[發明專利]一種并聯電抗器智能投切裝置

有效

• 申請號: 201510063999.9
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104682403B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 趙漢鷹;呂春美;楊成鋼;王笑棠;閆東;葉吉超
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力公司麗水供電公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及到涉及一種并聯電抗器智能投切裝置，特別適用于35kV等并聯電抗器的智能投切。

背景技術

35kV并聯電抗器在電力系統中主要用于無功補償，當系統無功發生變化時需要及時對這些電抗器進行投切。近年來，在投切并聯電抗器時發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。空母線投切并聯電抗器時的線路側操作過電壓甚至會引起所變損毀，主變出口短路等故障。35kV并聯電抗器投切過電壓的問題嚴重威脅著電力系統的安全運行和電站運維人員的人身安全。

對并聯電抗器投切過電壓產生機理，已經有很多非常成熟的研究成果。目前認為并聯電抗器投切過電壓的產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，由于電弧不穩定，在電流過零前會出現電流截斷現象。并聯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生復燃過電壓。復燃發生后，斷路器斷口間出現高頻電流，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。經統計，單次開斷中復燃次數最高達128次，三相復燃過程持續時間最長達5ms，后復燃相瞬態恢復電壓上升率可高達13kV/μs，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，嚴重威脅設備安全。

目前常用的并聯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電抗器投切過電壓。

發明內容

本發明的目的是：克服現有技術的不足，提供一種并聯電抗器智能投切裝置，通過引入深度濾波器進行高壓并聯電容器的智能投切，以實現35kV等高壓設備的無功補償設備的智能投切。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案為：一種并聯電抗器智能投切裝置，由IGBT組、電流互感器、控制器、光電轉換系統、深度濾波器和觸發板組成，其中IGBT組包括A相IGBT、B相IGBT和C相IGBT，光電轉換系統包括光電轉換器和傳輸光纖，其主要功能是實現控制器和IGBT組觸發板之間的電信號進行光電信號的轉換，并將光信號通過光纖傳輸；觸發板與每個IGBT的控制極相連，用以輸出觸發IGBT組所需的觸發信號，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，控制器通過光電轉換系統與觸發板相連，通過執行上位機發出的指令，發送觸發信號給IGBT組的觸發板，使得與其并聯的接觸器得以實現電流智能投切的效果；所述并聯電抗器投切裝置在投切時，首先通過控制器對于IGBT組的觸發極施加正向電壓，使得IGBT組導通，并聯電抗器正常運行，當控制器接收到上位機發出的分閘指令后，控制器檢測深度濾波器傳輸過來的電壓過零信號，即系統中的電流過零信號，當系統某一相電流過零時，便停止對相應的IGBT的觸發極施加正向電壓，則IGBT斷開，實現了并聯電抗器的切斷。

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：