一種并聯(lián)電抗器智能投切裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及到涉及一種并聯(lián)電抗器智能投切裝置，特別適用于35kV等并聯(lián)電抗 器的智能投切。
【背景技術】
[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），嚴重的將造成設備燒毀， 甚至爆炸?？漳妇€投切并聯(lián)電抗器時的線路側(cè)操作過電壓甚至會引起所變損毀，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：（1)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)復燃過電壓。斷路器開斷過程中如果斷口間恢復電壓上升率大于絕緣恢復速 度，恢復電壓會將斷口擊穿產(chǎn)生復燃過電壓。復燃發(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)復燃。由于電壓級升效 應，斷口重復"開斷-復燃"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， 單次開斷中復燃次數(shù)最高達128次，三相復燃過程持續(xù)時間最長達5ms，后復燃相瞬態(tài)恢復 電壓上升率可高達13kV/y s，無保護情況下相間過電壓可超過8. Opu，相對地過電壓均可 超過4. Opu，嚴重威脅設備安全。
[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，這些裝置實施復雜、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] 本發(fā)明的目的是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種并聯(lián)電抗器智能投切裝置，通過 引入深度濾波器進行高壓并聯(lián)電容器的智能投切，以實現(xiàn)35kV等高壓設備的無功補償設 備的智能投切。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案為：一種并聯(lián)電抗器智能投切裝置，由 IGBT組、電流互感器、控制器、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、深度濾波器和觸發(fā)板組成，其中IGBT組包括A 相IGBT、B相IGBT和C相IGBT，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)換器和傳輸光纖，其主要功能是 實現(xiàn)控制器和IGBT組觸發(fā)板之間的電信號進行光電信號的轉(zhuǎn)換，并將光信號通過光纖傳 輸；觸發(fā)板與每個IGBT的控制極相連，用以輸出觸發(fā)IGBT組所需的觸發(fā)信號，電流互感器 檢測A相、B相和C相的相電流，輸出表征A相、B相和C相相電流的電壓信號，三相電壓信 號經(jīng)過深度濾波器后與控制器相連，其中深度濾波器包括低通濾波電路、電壓比較電路和 光耦隔離電路；電流互感器的另一端連接相應的電抗器，控制器通過光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與觸發(fā) 板相連，通過執(zhí)行上位機發(fā)出的指令，發(fā)送觸發(fā)信號給IGBT組的觸發(fā)板，使得與其并聯(lián)的 接觸器得以實現(xiàn)電流智能投切的效果；所述并聯(lián)電抗器投切裝置在投切時，首先通過控制 器對于IGBT組的觸發(fā)極施加正向電壓，使得IGBT組導通，并聯(lián)電抗器正常運行，當控制器 接收到上位機發(fā)出的分閘指令后，控制器檢測深度濾波器傳輸過來的電壓過零信號，即系 統(tǒng)中的電流過零信號，當系統(tǒng)某一相電流過零時，便停止對相應的IGBT的觸發(fā)極施加正向 電壓，則IGBT斷開，實現(xiàn)了并聯(lián)電抗器的切斷。
[0007] 所述深度濾波器中B相和A相之間電壓的低通濾波電路的幅頻特性、相頻特性和 截止頻率為：
【主權項】
1. 一種并聯(lián)電抗器智能投切裝置，其特征在于：由IGBT組、電流互感器、控制器、光電 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、深度濾波器和觸發(fā)板組成，其中IGBT組包括A相IGBT、B相IGBT和C相IGBT， 光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)換器和傳輸光纖，其主要功能是實現(xiàn)控制器和IGBT組觸發(fā)板之 間的電信號進行光電信號的轉(zhuǎn)換，并將光信號通過光纖傳輸；觸發(fā)板與每個IGBT的控制極 相連，用以輸出觸發(fā)IGBT組所需的觸發(fā)信號，電流互感器檢測A相、B相和C相的相電流， 輸出表征A相、B相和C相相電流的電壓信號，三相電壓信號經(jīng)過深度濾波器后與控制器相 連，其中深度濾波器包括低通濾波電路、電壓比較電路和光耦隔離電路；電流互感器的另一 端連接相應的電抗器，控制器通過光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與觸發(fā)板相連，通過執(zhí)行上位機發(fā)出的指 令，發(fā)送觸發(fā)信號給IGBT組的觸發(fā)板，使得與其并聯(lián)的接觸器得以實現(xiàn)電流過零切斷的效 果；所述并聯(lián)電抗器投切裝置在投切時，首先通過控制器對于IGBT組的觸發(fā)極施加正向電 壓，使得IGBT組導通，并聯(lián)電抗器正常運行，當控制器接收到上位機發(fā)出的分閘指令后，控 制器檢測深度濾波器傳輸過來的電壓過零信號，即系統(tǒng)中的電流過零信號，當系統(tǒng)某一相 電流過零時，便停止對相應的IGBT的觸發(fā)極施加正向電壓，則IGBT斷開，實現(xiàn)了并聯(lián)電抗 器的切斷。 所述深度濾波器中B相和A相之間電壓的低通濾波電路的幅頻特性、相頻特性和截止 頻率為：
其中，RdP R2代表分壓電阻；C代表濾波電容；uBA'代表濾波后的電壓信號，|Η(ω) I、 Φ (ω)和f。分別代表濾波器的幅頻特性，相頻特性和截止頻率，ω為頻域特性中的頻率坐 標。 電壓信號Uba'經(jīng)過電壓比較器，要滿足以下輸入電壓條件：
其中，V。代表電壓比較器的電源電壓；U ΒΑρ_ρ代表電壓Uba的峰峰值；U dW代表初始相電 壓表和fH分別代表所設定的下限頻率和上限頻率；λ = 1. 5~2代表安全系數(shù)，最優(yōu)值 為 L 78。 所述深度濾波器中A相和C相之間電壓的低通濾波電路的幅頻特性、相頻特性和截止 頻率為：
其中，RdP R2代表分壓電阻；C代表濾波電容；uBA'代表濾波后的電壓信號，|Η(ω) I、 Φ (ω)和f。分別代表濾波器的幅頻特性，相頻特性和截止頻率，ω為頻域特性中的頻率坐 標。 電壓信號Uca'經(jīng)過電壓比較器，要滿足以下輸入電壓條件：
其中，V。代表電壓比較器的電源電壓；u CAp_p代表電壓u CA的峰峰值；u dW代表初始相電 壓表和fH分別代表所設定的下限頻率和上限頻率；λ = 1. 5~2代表安全系數(shù)，最優(yōu)值 為 L 65。 所述深度濾波器中C相和B相之間電壓的低通濾波電路的幅頻特性、相頻特性和截止 頻率為：
其中，RdP R2代表分壓電阻；C代表濾波電容；ura'代表濾波后的電壓信號，|Η(ω) I、 Φ (ω)和&。分別代表濾波器的幅頻特性，相頻特性和截止頻率，ω為頻域特性中的頻率坐 標。 電壓信號Uffl'經(jīng)過電壓比較器，要滿足以下輸入電壓條件：
其中，V。代表電壓比較器的電源電壓；U 表電壓U 的峰峰值；U dW代表初始相電 壓表和fH分別代表所設定的下限頻率和上限頻率；λ = 1. 5~2代表安全系數(shù)，最優(yōu)值 為 L 96。
【專利摘要】一種并聯(lián)電抗器智能投切裝置，由IGBT組、電流互感器、控制器、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、深度濾波器和觸發(fā)板組成，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)換器和傳輸光纖，其主要功能是實現(xiàn)控制器和IGBT組觸發(fā)板之間的電信號進行光電信號的轉(zhuǎn)換，并將光信號通過光纖傳輸；觸發(fā)板與每個IGBT的控制極相連，用以輸出觸發(fā)IGBT組所需的觸發(fā)信號，電流互感器檢測A相、B相和C相的相電流，輸出相應的電壓信號，三相電壓信號經(jīng)過深度濾波器后與控制器相連，電流互感器的另一端連接相應的電抗器，控制器通過光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與觸發(fā)板相連，通過執(zhí)行上位機發(fā)出的指令，發(fā)送觸發(fā)信號給IGBT組的觸發(fā)板，使得與其并聯(lián)的接觸器得以實現(xiàn)電流過零切斷的效果。
【IPC分類】H02J3-18
【公開號】CN104682403
【申請?zhí)枴緾N201510063999
【發(fā)明人】呂春美, 湯珂奇, 岳平, 楊成鋼, 趙漢鷹, 閆東, 宋艷
【申請人】呂春美
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月9日