一種并聯(lián)電抗器智能投切裝置及投切方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種并聯(lián)電抗器智能投切裝置及投切方法。
【背景技術(shù)】
[0002]35kV并聯(lián)電抗器在電力系統(tǒng)中主要用于無功補償，當系統(tǒng)無功發(fā)生變化時需要及時對這些電抗器進行投切。近年來，在投切并聯(lián)電抗器時發(fā)生了多起由于操作過電壓引起的事故，這些事故輕則引起過電壓保護裝置動作(如避雷器等)，嚴重的將造成設(shè)備燒毀，甚至爆炸。空母線投切并聯(lián)電抗器時的線路側(cè)操作過電壓甚至?xí)鹚儞p毀，主變出口短路等故障。35kV并聯(lián)電抗器投切過電壓的問題嚴重威脅著電力系統(tǒng)的安全運行和電站運維人員的人身安全。
[0003]對并聯(lián)電抗器投切過電壓產(chǎn)生機理，已經(jīng)有很多非常成熟的研宄成果。目前認為并聯(lián)電抗器投切過電壓的產(chǎn)生主要有以下幾個原因:(I)截流過電壓。當斷路器在開斷電感性小電流時，由于電弧不穩(wěn)定，在電流過零前會出現(xiàn)電流截斷現(xiàn)象。并聯(lián)電抗器投切等效回路以電容、電感為主，這種回路電壓電流不能突變，截流必然引起強烈的電磁振蕩，造成過電壓。(2)復(fù)燃過電壓。斷路器開斷過程中如果斷口間恢復(fù)電壓上升率大于絕緣恢復(fù)速度，恢復(fù)電壓會將斷口擊穿產(chǎn)生復(fù)燃過電壓。復(fù)燃發(fā)生后，斷路器斷口間出現(xiàn)高頻電流，高頻電流過零時，斷口再次熄弧，熄弧后由于斷口開距不夠，仍將出現(xiàn)復(fù)燃。由于電壓級升效應(yīng)，斷口重復(fù)“開斷-復(fù)燃”這一過程，直到斷口間的絕緣距離足夠大時，電弧熄滅。經(jīng)統(tǒng)計，單次開斷中復(fù)燃次數(shù)最高達128次，三相復(fù)燃過程持續(xù)時間最長達5ms，后復(fù)燃相瞬態(tài)恢復(fù)電壓上升率可高達13kV/μ S，無保護情況下相間過電壓可超過8.0pu，相對地過電壓均可超過4.0pu,嚴重威脅設(shè)備安全。
[0004]目前常用的并聯(lián)電抗器操作過電壓抑制措施主要是在線路中安裝氧化鋅避雷器和RC阻容吸收裝置，這些智力方法實施復(fù)雜、成本高，且不足以有效治理并聯(lián)電抗器投切過電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種并聯(lián)電抗器智能投切裝置及投切方法，采用三相電氣聯(lián)動SF6斷路器來投切并聯(lián)電抗器，在并聯(lián)電抗器退出運行過程中，通過智能選相裝置實現(xiàn)過三相電氣聯(lián)動SF6斷路器電流過零后投切，保證每一相斷路器再熄弧時刻斷口間的絕緣強度都足以耐受恢復(fù)電壓強度，從而避免首開相發(fā)生復(fù)燃，有效治理并聯(lián)電抗器操作過電壓的發(fā)生。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種并聯(lián)電抗器智能投切裝置，包括母線、與母線相連的三相電氣聯(lián)動SF6斷路器、與三相電氣聯(lián)動SF6斷路器連接的并聯(lián)電抗器、智能選相裝置，所述三相電氣聯(lián)動SF6斷路器與母線之間串聯(lián)有電流互感器，所述電流互感器的二次回路與智能選相裝置相連，所述母線上還安裝有電壓互感器，所述電壓互感器的二次回路與智能選相裝置相連。
[0007]一種采用并聯(lián)電抗器智能投切裝置的投切方法，首先三相電氣聯(lián)動SF6斷路器處于合閘狀態(tài)并聯(lián)電抗器正常運行，智能選相裝置接到分閘指令后，檢測電壓互感器電壓信號，智能選相裝置按設(shè)定的時延時間分別給三相電氣聯(lián)動SF6斷路器發(fā)分閘指令，控制三相電氣聯(lián)動SF6斷路器每一相的觸頭剛分點都在電壓90°角位置。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:采用三相電氣聯(lián)動SF6斷路器和智能選相裝置，對斷路器分閘過程實現(xiàn)智能控制，保證斷路器每一相熄弧時斷口間絕緣強度均足以耐受恢復(fù)電壓的強度，從而從根本上避免并聯(lián)電抗器操作過電壓的發(fā)生。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明一種并聯(lián)電抗器智能投切裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是二相智能選相控制原理圖。
【具體實施方式】
[0011]參閱圖1為本發(fā)明一種并聯(lián)電抗器智能投切裝置，包括母線1、與母線I相連的三相電氣聯(lián)動SF6斷路器3、與三相電氣聯(lián)動SF6斷路器3連接的并聯(lián)電抗器4、智能選相裝置6，所述三相電氣聯(lián)動SF6斷路器3與母線I之間串聯(lián)有電流互感器2，所述電流互感器2的二次回路與智能選相裝置6相連，所述母線I上還安裝有電壓互感器5，所述電壓互感器5的二次回路與智能選相裝置6相連。
[0012]—種采用并聯(lián)電抗器智能投切裝置的投切方法，首先三相電氣聯(lián)動SF6斷路器處于合閘狀態(tài)并聯(lián)電抗器正常運行，智能選相裝置接到分閘指令后，檢測電壓互感器電壓信號，智能選相裝置按設(shè)定的時延時間分別給三相電氣聯(lián)動SF6斷路器發(fā)分閘指令，控制三相電氣聯(lián)動SF6斷路器每一相的觸頭剛分點都在電壓90°角位置，即電流0°位置，保證每一相的燃弧時間均最大化，從而避免并聯(lián)電抗器操作過電壓的發(fā)生。
[0013]如圖2所示，Ia、Ib、Ic分別為三相并聯(lián)電抗器電流，t 1、t2.和t3分別是A相、B相和C相弧觸頭剛分時刻。T為電流周期，對于50Hz系統(tǒng)，T = 20ms。ta為A相燃弧時間，tb為B相燃弧時間，tc為C相燃弧時間。At為A相熄弧時間和B、C相熄弧時間差，對于中性點不接地系統(tǒng)Δ t = 5msο
[0014]A相在tl時刻弧觸頭分離，燃弧時間為ta = T/2 ；B相在t2時刻弧觸頭分離，燃弧時間tb = T/6+5ms ;C相在t3時刻弧觸頭分離，燃弧時間tc = T/3+5ms。
[0015]通過智能選相裝置控制，三相電氣聯(lián)動SF6斷路器燃弧時間均達到最大，在熄弧時刻，斷口間都具有足夠的絕緣強度來耐受恢復(fù)電壓的強度。
[0016]以30.5kV三相電氣聯(lián)動SF6斷路器為例，其投切并聯(lián)電抗器試驗表明，燃弧時間大于5ms時，復(fù)燃概率極低。所以本例所述的控制策略可以從根本上有效的治理并聯(lián)電抗器操作過電壓。
[0017]采用可以選相控制的三相電氣聯(lián)動SF6斷路器，在分閘過程中，通過智能選相裝置，控制每一相弧觸頭在電流過零點剛分，實現(xiàn)三相斷路器燃弧時間的最大化，提高了斷路器熄弧時刻斷口的絕緣強度，從而避免發(fā)生復(fù)燃，并聯(lián)電抗器操作過電壓的發(fā)生。
[0018]以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專利范圍之中。
【主權(quán)項】
1.一種并聯(lián)電抗器智能投切裝置，其特征在于:包括母線、與母線相連的三相電氣聯(lián)動SF6斷路器、與三相電氣聯(lián)動SF6斷路器連接的并聯(lián)電抗器、智能選相裝置，所述三相電氣聯(lián)動SF6斷路器與母線之間串聯(lián)有電流互感器，所述電流互感器的二次回路與智能選相裝置相連，所述母線上還安裝有電壓互感器，所述電壓互感器的二次回路與智能選相裝置相連。
2.一種采用如權(quán)利要求1所述的并聯(lián)電抗器智能投切裝置的投切方法，其特征在于:首先三相電氣聯(lián)動SF6斷路器處于合閘狀態(tài)并聯(lián)電抗器正常運行，智能選相裝置接到分閘指令后，檢測電壓互感器電壓信號，智能選相裝置按設(shè)定的時延時間分別給三相電氣聯(lián)動SF6斷路器發(fā)分閘指令，控制三相電氣聯(lián)動SF6斷路器每一相的觸頭剛分點都在電壓90°角位置。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種并聯(lián)電抗器智能投切裝置，包括母線、與母線相連的三相電氣聯(lián)動SF6斷路器、與三相電氣聯(lián)動SF6斷路器連接的并聯(lián)電抗器、智能選相裝置，三相電氣聯(lián)動SF6斷路器與母線之間串聯(lián)有電流互感器，電流互感器的二次回路與智能選相裝置相連，母線上還安裝有電壓互感器，電壓互感器的二次回路與智能選相裝置相連。投切方法，三相電氣聯(lián)動SF6斷路器處于正常運行，智能選相裝置接到分閘指令后，檢測電壓互感器電壓信號，智能選相裝置按設(shè)定的時延時間分別發(fā)分閘指令，控制三相電氣聯(lián)動SF6斷路器每一相的觸頭剛分點都在電壓90°角位置。本發(fā)明的優(yōu)點是：對斷路器分閘過程實現(xiàn)智能控制，保證斷路器每一相熄弧時斷口間絕緣強度均足以耐受恢復(fù)電壓的強度。
【IPC分類】H02J3-18
【公開號】CN104578105
【申請?zhí)枴緾N201410853897
【發(fā)明人】呂春美, 岳平, 楊成鋼, 趙漢鷹, 朱利鋒, 閻東, 葉建峰, 宋艷, 錢江, 潘華, 胡洪濤, 藍江生
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司麗水供電公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月31日