[發明專利]串聯補償中金屬氧化物限壓器的保護裝置及串聯補償系統

有效

• 申請號: 201210268273.5
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102790387A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 姚為正;張建;何青連;王穎博;洪波;馬俊民;范彩云;胡四全;賈艷玲
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H02J3/18
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明涉及一種串聯補償中金屬氧化物限壓器的保護裝置及串聯補償系統，屬于高壓電保護系統技術領域。

背景技術

在超高壓大容量長距離交流輸電系統中使用串聯電容補償裝置，可以降低線路阻抗，改善無功平衡，增加輸電線路的輸送能力，降低線路的損耗，從而可以充分利用現有電網資源，降低輸電成本，為社會節約寶貴的土地資源，為國家節約巨額的線路建設支出，為電力企業帶來可觀的經濟效益。目前，我國已經投運的串補裝置已達50余套，覆蓋了500KV及以下各個電壓等級，而且尚有很多串補工程正在建設之中。隨著電容器制造技術和電力系統控制技術的進步，串聯電容器補償將在我國得到更充分的發展和廣泛的應用。串補起主要作用的是電容器組，配以電容器組保護設備。傳統的電容器保護設備包括金屬氧化物限壓器（MOV）、火花間隙、旁路斷路器和限流阻尼電阻等設備。見附圖1。當線路短路故障時，短路電流必定會在串補電容器組上產生高電壓，MOV的作用就是吸收短路電流的能量，限制電容器組上的過電壓。當MOV吸收的能量超過其自身允許的極限吸收能量時，串補控制裝置就要啟動火花間隙及旁路斷路器，旁路電容器組及MOV，從而對電容器組進行保護。?

由于火花間隙的容量有限，串補控制裝置在啟動火花間隙時必須同時啟動旁路斷路器把火花間隙短路。旁路斷路器必須在很短的時間內旁路火花間隙，工程中要求旁路斷路器的動作時間小于30ms。由于旁路斷路器是機械開關，其固有動作時間很難滿足小于30ms的要求，目前全球僅有ABB公司的斷路器能做到動作時間小于30ms的要求。火花間隙的啟動時間受環境溫度、濕度及機械加工工藝等的影響極大。加上目前旁路開關的固有動作時間均較相對慢（至少30ms），實際工程中往往出現由于保護不及時，造成電容器組及MOV過電壓燒毀的現象。從而造成了極大的損失。

發明內容

本發明的目的是提供一種串聯補償中金屬氧化物限壓器的保護裝置及串聯補償系統，以解決目前串聯補償中金屬氧化物限壓器MOV保護裝置由于使用火花間隙所造成的電容器組和MOV過電壓燒毀現象。

本發明為解決上述技術問題而提供一種串聯補償中金屬氧化物限壓器MOV的保護裝置，該保護裝置并聯設置于金屬氧化物限壓器MOV兩端，包括旁路斷路器、阻尼回路和電子開關，旁路斷路器和電子開關并聯后與阻尼回路串聯，所述的電子開關包括大功率半導體器件組成的閥組及其輔助系統。

所述的大功率半導體器件組成的電子開關閥組由至少兩級兩兩反并聯的晶閘管串聯構成，每級反并聯的的晶閘管兩端連接有一個阻尼電阻、一個阻尼電容和一個高電位控制電路板。

所述的輔助系統包括閥冷卻單元、VBE模塊、串補控制保護單元、電子開關控制單元、數據采集單元和監控模塊，數據采集單元的輸出端通過光纖與串補控制保護單元連接，串補控制保護單元與電子開關控制單元相連，閥冷卻單元、VBE模塊和監控模塊都與電子開關控制單元連接，串補控制保護單元的輸出端控制連接旁路斷路器，閥冷卻單元和VBE模塊與大功率半導體器連接。

所述的數據采集單元包括CPU和、AD轉換電路、光纖傳輸單元和電流采集器，電流采集器用于采集金屬氧化物限壓器MOV的電流信號，數據采集單元的輸出端通過AD轉換電路與CPU相連，電流采集器的輸出通過光纖與串補控制保護裝置連接。

所述的監控模塊包括工控機，與電子開關控制單元相連，用于對串補系統中的所有相關設備進行監視和控制。

本發明為解決上述技術問題還提供一種串聯電容器組補償系統，包括串補電容器組、金屬氧化物限壓器MOV和金屬氧化物限壓器MOV保護裝置，所述的金屬氧化物限壓器MOV保護裝置并聯設置于金屬氧化物限壓器MOV兩端，包括旁路斷路器、阻尼回路和電子開關，旁路斷路器和電子開關并聯后與阻尼回路串聯，所述的電子開關包括大功率半導體器件組成的閥組及其輔助系統。

所述的大功率半導體器件組成的電子開關閥組由至少兩級兩兩反并聯的晶閘管串聯構成，每級反并聯的的晶閘管兩端連接有一個阻尼電阻、一個阻尼電容和一個高電位控制電路板。

所述的輔助系統包括閥冷卻單元、VBE模塊、串補控制保護單元、電子開關控制單元、數據采集單元和監控模塊，數據采集單元的輸出端通過光纖與串補控制保護單元連接，串補控制保護單元與電子開關控制單元相連，閥冷卻單元、VBE模塊和監控模塊都與電子開關控制單元連接，串補控制保護單元的輸出端控制連接旁路斷路器，閥冷卻單元和VBE模塊與大功率半導體器連接。