[發(fā)明專利]一種用于防止濾波器中的高壓電容器被擊穿的保護方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810049026.X
• 申請日: 2008-01-08
• 公開（公告）號: CN101483341A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張振華;趙斌;趙艷茹;宋宏濤;張紅躍;胡曉靜
• 申請（專利權(quán)）人: 許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J1/02
• 分類號: H02J1/02
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 陳 浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電學領(lǐng)域，尤其涉及直流輸電中濾波器的一種用于防止濾波器中的高壓電容器被擊穿的保護方法。本發(fā)明主要適用于直流輸電中高電壓等級的濾波器、并聯(lián)電容器等設(shè)備。

背景技術(shù)

直流輸電是國內(nèi)最近幾年迅速發(fā)展起來的電力傳輸方式，核心原理就是通過換流器把交流電整流為直流電進行輸送，再通過換流器把直流電逆變?yōu)榻涣麟娝腿虢涣麟娋W(wǎng)。由于換流器工作的非線性特點，在運行的同時會產(chǎn)生較大的諧波成分，影響交流電網(wǎng)的電能質(zhì)量；此外，整流器會從交流電網(wǎng)中吸收容性無功。因此，各種類型的濾波器設(shè)備(含并聯(lián)電容器)被廣泛地應用于換流變電站中，用于吸收諧波和提供容性無功；

高壓電容器是濾波器設(shè)備的核心部件，造價較高，運行中承受了濾波器的大部分系統(tǒng)電壓；其運行狀況直接決定了濾波器的幅頻特性。現(xiàn)在的高壓電容器都是通過多個電容器元件串、并后構(gòu)成，系統(tǒng)電壓均勻地分散到每個電容器元件上。

電容器元件的損壞，基本上是由于所承受的電壓峰值超過本身所允許的范圍后，發(fā)生擊穿(或熔斷)而損壞；同時，損壞后的電容器元件會把自身承受的電壓分散到其它電容元件上，使其它元件承受更高的電壓，更容易被擊穿，最后形成雪崩效應。

為防止電容器的損壞，最為有效的方法是直接測量高壓電容器上所承受的電壓峰值，如果超出允許范圍則及時報警或跳閘；由于高壓電容器是整個濾波器的一個組成部分，其構(gòu)成形式?jīng)Q定了無法直接測量其承受的電壓量。

為防止高壓電容器的損壞，目前的保護方案均為過電流保護方案，即測量流過高壓電容器的各次諧波電流之和的有效值，當電流值達到一定的整定值后，發(fā)出告警或跳閘信號，如下面公式所示；

I_sum＝I₁sinωt+I₂sin2ωt+…+I₅₀sin50ωt

Isum.rms=1T∫0TIsum2dt>Iset.]]>

這種過電流方案存在的主要問題是，該方案沒有直接針對電容器損壞的主要原因-承受電壓過高造成擊穿進行保護，并且流過電容器的各次諧波電流之和與電容器承受電壓之間有較大的差異，該方案不能從根本上解決高壓電容器被擊穿損壞的問題。

另外，為消除換流器工作中產(chǎn)生的特征次諧波(常規(guī)12脈動換流單元的特征次諧波為12K±1，K為正整數(shù))，濾波器的諧振頻率點一般都與換流器的特征次諧波相吻合；這樣，正常流過濾波器的電流中，特征次諧波電流占了很大的比例。目前的保護裝置由于硬件成本的限制，一般設(shè)計的采樣頻率較低(24點/周波或48點/周波)，要精確計算高次諧波量值是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種用于防止濾波器中的高壓電容器被擊穿的保護方法，以在不提高采樣頻率和增加CPU處理負擔的基礎(chǔ)上，精確地計算出高壓電容器所承受的電壓峰值，防止電容器被高電壓擊穿而損壞。

本發(fā)明的技術(shù)方案在于提供一種用于防止濾波器中的高壓電容器被擊穿的保護方法，通過測量流過高壓電容器的各次諧波電流之和，準確計算出高壓電容器上承受的電壓的峰值，當電壓超出允許范圍后，可以發(fā)出告警或跳閘信號。

具體步驟如下：