專利名稱：一種磁控式并聯(lián)電抗器勵磁支路過電壓保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種支路過電壓保護(hù)裝置，特別是關(guān)于一種磁控式并聯(lián)電抗 器勵磁支路過電壓保護(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)超長距離超高壓線路和特高 壓線路中無功調(diào)節(jié)和過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,以下簡稱MCSR)是一項新的用于超/特高壓電網(wǎng)的無 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 工頻過電壓；(2)限制操作過電壓；(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)在運行中要承擔(dān)所有負(fù)荷的沖擊和波動，由此系統(tǒng)變
電站因負(fù)荷原因而造成的開關(guān)操作很多，采用磁控式并聯(lián)電抗器后，可以起到無 功功率動態(tài)平衡和電壓波動的動態(tài)抑制，減少開關(guān)的操作，從而減少開關(guān)設(shè)備的
維護(hù)和保養(yǎng)，節(jié)省運行和維護(hù)費用，并延長設(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)電抗器勵磁設(shè)備屬于低壓設(shè)備，直接和超高壓設(shè)備相連，勵磁支路位于 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，會在高、低壓設(shè) 備連接處產(chǎn)生暫態(tài)過電壓。由于過電壓水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過低壓設(shè)備所能承受的限度， 往往會使設(shè)備受到損毀，因此過電壓保護(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)的過電壓保護(hù)方法相比，磁控式并聯(lián)電抗器的勵磁支路過電壓保護(hù)方 法的技術(shù)難點在于，其需要保證勵磁支路在遭受過電壓沖擊時晶閘管閥及其附屬 設(shè)備的安全，從而提高勵磁系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。這一難點決定了磁控式 并聯(lián)電抗器勵磁支路過電壓保護(hù)方法開發(fā)的技術(shù)難度。 發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種可提高直流勵磁系統(tǒng)運行的可 靠性，有效避免過電壓危害的磁控式并聯(lián)電抗器勵磁支路過電壓保護(hù)裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案 一種磁控式并聯(lián)電抗器勵 磁支路過電壓保護(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)，中點接地，二所述嵌位電阻的中點也接地，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)電路的動作定值，以觸發(fā)所述控制保 護(hù)電路。
還包括一檢測直流母線電壓的過電壓檢測回路，以在發(fā)生過電壓時觸發(fā)所述 控制保護(hù)電路。
所述控制保護(hù)電路包括兩對正反向并聯(lián)連接的晶閘管閥，在兩對所述晶閘管 閥之間連接有大功率電阻。
連接在兩對所述晶閘管閥之間的大功率電阻為兩個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)電抗器直流勵磁電路的勵磁繞組。 本實用新型由于采用以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本實用新型由于使 用了嵌位電阻嵌制直流母線對地電位，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，大大提高了直流勵磁系統(tǒng)運行的可靠性，有效地避免了過電壓造成的危害。3、 本實用新型由于使用勵磁回路接觸器短接直流母線，可以直接將過電壓能量釋放 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是本實用新型磁控式并聯(lián)電抗器二次側(cè)勵磁支路接線示意圖具體實施方式
以下通過實施例并結(jié)合附圖對本實用新型的結(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 電抗器的勵磁繞組，與一次繞組共同構(gòu)成電抗器本體。在各勵磁繞組上分別并聯(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)動開關(guān)，構(gòu)成三相旁路開關(guān)Bh三相旁路斷路器Ba2、 Bb2、 B。2也是三相聯(lián)動開 關(guān)，構(gòu)成三相旁路開關(guān)B2。 一次繞組采用星形連接方式接入電網(wǎng)，中性點經(jīng)小電
抗器L。接地以抑制潛供電流。勵磁繞組為三角形連接，兩個開口三角反并聯(lián)后與
整流器ZD相連。整流器ZD在本實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)電抗器的勵磁系統(tǒng)。在整流器ZD的 進(jìn)線端連接有勵磁系統(tǒng)的交流進(jìn)線斷路器(圖中未示)。
在實際工作中的特定情況下，并聯(lián)電抗器的勵磁繞組與整流器ZD相連的開口 三角會出現(xiàn)過電壓。由于過電壓水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(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)安裝一個過電壓保護(hù)裝置。本實用新型所提供的磁控式并聯(lián) 電抗器勵磁支路過電壓保護(hù)裝置是以保證直流勵磁支路安全穩(wěn)定運行為最終目 標(biāo)，實現(xiàn)對整流器ZD中的晶閘管閥及其附屬設(shè)備的過電壓保護(hù)。
如圖2所示，為本實用新型所提供的磁控式并聯(lián)電抗器勵磁支路過電壓保護(hù) 裝置，設(shè)置在整流器ZD的輸出端與電抗器的勵磁繞組之間，勵磁系統(tǒng)的電源通過 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)，中點接地，二嵌位電阻l的中點 也接地，由此構(gòu)成本實用新型的過電壓保護(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磁繞組。本實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。控制保護(hù)電路3并聯(lián)連接在整流器ZD輸出端直 流母線兩端，其包括兩對正反向并聯(lián)連接的晶閘管閥31，在兩對晶閘管閥31之間 串連連接二大功率電阻32。工作時，控制保護(hù)電路3通過投入大功率電阻32來吸 收過電壓時大量的能量。氧化鋅避雷器4在發(fā)生過電壓時可快速動作來吸收尖峰 電壓，但其承受時間短，吸收能量的能力非常有限，因此過電壓時的能量主要是 由晶閘管控制保護(hù)電路3吸收。本實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。
本實用新型還可以設(shè)置一個過電壓檢測回路來檢測直流母線電壓，當(dāng)過電壓 發(fā)生時由過電壓檢測回路觸發(fā)控制保護(hù)電路3投入大功率電阻32來吸收過電壓的 剩余能量。過電壓檢測回路是本領(lǐng)域的公知技術(shù)，在此不予贅述。
本實用新型所提供的磁控式并聯(lián)電抗器勵磁支路過電壓保護(hù)方法包括以下四
步
(1) 設(shè)置如上段所述的過電壓保護(hù)裝置。
(2) 當(dāng)直流勵磁支路遭受過電壓沖擊時，氧化鋅避雷器4首先動作，通過吸
收過電壓的能量來限制過電壓峰值。
(3) 由于氧化鋅避雷器4的承受時間非常短暫，當(dāng)過電壓持續(xù)時間較長時，
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，或者通過過電壓檢測回路檢測直流母線 電壓，當(dāng)過電壓發(fā)生時由過電壓檢測回路觸發(fā)控制保護(hù)電路3投入大功率電阻32 來吸收過電壓的剩余能量。由于其設(shè)計的電阻額定功率較大，因此可以滿足一定 時間內(nèi)的過電壓能量吸收。晶閘管控制保護(hù)電路3的承受時間比氧化鋅避雷器4 承受時間長一些。
(4) 當(dāng)晶閘管控制保護(hù)電路3投入時間長度達(dá)到額定時間后，如過電壓依舊 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，以此來保護(hù)晶閘管閥裝置3，使勵磁系統(tǒng) 處于安全狀態(tài)。
本實用新型提出的磁控式并聯(lián)電抗器勵磁支路過電壓保護(hù)裝置，具有性能優(yōu) 良、可靠性高、動態(tài)響應(yīng)速度快的特點。本項技術(shù)的成功開發(fā)，很好的解決了磁 控式并聯(lián)電抗器勵磁支路過電壓保護(hù)的技術(shù)難點問題，對于在磁控式并聯(lián)電抗器 的安全可靠運行具有十分重要的意義。
權(quán)利要求1、一種磁控式并聯(lián)電抗器勵磁支路過電壓保護(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)，中點接地，二所述嵌位電阻的中點也接地，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)電抗器勵磁支路過電壓保護(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)電抗器勵磁支路過電壓保護(hù)裝置，其 特征在于還包括一檢測直流母線電壓的過電壓檢測回路，以在發(fā)生過電壓時觸 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)電抗器勵磁支路過電壓保護(hù)裝置，其 特征在于所述控制保護(hù)電路包括兩對正反向并聯(lián)連接的晶閘管閥，在兩對所述 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)電抗器勵磁支路過電壓保護(hù)裝置，其 特征在于連接在兩對所述晶閘管閥之間的大功率電阻為兩個串連連接的大功率 電阻。
6、 如權(quán)利要求1所述的一種磁控式并聯(lián)電抗器勵磁支路過電壓保護(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)電抗器勵磁支路過電壓保護(hù)裝置，其 特征在于所述負(fù)載電路是磁控式并聯(lián)電抗器直流勵磁電路的勵磁繞組。
專利摘要本實用新型涉及一種磁控式并聯(lián)電抗器勵磁支路過電壓保護(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)，中點接地，二所述嵌位電阻的中點也接地，所述二避雷器的兩端連接負(fù)載電路。本實用新型使用氧化鋅避雷器和晶閘管控制保護(hù)電路，大大提高了直流勵磁系統(tǒng)運行的可靠性，有效地避免了過電壓造成的危害。
文檔編號H02P13/00GK201178305SQ200820079159
公開日2009年1月7日 申請日期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 申請人:中國電力科學(xué)研究院