一種操作過電壓抑制裝置制造方法
【專利摘要】一種操作過電壓抑制裝置，該裝置包括主開關回路、合閘阻尼回路以及均壓回路，主開關回路與合閘阻尼回路、均壓回路并聯連接，裝置還并聯有保護電路進行過電壓保護，設置采樣單元以及傳輸單元進行采樣及數據傳輸，操作過電壓抑制裝置采用多合閘開關結構能夠可靠的防止單個合閘開關帶來的發熱影響，并采用并接保護裝置防止過電壓對裝置造成傷害，以及采用監控裝置對抑制裝置進行監控以確認抑制裝置的工作狀態，具有長期運行的可靠性與穩定性。
【專利說明】一種操作過電壓抑制裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種超高壓系統的過電壓抑制裝置，具體的是一種操作過電壓抑制器。
【背景技術】
[0002]超高壓系統中，由于電力系統自己內部原因所引起的過電壓，則稱為內部過電壓。這是由于在電力系統中有電場慣性元件(電容)和磁場慣性元件(電感)，當進行斷路器操作時(包括正常操作和事故操作)，電力系統就會由一種穩定狀態過渡到另一種穩定狀態，系統元件中的電磁場能量要進行重新分配，這是一個振蕩過程，當系統參數配合不當時就會出現很高的過電壓。內部過電壓包括兩類，暫態過電壓和操作過電壓，由于高壓輸電線路大都具有遠距離、大容量輸送電能的特點，使得合分閘操作過電壓會對線路設備和系統安全帶來很大的影響，操作過電壓的危害主要就是破壞設備絕緣，對于電壓等級低一些的系統，操作過電壓不是決定絕緣水平的因素，但隨著系統電壓的提高，操作過電壓的問題就很突出，若不采取限壓措施，將導致設備絕緣費用的迅速增加。
[0003]專利文獻CNCN200910168255采用了一種分合閘系統，其在斷路器設置時，采用了并聯的結構，即采用了電阻開關與合閘電阻串聯后再與主開關進行并聯的結構，其將合閘開關先合上，將合閘電阻串聯接入電路，再將主開關合上，將合閘電阻短接，這樣在合閘過程中，合閘電路的合閘電阻對振蕩起到了阻尼的作用，降低了合閘操作過電壓的幅值。
[0004]但是當由于輸電線路中產生的振蕩較大時，采用一個合閘電阻及斷路器容易產生斷路器在合閘時，電阻發熱速度過快而導致電阻損壞，而主開關不能及時在合閘電路進行合閘后合上，則容易導致電阻過熱爆炸。因此，該分合閘系統還存在缺陷，使得超高壓輸電系統在長期的輸電運行中的穩定性與可靠性受到影響。
【發明內容】
[0005]基于現有技術中存在的問題，本發明提供一種操作過電壓抑制裝置，該裝置包括主開關回路、合閘阻尼回路以及均壓回路，主開關回路與合閘阻尼回路、均壓回路并聯連接，其中主開關回路具有主斷路器，合閘阻尼回路具有依次串聯的合閘電阻一、合閘開關一、合閘電阻二以及合閘開關二，均壓回路采用串聯的均壓電容一和均壓電容二，或采用串聯的RC均壓電路一和RC均壓電路二，串聯的均壓電容一和均壓電容二的連接處，或串聯的RC均壓電路一和RC均壓電路二的連接處與合閘開關一與合閘電阻二的連接處相連接。
[0006]合閘電阻主要是通過將電網中的部分電能吸收轉化為熱能來達到削弱電磁振蕩限制過電壓的目的。在斷路器合閘或重合閘過程中，在主觸頭閉合之前，先在負荷回路中短時串入一個合閘電阻，從而阻尼了暫態過電壓。過電壓的優化控制要求根據電源阻抗水平、線路長度和參數來正確地選用合閘電阻。合閘電阻接通時流過的電流很小持續時間很短。斷路器合閘時電阻提前于主斷口合閘，主斷口合閘后電阻斷口被主斷口短接；斷路器分閘時電阻斷口要先于主斷口分閘，保證主斷口分段線路電流和短路電流。均壓電容器或RC均壓電路分別并聯在斷口中用以防止兩個合閘開關的合閘不同步導致合閘電壓不同，從而產生觸頭熔焊或燃弧，合閘電阻則是用于限制合閘過電壓的，兩個合閘開關與合閘電阻串聯；合閘時，兩個合閘開關要主斷路器先合閘，這樣合閘電阻會先投入工作，等到主斷路器合上時，合閘開關就會被主斷口短接而退出運行。
[0007]該操作過電壓抑制裝置還并聯有保護電路，該保護電路采用金屬氧化物限壓器，如避雷器，當主開關或合閘阻尼回路或均壓回路發生過電壓或合分閘故障時進行電壓的泄放，保護裝置平穩合分閘并能抵抗一定過電壓的影響。
[0008]為了方便變電站人員或遠程控制中心能夠了解各個裝置是否處于正常工作狀態，即限壓器是否導通、損壞，開關是否正常合閘，電阻是否過熱損壞等，需要設置采樣裝置，本發明的采樣裝置包括電壓采樣單元、電流采樣單元、溫度采樣單元以及視頻監控單元，電壓采樣單元包括采集主斷路器、合閘開關、合閘電阻以及限壓器的電壓，電流采樣單元采集合閘回路以及主斷路器回路的電流，溫度采樣單元采集電阻的溫度，視頻監控單元可僅在重要的抑制裝置中設置，進行視頻監控以確認裝置的工作狀態，采樣裝置將數據采樣后通過A/D轉換單元與處理器相連，處理器對數據進行處理后打上時標通過光發射單元將數據進行電光轉換后，通過光纖傳輸給變電站或遠程控制中心，變電站或遠程控制中心通過光接收單元接收數據并對數據進行分析以實現監控操作過電壓抑制裝置的工作狀況。
[0009]本發明的操作過電壓抑制裝置還采用同期合閘裝置，其是通過計算控制命令的延時，然后在期望的理論電壓或電流相位處依次控制斷路器三相關合或開斷，同期分合閘裝置采集母線或線路的一相電壓作為參考電壓，在感性負載下，電壓與電流的向量關系可認為是電壓超前電流90度，即電壓在最大值時電流過零。系統發出合閘命令至裝置，裝置則以參考電壓的下一個電壓過零點時間點作為合閘脈沖的觸發計時時刻，根據斷路器固有的操作時間，計算得出斷路器合閘命令發出延遲時間Td，這樣斷路器電流就可以控制從合適的時間開始，觸頭間電流的開始時間要早于觸頭實際接觸的時間是由于斷路器觸頭存在預起弧情況，因此觸頭的實際接觸時間要遲于系統電壓的峰值時間(即電流零點)，其時差為預起弧時間。可以分別調整和設定三相的預起弧時間實現斷路器的同期合閘。
[0010]本發明的操作過電壓抑制裝置采用多合閘開關結構能夠可靠的防止單個合閘開關帶來的發熱影響，并采用并接保護裝置防止過電壓對裝置造成傷害，以及采用監控裝置對抑制裝置進行監控以確認抑制裝置的工作狀態，具有長期運行的可靠性與穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是現有技術中的操作過電壓抑制裝置。
[0012]圖2是本發明提供的操作過電壓抑制裝置。
【具體實施方式】
[0013]操作過電壓抑制裝置包括主開關回路、合閘阻尼回路以及均壓回路，主開關回路與合閘阻尼回路、均壓回路并聯連接，其中主開關回路具有主斷路器，合閘阻尼回路具有依次串聯的合閘電阻一、合閘開關一、合閘電阻二以及合閘開關二，均壓回路采用串聯的均壓電容一和均壓電容二，或采用串聯的RC均壓電路一和RC均壓電路二，串聯的均壓電容一和均壓電容二的連接處，或串聯的RC均壓電路一和RC均壓電路二的連接處與合閘開關一與合閘電阻二的連接處相連接。
[0014]合閘電阻主要是通過將電網中的部分電能吸收轉化為熱能來達到削弱電磁振蕩限制過電壓的目的。在斷路器合閘或重合閘過程中，在主觸頭閉合之前，先在負荷回路中短時串入一個合閘電阻，從而阻尼了暫態過電壓。過電壓的優化控制要求根據電源阻抗水平、線路長度和參數來正確地選用合閘電阻。合閘電阻接通時流過的電流很小持續時間很短。斷路器合閘時電阻提前于主斷口合閘，主斷口合閘后電阻斷口被主斷口短接；斷路器分閘時電阻斷口要先于主斷口分閘，保證主斷口分段線路電流和短路電流。均壓電容器或RC均壓電路分別并聯在斷口中用以防止兩個合閘開關的合閘不同步導致合閘電壓不同，從而產生觸頭熔焊或燃弧，合閘電阻則是用于限制合閘過電壓的，兩個合閘開關與合閘電阻串聯；合閘時，兩個合閘開關要主斷路器先合閘，這樣合閘電阻會先投入工作，等到主斷路器合上時，合閘開關就會被主斷口短接而退出運行。
[0015]該操作過電壓抑制裝置還并聯有保護電路，該保護電路采用金屬氧化物限壓器，如避雷器，當主開關或合閘阻尼回路或均壓回路發生過電壓或合分閘故障時進行電壓的泄放，保護裝置平穩合分閘并能抵抗一定過電壓的影響。
[0016]為了方便變電站人員或遠程控制中心能夠了解各個裝置是否處于正常工作狀態，即限壓器是否導通、損壞，開關是否正常合閘，電阻是否過熱損壞等，需要設置采樣裝置，本發明的采樣裝置包括電壓采樣單元、電流采樣單元、溫度采樣單元以及視頻監控單元，電壓采樣單元包括采集主斷路器、合閘開關、合閘電阻以及限壓器的電壓，電流采樣單元采集合閘回路以及主斷路器回路的電流，溫度采樣單元采集電阻的溫度，視頻監控單元可僅在重要的抑制裝置中設置，進行視頻監控以確認裝置的工作狀態，采樣裝置將數據采樣后通過A/D轉換單元與處理器相連，處理器對數據進行處理后打上時標通過光發射單元將數據進行電光轉換后，通過光纖傳輸給變電站或遠程控制中心，變電站或遠程控制中心接收數據并對數據進行分析以實現監控操作過電壓抑制裝置的工作狀況。
[0017]本發明的斷路器還采用同期合閘裝置，其是通過計算控制命令的延時，然后在期望的理論電壓或電流相位處依次控制斷路器三相關合或開斷，同期分合閘裝置采集母線或線路的一相電壓作為參考電壓，在感性負載下，電壓與電流的向量關系可認為是電壓超前電流90度，即電壓在最大值時電流過零。系統發出合閘命令至裝置，裝置則以參考電壓的下一個電壓過零點時間點作為合閘脈沖的觸發計時時刻，根據斷路器固有的操作時間，計算得出斷路器合閘命令發出延遲時間Td，這樣斷路器電流就可以控制從合適的時間開始，觸頭間電流的開始時間要早于觸頭實際接觸的時間是由于斷路器觸頭存在預起弧情況，因此觸頭的實際接觸時間要遲于系統電壓的峰值時間(即電流零點)，其時差為預起弧時間。可以分別調整和設定三相的預起弧時間。
[0018]本發明的操作過電壓抑制裝置采用多合閘開關結構能夠可靠的防止單個合閘開關帶來的發熱影響，并采用并接保護裝置防止過電壓對裝置造成傷害，以及采用監控裝置對抑制裝置進行監控以確認抑制裝置的工作狀態，具有長期運行的可靠性與穩定性。
【權利要求】
1.一種操作過電壓抑制裝置，其特征在于，操作過電壓抑制裝置包括主開關回路、合閘阻尼回路以及均壓回路，主開關回路與合閘阻尼回路、均壓回路并聯連接。
2.如權利要求1所述的過電壓抑制裝置，其特征在于，主開關回路具有主斷路器，合閘阻尼回路具有依次串聯的合閘電阻一、合閘開關一、合閘電阻二以及合閘開關二，均壓回路采用串聯的均壓電容一和均壓電容二，或采用串聯的RC均壓電路一和RC均壓電路二，串聯的均壓電容一和均壓電容二的連接處，或串聯的RC均壓電路一和RC均壓電路二的連接處與合閘開關一與合閘電阻二的連接處相連接，所述操作過電壓抑制裝置還并聯有保護電路，保護電路采用金屬氧化物限壓器，設置采樣裝置，采樣裝置包括電壓采樣單元、電流采樣單元、溫度采樣單元以及視頻監控單元，電壓采樣單元包括采集主斷路器、合閘開關、合閘電阻以及限壓器的電壓，電流采樣單元采集合閘回路以及主斷路器回路的電流，溫度采樣單元采集電阻的溫度，視頻監控單元進行視頻監控以確認裝置的工作狀態，采樣裝置將數據采樣后通過A/D轉換單元與處理器相連，處理器對數據進行處理后打上時標通過光發射單元將數據進行電光轉換后，通過光纖傳輸給變電站或遠程控制中心，變電站或遠程控制中心通過光接收單元接收數據并對數據進行分析以實現監控操作過電壓抑制裝置的工作狀況，采用同期分合閘裝置采集母線或線路的一相電壓作為參考電壓，發出合閘命令至裝置，以參考電壓的下一個電壓過零點時間點作為合閘脈沖的觸發計時時刻，根據斷路器固有的操作時間，計算得出斷路器合閘命令發出延遲時間Td，以實現斷路器的同期合閘。
【文檔編號】H02H9/04GK104242289SQ201410559422
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月18日 優先權日:2014年10月18日
【發明者】王超, 齊征, 丁華偉, 楊峰, 高立飛 申請人:國家電網公司, 國網河南省電力公司檢修公司