送第二电容器电流（ＩＣ２），所述保护设备用来根据所述安装中检测到的电流和为其评估选择的标准，在出现异常操作情况时为所述安装启动保护措施，其特征在于，所述保护设备包括用于形成表示所述第一和第 二电容器电流之间差异的第一测量值（ＩＭＤ）的装置（分别为Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３和９）；以及它包括根据所述第一测量值、在以下每种异常操作情况时为所述安装启动保护措施的装置（４、５、６）：所述第一和第二电容器电流之间的不平衡、通过所述限压电阻器的过电流（ＩＺ）以及所述串联电容器安装中的短路故障。

【技术特征摘要】
SE 2000-12-1 0004428-91.用于串联电容器安装的保护设备，所述安装要放置在对地隔离的平台上，以便连接到传送线电流(IL)的电力线(L)中，具有相互并联的第一和第二电容器组(分别为C1和C2)以及与所述电容器组并联的非线性限压电阻器(Z)，所述第一电容器组用于传送第一电容器电流(IC1)，而所述第二电容器组用于传送第二电容器电流(IC2)，所述保护设备用来根据所述安装中检测到的电流和为其评估选择的标准，在出现异常操作情况时为所述安装启动保护措施，其特征在于，所述保护设备包括用于形成表示所述第一和第二电容器电流之间差异的第一测量值(IMD)的装置(分别为T1、T2、T3和9)；以及它包括根据所述第一测量值、在以下每种异常操作情况时为所述安装启动保护措施的装置(4、5、6)所述第一和第二电容器电流之间的不平衡、通过所述限压电阻器的过电流(IZ)以及所述串联电容器安装中的短路故障。2.如权利要求1所述的保护设备，其特征在于，所述装置包括检测所述线电流并形成表示所述线电流(IL)的第二测量值(IMS)的第一电流测量装置(T2)；检测所述第二电容器电流并形成表示所述第二电容器电流的第三测量值(IMC2)的第二电流测量装置(T3)；以及根据所述第二测量值与所述第三测量值的两倍之差，形成所述第一测量值的计算单元(9)。3.如权利要求1所述的保护设备，其特征在于，所述装置包括第三电流测量装置(T1)，用以检测所述第一和第二电容器电流并且根据所述第一和第二电容器电流之间的差异形成所述第一测量值。4.如权利要求3所述的保护设备，其特征在于，所述第三电流测量装置包括磁芯，用以同样检测所述第一和所述第二电容器电流，由此所述电流以彼此相反的方向通过所述芯传导。5.如权利要求3-4中任一项所述的保护设备，其特征在于，所述保护设备包括第一电流测量装置(T2)，用以形成表示所述线电流(IL)的第二测量值(IMS)。6.如权利要求2或5所述的保护设备，其特征在于，至少在所述第一与第二电容器电流之间不平衡电流的异常操作情况下，根据所述第一测量值与所述第二测量值之商启动保护措施。7.一种要设置在对地隔离的平台上、用于连接到传送线电流(IL)的电力线(L)的串联电容器安装中的方法，所述安装具有相互并联的第一和第二电容器组(分别为C1和C2)以及与所述电容器组并联的非线性限压电阻器(Z)，所述第一电容器组传送第一电容器电流(IC1)，而所述第二电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：M埃里克松，
申请(专利权)人：ABB股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]