一种用于干式空心电抗器投切过电压保护的保护电路制造技术

一种用于干式空心电抗器投切过电压保护的保护电路，涉及一种干式空心电抗器的过电压保护电路。解决了传统的电抗器过电压保护中，单独使用阻容吸收电路时所需电容体积大，造价高，单独使用间隙保护装置时，保护间隙频繁动作会增大间隙击穿电压的分散性，降低保护间隙的寿命问题。可以根据被截断的电流选择合适的元件参数使本发明专利技术的保护电路满足，被截断电流较低时，阻容吸收装置控制电抗器两端的过电压幅值，使其不能达到保护间隙的击穿电压，保护间隙处于断路状态，电抗器和各自的阻容元件构成RLC振荡电路，被截断电流较大时，电抗器两端的过电压幅值较高，保护间隙被击穿，电容及其保护电阻被短路，本发明专利技术应用在对电抗器保护领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用于干式空心电抗器投切过电压保护的保护电路，涉及一种干式空心电抗器的过电压保护电路。解决了传统的电抗器过电压保护中，单独使用阻容吸收电路时所需电容体积大，造价高，单独使用间隙保护装置时，保护间隙频繁动作会增大间隙击穿电压的分散性，降低保护间隙的寿命问题。可以根据被截断的电流选择合适的元件参数使本专利技术的保护电路满足，被截断电流较低时，阻容吸收装置控制电抗器两端的过电压幅值，使其不能达到保护间隙的击穿电压，保护间隙处于断路状态，电抗器和各自的阻容元件构成RLC振荡电路，被截断电流较大时，电抗器两端的过电压幅值较高，保护间隙被击穿，电容及其保护电阻被短路，本专利技术应用在对电抗器保护领域。【专利说明】—种用于干式空心电抗器投切过电压保护的保护电路
本专利技术涉及一种干式空心电抗器的过电压保护电路。
技术介绍
在超高压大容量电网中，为了补偿电网的无功功率，要求安装一定数量的电抗器。干式空心电抗器采用多包封并绕结构型式，与铁心电抗器相比较，具有价格低、结构简单、重量轻、电抗值线性、损耗低、维护方便等技术优势。从上世纪九十年代开始，电力系统广泛使用干式空心电抗器。随着干式空心电抗器投运数量及投运时间的增加，事故也逐步增多，并经常着火燃烧，给电力系统安全运行带来了很大影响。现场调查和解剖研究表明干式空心电抗器故障多数是匝间绝缘缺陷造成匝间短路引发的。大量的数据表明，各种过电压是引起电抗器匝间绝缘缺陷，最终导致短路的主要原因。降低干式空心电抗器上过电压水平不仅可以有效地减缓匝间绝缘劣化，而且可以避免高幅值过电压造成匝间绝缘击穿，这对提高干式空心电抗器安全运行水平非常必要。根据电工理论的基础知识，能量不能发生突变，即电感上的电流不能发生突变，在电流连续快速变化的过程中会在电感的两端产生一定的电压值，满足e=Ldi/dt。电抗器的投合过程中，由于断路器的机械特性，会存在的弹跳现象(断路器触头结合、弹开、在结合的过程中)。触头结合的过程中，电抗器中的电流已经增大到了一定数值(电抗器中储存一定的磁场能)，触头弹开的过程中，该电流会在触头两端产生多次重燃过电压。同理，在电抗器切断的过程中，切断之前电抗器中流过较大的额定电流(储存一定的磁场能)，在断开断路器的过程中(投切截流产生过电压描述)，该电流会在电抗器的两端产生截断过电压。常用的过电压保护方法主要有为氧化锌避雷器、阻容吸收电路、保护间隙。无间隙金属氧化物避雷器存在固有的热稳定问题，会因多次承受过电压作用而老化，最终在持续运行电压或过电压作用下，失去热稳定而损坏或爆炸。此外，运行多年的电抗器绝缘水平会降低，可能会出现其绝缘水平低于避雷器保护电压的情况，不能达到满意的保护效果。在干式空心电抗器保护领域，为了达到保护的效果，阻容吸收法常常需要额定电压较高的大电容，其体积、造价等问题限制了其在电网中大范围推广。间隙保护装置在间隙击穿时产生的高能电弧会导致电极表面出现缺陷，频繁动作会增大间隙击穿电压的分散性，最终使间隙损坏(一般间隙保护没有电阻，造成母线短路)；此外现有的保护间隙装置中大都无电阻，动作时击穿电流较大，易导致电极的烧蚀；此外，在回路中安装有电流互感器，间隙发生击穿，电流发生突变，互感器发出信号控制系统继电保护动作，导致断电。
技术实现思路
本专利技术是为了解决传统的电抗器过电压保护中，单独使用阻容吸收电路时所需电容体积大，造价高，单独使用间隙保护装置时，保护间隙频繁动作会增大间隙击穿电压的分散性，降低保护间隙的寿命问题，本专利技术提供了一种用于干式空心电抗器投切过电压保护的保护电路。一种用于干式空心电抗器投切过电压保护的保护电路，它包括断路器、第一电抗器、第二电抗器、第三电抗器、第一阻容吸收装置、第二阻容吸收装置、第三阻容吸收装置、第一保护间隙、第二保护间隙和第三保护间隙，所述的第一阻容吸收装置包括第一主电阻和第一吸收电容，所述的第二阻容吸收装置包括第二主电阻和第二吸收电容，所述的第三阻容吸收装置包括第三主电阻和第三吸收电容，所述的断路器的三相输入端与电网连接，所述的断路器三相输出端中A相输出端同时与第一电抗器的一端和第一主电阻的一端连接，所述的断路器三相输出端中B相输出端同时与第二电抗器的一端和第二主电阻的一端连接，所述的断路器三相输出端中C相输出端同时与第三电抗器的一端和第三主电阻的一端连接，所述的第一主电阻的另一端同时与第一吸收电容的一端和第一保护间隙的一端连接，所述的第二主电阻的另一端同时与第二吸收电容的一端和第二保护间隙的一端连接，所述的第三主电阻的另一端同时与第三吸收电容的一端和第三保护间隙的一端连接，所述的第一电抗器的另一端、第一吸收电容的另一端、第一保护间隙的另一端、第二电抗器的另一端、第二吸收电容的另一端、第二保护间隙的另一端、第三电抗器的另一端、第三吸收电容的另一端和第三保护间隙的另一端同时和电源地连接。原理分析:本专利技术所述的一种用于干式空心电抗器投切过电压保护的保护电路以两种工作方式工作，即阻容吸收方式和保护间隙一电阻方式，(A):阻容吸收方式:在被截断电流较低时，阻容吸收装置可以限制电抗器两端过电压幅值，使其不能达到保护间隙的击穿电压，保护间隙处于断路状态，简化电路原理如附图4所示，当断路器断开产生截流后，电抗器和各自的阻容元件构成RLC振荡电路，回路电流方程满足:【权利要求】1.一种用于干式空心电抗器投切过电压保护的保护电路，其特征在于，它包括断路器(QF)、第一电抗器(DK-1)、第二电抗器(DK-2)、第三电抗器(DK-3)、第一阻容吸收装置、第二阻容吸收装置、第三阻容吸收装置、第一保护间隙(Ga)、第二保护间隙(Gb)和第三保护间隙(Ge)，所述的第一阻容吸收装置包括第一主电阻(Rsa)和第一吸收电容(CSA)，所述的第二阻容吸收装置包括第二主电阻(Rsb)和第二吸收电容(CSB)，所述的第三阻容吸收装置包括第三主电阻(Rsc)和第三吸收电容(Csc)，所述的断路器(QF)的三相输入端与电网连接，所述的断路器(QF)三相输出端中A相输出端同时与第一电抗器(DK-1)的一端和第一主电阻(Rsa)的一端连接，所述的断路器(QF)三相输出端中B相输出端同时与第二电抗器(DK-2)的一端和第二主电阻(Rsb)的一端连接，所述的断路器(QF)三相输出端中C相输出端同时与第三电抗器(DK-3)的一端和第三主电阻(Rsc)的一端连接，所述的第一主电阻(Rsa)的另一端同时与第一吸收电容(Csa)的一端和第一保护间隙(Ga)的一端连接,所述的第二主电阻(Rsb)的另一端同时与第二吸收电容(Csb)的一端和第二保护间隙(Gb)的一端连接，所述的第三主电阻(Rsc)的另一端同时与第三吸收电容(Csc)的一端和第三保护间隙(Ge)的一端连接，所述的第一电抗器(DK-1)的另一端、第一吸收电容(Csa)的另一端、第一保护间隙(Ga)的另一端、第二电抗器(DK-2)的另一端、第二吸收电容(Csb)的另一端、第二保护间隙(Gb)的另一端、第三电抗器(DK-3)的另一端、第三吸收电容(Csc)的另一端和第三保护间隙(Ge)的另一端同时和电源地连接。2.根据权利要求1所述的一种用于干式空心电抗器投切过电压保护的保护电路，其特征在于，它还包括第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于干式空心电抗器投切过电压保护的保护电路，其特征在于，它包括断路器（QF）、第一电抗器（DK?1）、第二电抗器（DK?2）、第三电抗器（DK?3）、第一阻容吸收装置、第二阻容吸收装置、第三阻容吸收装置、第一保护间隙（Ga）、第二保护间隙（Gb）和第三保护间隙（Gc），所述的第一阻容吸收装置包括第一主电阻（RSA）和第一吸收电容（CSA），所述的第二阻容吸收装置包括第二主电阻（RSB）和第二吸收电容（CSB），所述的第三阻容吸收装置包括第三主电阻（RSC）和第三吸收电容（CSC），所述的断路器（QF）的三相输入端与电网连接，所述的断路器（QF）三相输出端中A相输出端同时与第一电抗器（DK?1）的一端和第一主电阻（RSA）的一端连接，所述的断路器（QF）三相输出端中B相输出端同时与第二电抗器（DK?2）的一端和第二主电阻（RSB）的一端连接，所述的断路器（QF）三相输出端中C相输出端同时与第三电抗器（DK?3）的一端和第三主电阻（RSC）的一端连接，所述的第一主电阻（RSA）的另一端同时与第一吸收电容（CSA）的一端和第一保护间隙（Ga）的一端连接，所述的第二主电阻（RSB）的另一端同时与第二吸收电容（CSB）的一端和第二保护间隙（Gb）的一端连接，所述的第三主电阻（RSC）的另一端同时与第三吸收电容（CSC）的一端和第三保护间隙（Gc）的一端连接，所述的第一电抗器（DK?1）的另一端、第一吸收电容（CSA）的另一端、第一保护间隙（Ga）的另一端、第二电抗器（DK?2）的另一端、第二吸收电容（CSB）的另一端、第二保护间隙（Gb）的另一端、第三电抗器（DK?3）的另一端、第三吸收电容（CSC）的另一端和第三保护间隙（Gc）的另一端同时和电源地连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王永红，高自伟，朱学成，聂洪岩，张健，赵淼，杨飞，
申请(专利权)人：国家电网公司，哈尔滨理工大学，黑龙江省电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：