專利名稱：一種磁控式并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種支路過(guò)電壓保護(hù)裝置，特別是關(guān)于一種磁控式并聯(lián)電抗 器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
在超/特高壓電網(wǎng)中，可控并聯(lián)電抗器技術(shù)是協(xié)調(diào)超長(zhǎng)距離超高壓線路和特高 壓線路中無(wú)功調(diào)節(jié)和過(guò)電壓抑制間矛盾的技術(shù)，也是建設(shè)特高壓交流電網(wǎng)所必需 的關(guān)鍵技術(shù)之一，具有廣闊的應(yīng)用前景。磁控式并聯(lián)電抗器(Magnetically Controlled Shunt Reactor,以下簡(jiǎn)稱MCSR)是一項(xiàng)新的用于超/特高壓電網(wǎng)的無(wú) 功補(bǔ)償技術(shù)，是具有平穩(wěn)可調(diào)感抗的靜態(tài)補(bǔ)償裝置，其具有以下作用(1)限制 工頻過(guò)電壓；(2)限制操作過(guò)電壓；(3)線路容性功率補(bǔ)償；(4)保證線路重 合閘成功率；(5)由于電網(wǎng)在運(yùn)行中要承擔(dān)所有負(fù)荷的沖擊和波動(dòng)，由此系統(tǒng)變
電站因負(fù)荷原因而造成的開(kāi)關(guān)操作很多，采用磁控式并聯(lián)電抗器后，可以起到無(wú) 功功率動(dòng)態(tài)平衡和電壓波動(dòng)的動(dòng)態(tài)抑制，減少開(kāi)關(guān)的操作，從而減少開(kāi)關(guān)設(shè)備的
維護(hù)和保養(yǎng)，節(jié)省運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用，并延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；(6)磁控式并聯(lián)電 抗器可以根據(jù)線路的荷載連續(xù)平滑調(diào)節(jié)自身的容量，能夠提高超高壓、特高壓線 路的輸電能力。
并聯(lián)電抗器勵(lì)磁設(shè)備屬于低壓設(shè)備，直接和超高壓設(shè)備相連，勵(lì)磁支路位于 并聯(lián)電抗器的二次側(cè)，在電網(wǎng)或可控電抗器一次主設(shè)備故障時(shí)，會(huì)在高、低壓設(shè) 備連接處產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)電壓。由于過(guò)電壓水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)低壓設(shè)備所能承受的限度， 往往會(huì)使設(shè)備受到損毀，因此過(guò)電壓保護(hù)方法是磁控式并聯(lián)電抗器裝置研制的關(guān) 鍵技術(shù)。
與傳統(tǒng)的過(guò)電壓保護(hù)方法相比，磁控式并聯(lián)電抗器的勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)方 法的技術(shù)難點(diǎn)在于，其需要保證勵(lì)磁支路在遭受過(guò)電壓沖擊時(shí)晶閘管閥及其附屬 設(shè)備的安全，從而提高勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。這一難點(diǎn)決定了磁控式 并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)方法開(kāi)發(fā)的技術(shù)難度。 發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種可提高直流勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行的可 靠性，有效避免過(guò)電壓危害的磁控式并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案 一種磁控式并聯(lián)電抗器勵(lì) 磁支路過(guò)電壓保護(hù)裝置，其特征在于其設(shè)置在整流器的輸出端與電抗器的勵(lì)磁 繞組之間，它包括并聯(lián)在所述整流器輸出端直流母線兩端的二串連的嵌位電阻、 二串連的接觸器、控制保護(hù)電路以及二串連的避雷器，所述二接觸器、控制保護(hù) 電路和避雷器并聯(lián)，中點(diǎn)接地，二所述嵌位電阻的中點(diǎn)也接地，所述二避雷器的 兩端連接負(fù)載電路。
所述避雷器的殘壓值高于所述控制保護(hù)電路的動(dòng)作定值，以觸發(fā)所述控制保 護(hù)電路。
還包括一檢測(cè)直流母線電壓的過(guò)電壓檢測(cè)回路，以在發(fā)生過(guò)電壓時(shí)觸發(fā)所述 控制保護(hù)電路。
所述控制保護(hù)電路包括兩對(duì)正反向并聯(lián)連接的晶閘管閥，在兩對(duì)所述晶閘管 閥之間連接有大功率電阻。
連接在兩對(duì)所述晶閘管閥之間的大功率電阻為兩個(gè)串連連接的大功率電阻。 所述避雷器為響應(yīng)速度快的氧化鋅避雷器。
所述負(fù)載電路是磁控式并聯(lián)電抗器直流勵(lì)磁電路的勵(lì)磁繞組。 本實(shí)用新型由于采用以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型由于使 用了嵌位電阻嵌制直流母線對(duì)地電位，降低了設(shè)備絕緣水平，從而降低了保護(hù)電 路和控制設(shè)備的成本。2、本實(shí)用新型由于使用氧化鋅避雷器和晶閘管控制保護(hù)電 路，大大提高了直流勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，有效地避免了過(guò)電壓造成的危害。3、 本實(shí)用新型由于使用勵(lì)磁回路接觸器短接直流母線，可以直接將過(guò)電壓能量釋放 到回路電阻中，有效地保護(hù)晶閘管整流閥裝置，避免其遭受過(guò)電壓的沖擊。

圖1是磁控式并聯(lián)電抗器的一次電氣接線示意圖 圖2是本實(shí)用新型磁控式并聯(lián)電抗器二次側(cè)勵(lì)磁支路接線示意圖具體實(shí)施方式
以下通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的描述。 如圖1所示，A、 B、 C三相上分別設(shè)置有電抗器，A相電抗器分別包括一次繞 組U,、 U2和二次繞組La,、 La2， B相電抗器分別包括一次繞組LB1、 U2和二次繞組 Lbl、 U， C相電抗器分別包括一次繞組Lu、 U和二次繞組Ld、 Lt2， 二次繞組即為 電抗器的勵(lì)磁繞組，與一次繞組共同構(gòu)成電抗器本體。在各勵(lì)磁繞組上分別并聯(lián) 有三相旁路斷路器Bai、 Bbl、 B。^BBa2、 Bb2、 B。2，三相旁路斷路器Bal、 Bbl、 B。,為三 相聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)，構(gòu)成三相旁路開(kāi)關(guān)Bh三相旁路斷路器Ba2、 Bb2、 B。2也是三相聯(lián)動(dòng)開(kāi) 關(guān)，構(gòu)成三相旁路開(kāi)關(guān)B2。 一次繞組采用星形連接方式接入電網(wǎng)，中性點(diǎn)經(jīng)小電
抗器L。接地以抑制潛供電流。勵(lì)磁繞組為三角形連接，兩個(gè)開(kāi)口三角反并聯(lián)后與
整流器ZD相連。整流器ZD在本實(shí)施例中為三相可控硅整流器，整流器ZD和三相 旁路斷路器B,、 B2構(gòu)成超/特高壓磁控式并聯(lián)電抗器的勵(lì)磁系統(tǒng)。在整流器ZD的 進(jìn)線端連接有勵(lì)磁系統(tǒng)的交流進(jìn)線斷路器(圖中未示)。
在實(shí)際工作中的特定情況下，并聯(lián)電抗器的勵(lì)磁繞組與整流器ZD相連的開(kāi)口 三角會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓。由于過(guò)電壓水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)備所能承受的限度，因此需要在 并聯(lián)電抗器的二次側(cè)安裝一個(gè)過(guò)電壓保護(hù)裝置。本實(shí)用新型所提供的磁控式并聯(lián) 電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)裝置是以保證直流勵(lì)磁支路安全穩(wěn)定運(yùn)行為最終目 標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整流器ZD中的晶閘管閥及其附屬設(shè)備的過(guò)電壓保護(hù)。
如圖2所示，為本實(shí)用新型所提供的磁控式并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù) 裝置，設(shè)置在整流器ZD的輸出端與電抗器的勵(lì)磁繞組之間，勵(lì)磁系統(tǒng)的電源通過(guò) 整流器ZD整流，在整流器ZD輸出端的直流母線兩端并聯(lián)連接有二串連的嵌位電 阻l、 二串連的接觸器2、 一控制保護(hù)電路3以及二串連的氧化鋅避雷器4， 二接 觸器2、控制保護(hù)電路3和氧化鋅避雷器4并聯(lián)，中點(diǎn)接地，二嵌位電阻l的中點(diǎn) 也接地，由此構(gòu)成本實(shí)用新型的過(guò)電壓保護(hù)裝置，在裝置的輸出端再接入負(fù)載電 路5，即采用三角形連接的電抗器的勵(lì)磁繞組。本實(shí)用新型出于降低絕緣水平的目 的，在整流器ZD輸出端的直流母線上并聯(lián)安裝了中點(diǎn)接地的嵌位電阻1，為的是 將整流器ZD輸出端直流母線的電位嵌制在地電位附近，降低設(shè)備絕緣水平，從而 降低保護(hù)電路和控制設(shè)備的成本?？刂票Ｗo(hù)電路3并聯(lián)連接在整流器ZD輸出端直 流母線兩端，其包括兩對(duì)正反向并聯(lián)連接的晶閘管閥31，在兩對(duì)晶閘管閥31之間 串連連接二大功率電阻32。工作時(shí)，控制保護(hù)電路3通過(guò)投入大功率電阻32來(lái)吸 收過(guò)電壓時(shí)大量的能量。氧化鋅避雷器4在發(fā)生過(guò)電壓時(shí)可快速動(dòng)作來(lái)吸收尖峰 電壓，但其承受時(shí)間短，吸收能量的能力非常有限，因此過(guò)電壓時(shí)的能量主要是 由晶閘管控制保護(hù)電路3吸收。本實(shí)施例采用的氧化鋅避雷器4也可用其它避雷 器替代，并不局限于此，只要能達(dá)到同樣的功效即可。
本實(shí)用新型還可以設(shè)置一個(gè)過(guò)電壓檢測(cè)回路來(lái)檢測(cè)直流母線電壓，當(dāng)過(guò)電壓 發(fā)生時(shí)由過(guò)電壓檢測(cè)回路觸發(fā)控制保護(hù)電路3投入大功率電阻32來(lái)吸收過(guò)電壓的 剩余能量。過(guò)電壓檢測(cè)回路是本領(lǐng)域的公知技術(shù)，在此不予贅述。
本實(shí)用新型所提供的磁控式并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)方法包括以下四
步
(1) 設(shè)置如上段所述的過(guò)電壓保護(hù)裝置。
(2) 當(dāng)直流勵(lì)磁支路遭受過(guò)電壓沖擊時(shí)，氧化鋅避雷器4首先動(dòng)作，通過(guò)吸
收過(guò)電壓的能量來(lái)限制過(guò)電壓峰值。
(3) 由于氧化鋅避雷器4的承受時(shí)間非常短暫，當(dāng)過(guò)電壓持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，
氧化鋅避雷器4的殘壓值略高于晶閘管控制保護(hù)電路3的動(dòng)作定值，殘壓觸發(fā)晶 閘管控制保護(hù)電路3投入大功率電阻32，或者通過(guò)過(guò)電壓檢測(cè)回路檢測(cè)直流母線 電壓，當(dāng)過(guò)電壓發(fā)生時(shí)由過(guò)電壓檢測(cè)回路觸發(fā)控制保護(hù)電路3投入大功率電阻32 來(lái)吸收過(guò)電壓的剩余能量。由于其設(shè)計(jì)的電阻額定功率較大，因此可以滿足一定 時(shí)間內(nèi)的過(guò)電壓能量吸收。晶閘管控制保護(hù)電路3的承受時(shí)間比氧化鋅避雷器4 承受時(shí)間長(zhǎng)一些。
(4) 當(dāng)晶閘管控制保護(hù)電路3投入時(shí)間長(zhǎng)度達(dá)到額定時(shí)間后，如過(guò)電壓依舊 持續(xù)，就將直流母線接觸器2合閘，短接直流母線，將剩余的過(guò)電壓直接釋放到 短接后的直流母線所構(gòu)成的回路電阻中，以此來(lái)保護(hù)晶閘管閥裝置3，使勵(lì)磁系統(tǒng) 處于安全狀態(tài)。
本實(shí)用新型提出的磁控式并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)裝置，具有性能優(yōu) 良、可靠性高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。本項(xiàng)技術(shù)的成功開(kāi)發(fā)，很好的解決了磁 控式并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)的技術(shù)難點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)于在磁控式并聯(lián)電抗器 的安全可靠運(yùn)行具有十分重要的意義。
權(quán)利要求1、一種磁控式并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)裝置，其特征在于其設(shè)置在整流器的輸出端與電抗器的勵(lì)磁繞組之間，它包括并聯(lián)在所述整流器輸出端直流母線兩端的二串連的嵌位電阻、二串連的接觸器、控制保護(hù)電路以及二串連的避雷器，所述二接觸器、控制保護(hù)電路和避雷器并聯(lián)，中點(diǎn)接地，二所述嵌位電阻的中點(diǎn)也接地，所述二避雷器的兩端連接負(fù)載電路。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種磁控式并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)裝置，其 特征在于所述避雷器的殘壓值高于所述控制保護(hù)電路的動(dòng)作定值，以觸發(fā)所述 控制保護(hù)電路。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種磁控式并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)裝置，其 特征在于還包括一檢測(cè)直流母線電壓的過(guò)電壓檢測(cè)回路，以在發(fā)生過(guò)電壓時(shí)觸 發(fā)所述控制保護(hù)電路。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種磁控式并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)裝置，其 特征在于所述控制保護(hù)電路包括兩對(duì)正反向并聯(lián)連接的晶閘管閥，在兩對(duì)所述 晶閘管閥之間連接有大功率電阻。
5、 如權(quán)利要求4所述的一種磁控式并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)裝置，其 特征在于連接在兩對(duì)所述晶閘管閥之間的大功率電阻為兩個(gè)串連連接的大功率 電阻。
6、 如權(quán)利要求1所述的一種磁控式并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)裝置，其 特征在于所述避雷器為響應(yīng)速度快的氧化鋅避雷器。
7、 如權(quán)利要求1所述的一種磁控式并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)裝置，其 特征在于所述負(fù)載電路是磁控式并聯(lián)電抗器直流勵(lì)磁電路的勵(lì)磁繞組。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種磁控式并聯(lián)電抗器勵(lì)磁支路過(guò)電壓保護(hù)裝置，其特征在于其設(shè)置在整流器的輸出端與電抗器的勵(lì)磁繞組之間，它包括并聯(lián)在所述整流器輸出端直流母線兩端的二串連的嵌位電阻、二串連的接觸器、控制保護(hù)電路以及二串連的避雷器，所述二接觸器、控制保護(hù)電路和避雷器并聯(lián)，中點(diǎn)接地，二所述嵌位電阻的中點(diǎn)也接地，所述二避雷器的兩端連接負(fù)載電路。本實(shí)用新型使用氧化鋅避雷器和晶閘管控制保護(hù)電路，大大提高了直流勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，有效地避免了過(guò)電壓造成的危害。
文檔編號(hào)H02P13/00GK201178305SQ200820079159
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者于坤山, 軒 王, 謝敏華, 賈跟卯, 鄧占鋒, 晰 雷 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院