專利名稱：Mov溫度保護(hù)裝置的試驗(yàn)方法和mov溫度保護(hù)裝置試驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與輸電線路串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置的MOV溫度保護(hù)裝置的試驗(yàn)有關(guān)。
背景技術(shù)：
-在500kV輸電線路上加裝固定式串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置(簡稱串補(bǔ))可 以有效縮短輸電線電氣距離，減小送電端與受電端之間的聯(lián)絡(luò)阻抗，有 效提高輸電通道的輸電能力。為使串聯(lián)電容在輸電線路發(fā)生故障時(shí)不被 損壞，在串聯(lián)電容器組兩端并聯(lián)具有非線性伏安特性的MOV(Metal Oxide Varistors)元件。輸電線路正常運(yùn)行情況下，串補(bǔ)電容器兩端電壓較 小，僅有極小的電流流過MOV， MOV處于熱平衡狀態(tài)，不會出現(xiàn)MOV溫 度的持續(xù)增高。當(dāng)裝有串補(bǔ)裝置的線路發(fā)生故障時(shí)，MOV可以避免串聯(lián) 補(bǔ)償電容器承受過高電壓，從而避免電容器組損壞，但是在輸電線故障 期間可能有很大電流流過MOV。MOV由多片氧化鋅閥片疊裝在密封瓷套內(nèi)，密封瓷套導(dǎo)致MOV散熱 極慢。當(dāng)線路故障使MOV流過大電流時(shí)，在T0 T1時(shí)間段內(nèi)MOV吸收 能量E可按式1表示(焦耳) (1)式中*. i(t)是TO Tl時(shí)間段內(nèi)流過MOV的電流，u(i)是由MOV伏 安特性確定的與i(t)對應(yīng)的MOV兩端電壓。由于線路故障電流可能達(dá)到數(shù)十千安培，MOV在很短時(shí)間內(nèi)即可積 聚很大能量，弓I起MOV溫度急劇升高，嚴(yán)重時(shí)可能造成MOV爆炸。為防 止MOV因溫度急劇升高而損壞，串補(bǔ)裝置配置了 MOV保護(hù)和放電間隙。 流過MOV的電流由電流互感器送到MOV保護(hù)裝置，MOV溫度保護(hù)根據(jù)測 量電流計(jì)算MOV溫度。放電間隙并接在MOV兩端。當(dāng)MOV保護(hù)檢測到MOV 溫度升高到危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，MOV溫度保護(hù)動作，使放電間隙處于導(dǎo)通狀態(tài)， 旁路流過MOV的大電流。為保證放電間隙能可靠動作，必須保證MOV溫度保護(hù)能正確反應(yīng)MOV 的溫升。但目前國內(nèi)還沒有能檢測MOV溫度保護(hù)動作正確性的試驗(yàn)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種快速、準(zhǔn)確地在現(xiàn)場試驗(yàn)MOV溫度保護(hù)裝 置的方法和試驗(yàn)儀。MOV閥片封裝在密閉的絕緣隔熱瓷套內(nèi)，使MOV的散熱時(shí)間常數(shù)極 大，而輸電線路故障導(dǎo)致MOV溫度快速升高的過程極短，因此可以忽略 散熱對MOV短時(shí)溫升值的影響。本發(fā)明的目的是這樣來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明MOV溫度保護(hù)裝置的試驗(yàn)方法，包括如下步驟(1)每一組 MOV有唯一確定的伏安特性曲線，該曲線確定了 MOV能量吸收特性。處 于絕熱狀態(tài)的MOV吸收的能量Exs用公式(1)表示<formula>formula see original document page 5</formula> (焦耳) (a)其中i(t)是t時(shí)刻流過MOV的方波試驗(yàn)電流；U(i)是由MOV伏安特性曲線確定的與i(t)對應(yīng)的MOV兩端電壓；t0、 t2是流過MOy電流魏的一個(gè)周期的方波函數(shù)的起始時(shí)刻和終止時(shí)刻；U為一個(gè)周期方波電流 幅值終止時(shí)刻，Esx是MOV在試驗(yàn)驗(yàn)期間吸收的能量，n為試驗(yàn)電流的 周期數(shù)，(2) 忽略散熱影響，將處于快速能量積累過程MOV的溫升視為絕 熱過程，用公式(b)表示處于絕熱狀態(tài)MOV的溫升值Tws二Kws'Exs (b) 其中Kws是由MOV結(jié)構(gòu)、材料確定的單位能量引起的MOV溫度升 高值，對確定的MOV是一個(gè)常數(shù)；Tws是MOV溫度保護(hù)整定值，(3) 方波試驗(yàn)電流i (t)滿足式(c)關(guān)系 i(t)= I tO《t<tl<formula>formula see original document page 5</formula>(c〕式中Kzk是方波試驗(yàn)電流的占空比，I是tO—tl時(shí)刻的方波試驗(yàn) 電流的幅值， tl一t2時(shí)刻，方波試驗(yàn)電流的幅值為0，按照從小到大的順序選擇方波試驗(yàn)電流/的幅值z',， /2，.A，由MOV 伏安特性曲線確定與電流f對應(yīng)的電壓序列^， 找到滿足公式(d) 關(guān)系的一組電流電壓值^， " ， Z +1， " +1:<formula>formula see original document page 6</formula> (d)其中Ttest是檢驗(yàn)MOV溫度保護(hù)裝置的試驗(yàn)溫度；Tset是MOV溫度保護(hù)裝置整定時(shí)間，Tset二n (t2—t0) (e) 利用公式(f)計(jì)算使MOV產(chǎn)生Ttest的方波電流幅值I，<formula>formula see original document page 6</formula>(4) 當(dāng)Ttest=0.95*Tws時(shí)，利用公式(f)和公式(d)計(jì)算方波 電流幅值n，據(jù)此確定方波試驗(yàn)電流函數(shù)il(t)，當(dāng)Ttest=1.05*Tws時(shí)，利用公式(f)和公式(d)計(jì)算方波電流 幅值12，據(jù)此確定方波試驗(yàn)電流函數(shù)i2(t)，(5) 向MOV溫度保護(hù)裝置輸出持續(xù)時(shí)間為Tse1:的方波試驗(yàn)電流函 數(shù)il(t)代表的方波試驗(yàn)電流，MOV溫度保護(hù)裝置不動作；向M0V溫度 保護(hù)裝置輸出持續(xù)時(shí)間為Tset的方波試驗(yàn)電流i2(t)代表的方波試驗(yàn)電 流，MOV溫度保護(hù)裝置動作，則MOV溫度保護(hù)裝置的動作值正確。MOV溫度保護(hù)裝置試驗(yàn)儀，包括；人機(jī)接口單元將MOV溫度保護(hù)試驗(yàn)參數(shù)輸入到數(shù)據(jù)存儲單元； 數(shù)據(jù)存儲單元存儲MOV溫度保護(hù)定值Tws、溫度保護(hù)時(shí)間定值 Tset、單位能量溫升系數(shù)Kws、試驗(yàn)周期數(shù)n、方波占空比Kzk及MOV 伏安特性曲線確定的多組電流電壓值I。、 U。、 L、仏、12 、 U2、….Ik、 Uk ;計(jì)算及處理單元利用Tws、 Tset、 Kws、 Kzk和M0V伏安特性曲線確定的多組電流電壓對應(yīng)值，計(jì)算并輸出以數(shù)字信號表示的方波試驗(yàn)電流i (t)到D/A轉(zhuǎn)換及電流放大單元；D/A轉(zhuǎn)換及電流放大單元:將輸入的數(shù)字信號i (t)轉(zhuǎn)換為模擬信號， 經(jīng)電流放大器放大后輸出至M0V溫度保護(hù)裝置；狀態(tài)量檢測單元檢測M0V溫度保護(hù)裝置動作狀態(tài)。
本發(fā)明將輸電線路故障期間的MOV溫升視為絕熱過程，將由此計(jì)算 出的模擬方波試驗(yàn)電流輸入MOV溫度保護(hù)裝置進(jìn)行試驗(yàn)，可快速、準(zhǔn)確 測定MOV溫度保護(hù)裝置的動作狀態(tài)是否一正確，方法操作簡便，可現(xiàn)場 準(zhǔn)確測定，裝置精度高，成本低。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的M0V保護(hù)試驗(yàn)儀由硬件電路和軟件組成。硬件電路包括的單元及功能人機(jī)接口單元將M0V溫度保護(hù)試驗(yàn)參數(shù)輸入到數(shù)據(jù)存儲單元。數(shù)據(jù)存儲單元存儲M0V溫度保護(hù)定值Tws、溫度保護(hù)時(shí)間定值 Tset、單位能量溫升系數(shù)Kws、試驗(yàn)周期數(shù)n、方波占空比Kzk及M0V 伏安特性曲線確定的多組電流電壓值I。、 U。、 I,、 U,、 12 、 U2、….Ik、Uk 。計(jì)算及處理單元利用Tws、 Tset、 Kws、 Kzk和M0V伏安特性曲線 確定的多組電流電壓值，計(jì)算并輸出以數(shù)字信號表示的電流i(t)到D/A 轉(zhuǎn)換單元。D/A轉(zhuǎn)換及電流放大單元:將輸入的數(shù)字信號i(t)轉(zhuǎn)換為模擬信號，經(jīng)電流放大器放大后輸出至M0V保護(hù)裝置。狀態(tài)量檢測單元檢測MOV溫度保護(hù)動作狀態(tài)。 M0V溫度保護(hù)試驗(yàn)儀軟件流程見圖2。 本發(fā)明的實(shí)施過程為-利用人機(jī)接口單元將M0V溫度保護(hù)定值Tws、 M0V溫度保護(hù)時(shí)間定 值Tset、單位能量溫升系數(shù)Kws、試驗(yàn)周期數(shù)n、方波信號占空比Kzk 以及M0V的伏安特性(一組由M0V特性確定的電流電壓數(shù)值 /,， wl; /2， "2;..4, a)輸入到存儲單元。計(jì)算及處理單元根據(jù)Tws、 Tset、 Kws、 Kzk及M0V伏安特性計(jì)算試 驗(yàn)用方波電流幅值I，從而確定試驗(yàn)信號i(t)。計(jì)算i(t)的過程如下按照由小到大的順序選擇方波電流/的幅值 /,， /2，...、，由MOV伏安特性曲線確定與電流/對應(yīng)的電壓序列",，"2，』t， 利用每組i、 u計(jì)算MOV溫升，找到滿足公式d關(guān)系的一組電流電壓值, ， 《 ， C， 利用公式f計(jì)算使MOV產(chǎn)生Tws的方波電流幅值I，確定方波試驗(yàn)電流i(t)。計(jì)算及處理單元將i(t)數(shù)字量送到D/A及電流放大單元。D/A及電 流放大單元輸出的模擬信號經(jīng)電流放大器放大后送入MOV溫度保護(hù)裝置 輸入端。M0V溫度保護(hù)裝置的動作信號被送到M0V保護(hù)試驗(yàn)儀的狀態(tài)量 檢測單元，M0V保護(hù)試驗(yàn)儀根據(jù)M0V溫度保護(hù)裝置動作結(jié)果判斷M0V溫 度保護(hù)裝置是否正確。將持續(xù)時(shí)間為Tset的i(t)電流送入MOV溫度保護(hù)輸入端，檢査MOV 溫度保護(hù)裝置動作正確性。其試驗(yàn)方法如下M0V溫度保護(hù)裝置的試驗(yàn)方法，包括如下步驟(l)每一組MOV有 唯一確定的伏安特性曲線，該曲線確定了 MOV能量吸收特性，處于絕熱 狀態(tài)的MOV在試驗(yàn)期間吸收的能量Exs用公式(a)表示= & (焦耳) (a)其中i(t)是t時(shí)刻流過M0V的方波試驗(yàn)電流；U(i)是由MOV.伏安 特性曲線確定的與i(t)對應(yīng)的M0V兩端電壓；t0是流過MOV電流的一 個(gè)周期的方波函數(shù)的起始時(shí)刻；tl為一個(gè)周期方波電流幅值終止時(shí)刻， n為試驗(yàn)電流的周期數(shù)，(2) 忽略散熱影響，將處于快速能量積累過程MOV的溫升視為絕 熱過程，用公式(b)表示處于絕熱狀態(tài)MOV的溫升值Tws二Kws，Exs (b) 其中Kws是由MOV結(jié)構(gòu)、材料確定的單位能量引起的MOV溫度升 高值，對確定的MOV是一個(gè)常數(shù)；Tws是MOV溫度保護(hù)整定值，，(3) 方波試驗(yàn)電流i (t)滿足式(c)關(guān)系 i(t)= I t0《t<tltl《t<t2i(t)二 0式中Kzk是方波試驗(yàn)電流的占空比，I是t0—tl時(shí)刻的方波試驗(yàn)電流的幅值，t0、 t2是流過M0V電流的一個(gè)周期的方波函數(shù)的起始時(shí)刻和終止時(shí)刻，tl一t2時(shí)刻，方波試驗(yàn)電流的幅值為0，根據(jù)M0V伏安特性曲線按照從小到大的順序選擇方波試驗(yàn)電流i 的幅值i1,i2，...ik，由MOV伏安特性曲線確定與電流i對應(yīng)的電壓序列 u1,u1，...uk，找到滿足公式(d)關(guān)系的一組電流電壓值in，un in+1,un+1:<formula>formula see original document page 9</formula> (d)
其中Ttest是檢驗(yàn)MOV溫度保護(hù)裝置的試驗(yàn)溫度；Tset是MOV溫度保護(hù)裝置整定時(shí)間，
Tset=n (t2—t0) (e) 利用公式(f)計(jì)算使MOV產(chǎn)生Ttest的方波電流幅值I，<formula>formula see original document page 9</formula>
(4) 當(dāng)Ttest=0.95打ws時(shí)，利用公式(f)和公式(d)計(jì)算方波 電流幅值Il，據(jù)此確定方波試驗(yàn)電流函數(shù)il(t)，當(dāng)Ttest=1.05*Tws時(shí)，利用公式(f)和公式(d)計(jì)算方波電流 幅值12，據(jù)此確定方波試驗(yàn)電流函數(shù)i2(t)，(5) 向M0V溫度保護(hù)裝置輸出持續(xù)時(shí)間為Tset的方波試驗(yàn)電流函 數(shù)il(t)代表的方波試驗(yàn)電流，M0V溫度保護(hù)裝置不動作；向M0V溫度 保護(hù)裝置輸出持續(xù)時(shí)間為Tset的方波試驗(yàn)電流i2(t)代表的方波試驗(yàn)電 流，MOV溫度保護(hù)裝置動作，則MOV溫度保護(hù)裝置的動作值正確。
權(quán)利要求
1、MOV溫度保護(hù)裝置的試驗(yàn)方法，包括如下步驟(1)每一組MOV有唯一確定的伏安特性曲線，該曲線確定了MOV能量吸收特性，處于絕熱狀態(tài)的MOV在試驗(yàn)期間吸收的能量Exs用公式(a)表示
2、 MOV溫度保護(hù)裝置試驗(yàn)儀，其特征在于包括； 人機(jī)接口單元將M0V溫度保護(hù)試驗(yàn)參數(shù)輸入到數(shù)據(jù)存儲單元； 數(shù)據(jù)存儲單元存儲M0V溫度保護(hù)定值Tws、溫度保護(hù)時(shí)間定值 Tset、單位能量溫升系數(shù)Kws、試驗(yàn)周期數(shù)n、方波占空比Kzk及M0V 伏安特性曲線確定的多組電流電壓值I(,、 U 、 I,、 U,、 12 、 1]2、….Ift仏；計(jì)算及處理單元利用Tws、 Tset、 Kws、 Kzk和M0V伏安特性曲線確定的多組電流電壓對應(yīng)值，計(jì)算并輸出以數(shù)字信號表示的方波試驗(yàn)電流i (t)到D/A轉(zhuǎn)換及電流放大單元；D/A轉(zhuǎn)換及電流放大單元:將輸入的數(shù)字信號i(t)轉(zhuǎn)換為模擬信號， 經(jīng)電流放大器放大后輸出至M0V溫度保護(hù)裝置；狀態(tài)量檢測單元檢測M0V溫度保護(hù)裝置動作狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及輸電線路串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置中MOV元件溫度保護(hù)裝置的試驗(yàn)方法和裝置。輸電線路短時(shí)故障電流流過MOV并導(dǎo)致MOV溫度升高的過程是一個(gè)絕熱過程，期間沒有熱量散失，據(jù)此可將故障期間MOV吸收的能量Exs與由此引起的MOV溫度升高Tws表示為比例常數(shù)Kws，即Kws=Tws/Exs。本發(fā)明的方法。包括如下步驟(1)MOV吸收的能量計(jì)算MOV溫升Tws＝Exs*Kws。(2)根據(jù)MOV溫度保護(hù)參數(shù)確定試驗(yàn)用方波電流幅值I。(3)將試驗(yàn)儀的電流輸出與MOV溫度保護(hù)裝置的電流輸入連接，MOV溫度保護(hù)裝置狀態(tài)輸出與試驗(yàn)儀的狀態(tài)監(jiān)測輸入連接。(4)試驗(yàn)儀輸出方波電流i(t)至MOV溫度保護(hù)裝置。(5)監(jiān)測MOV溫度保護(hù)裝置動作情況，判定MOV溫度保護(hù)裝置動作值正確性。
文檔編號G01R31/00GK101158703SQ200710050220
公開日2008年4月9日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者劉明忠, 李成鑫, 威 甄 申請人:四川電力試驗(yàn)研究院