一種并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制電路的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制電路，包括與電網(wǎng)第一相線依次串聯(lián)的第一斷路器和第一電容器，與第一電容器并聯(lián)的第一抑制器，第一抑制器用于在第一斷路器斷開后，釋放第一電容器上殘留的直流電壓，與電網(wǎng)第二相線依次串聯(lián)的第二斷路器和第二電容器，與第二電容器并聯(lián)的第二抑制器，第二抑制器用于在第二斷路器斷開后，釋放第二電容器上殘留的直流電壓，與電網(wǎng)第三相線依次串聯(lián)的第三斷路器和第三電容器，與第三電容器并聯(lián)的第三抑制器，第三抑制器用于在第三斷路器斷開后，釋放第三電容器上殘留的直流電壓。本申請通過在電容器兩側(cè)并聯(lián)抑制器，能夠有效抑制開關恢復過電壓，保證并聯(lián)電容器裝置的正常運行。
【專利說明】—種并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制電路

【技術領域】
[0001]本申請涉及過電壓保護【技術領域】，更具體地說，涉及一種并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制電路。

【背景技術】
[0002]并聯(lián)電容器組作為容性元件，廣泛應用于電網(wǎng)的無功補償，以提高電網(wǎng)電壓和功率因數(shù)，減小線路的損耗。但是，隨電力系統(tǒng)負載的變化而進行無功調(diào)節(jié)，必須相應的分、合電容器組，由此可能產(chǎn)生的操作過電壓將嚴重威脅并聯(lián)電容器組的絕緣。
[0003]開關開斷并聯(lián)電容器組時，由于負載的特殊性，觸頭間存在更高的恢復電壓。開斷電流熄弧后，電容器組上的殘存電荷在短時間內(nèi)無法釋放，電源電壓與電容器組上的殘壓反向，造成斷路器斷口間長時間承受較高的恢復過電壓，一旦真空斷路器的絕緣恢復強度不能承受加于其上的恢復過電壓，極易發(fā)生電弧重燃。同時由于電容器組對地電容的存在，任一相均可能對地形成高頻振蕩，相對于常規(guī)負載，使得放電過程更容易誘發(fā)斷口擊穿，致使斷路器間隙出現(xiàn)兩項重燃，甚至三相重燃，最終導致事故發(fā)生。
[0004]目前抑制操作過電壓主要有兩種:一種為避雷器，如圖1所示；另一種為阻容吸收器，如圖2所示，(圖1和圖2中均以三相交流電為例)。避雷器MOA主要是抑制對地操作過電壓，且只有在過電壓較高時動作，不能降低開關恢復過電壓，也不降低并聯(lián)電容器相間過電壓。阻容吸收器RC主要對地操作過電壓起到阻尼作用，尤其是對地的高頻暫態(tài)過電壓有一定的抑制作用，但是這種方式需要與負荷進行很好的參數(shù)匹配，否則會出現(xiàn)諧振問題。綜合上述兩種方式，都是對地操作過電壓，無法有效抑制開關恢復過電壓，從而降低開關重燃概率，保證并聯(lián)電容器裝置的正常運行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制電路，用于解決現(xiàn)有對地操作過電壓的方法，無法有效抑制開關恢復過電壓的問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下:
[0007]—種并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制電路，包括:
[0008]與電網(wǎng)第一相線依次串聯(lián)的第一斷路器和第一電容器，與所述第一電容器并聯(lián)的第一抑制器，所述第一抑制器用于在所述第一斷路器斷開后，釋放所述第一電容器上殘留的直流電壓；
[0009]與電網(wǎng)第二相線依次串聯(lián)的第二斷路器和第二電容器，與所述第二電容器并聯(lián)的第二抑制器，所述第二抑制器用于在所述第二斷路器斷開后，釋放所述第二電容器上殘留的直流電壓；
[0010]與電網(wǎng)第三相線依次串聯(lián)的第三斷路器和第三電容器，與所述第三電容器并聯(lián)的第三抑制器，所述第三抑制器用于在所述第三斷路器斷開后，釋放所述第三電容器上殘留的直流電壓。
[0011]優(yōu)選地，所述第一抑制器、所述第二抑制器和所述第三抑制器的結(jié)構(gòu)相同，均由鐵芯和纏繞在鐵芯上的一次線圈組成。
[0012]優(yōu)選地，所述第一抑制器、所述第二抑制器和所述第三抑制器的結(jié)構(gòu)中還包括纏繞在所述鐵芯上的二次線圈。
[0013]從上述的技術方案可以看出，本申請實施例提供的并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制電路，包括與電網(wǎng)第一相線依次串聯(lián)的第一斷路器和第一電容器，與所述第一電容器并聯(lián)的第一抑制器，所述第一抑制器用于在所述第一斷路器斷開后，釋放所述第一電容器上殘留的直流電壓，與電網(wǎng)第二相線依次串聯(lián)的第二斷路器和第二電容器，與所述第二電容器并聯(lián)的第二抑制器，所述第二抑制器用于在所述第二斷路器斷開后，釋放所述第二電容器上殘留的直流電壓，與電網(wǎng)第三相線依次串聯(lián)的第三斷路器和第三電容器，與所述第三電容器并聯(lián)的第三抑制器，所述第三抑制器用于在所述第三斷路器斷開后，釋放所述第三電容器上殘留的直流電壓。本申請通過在電容器兩側(cè)并聯(lián)抑制器，能夠有效抑制開關恢復過電壓，保證并聯(lián)電容器裝置的正常運行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為一種現(xiàn)有的抑制過電壓電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為另一種現(xiàn)有的抑制過電壓電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本申請實施例公開的一種并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本申請實施例公開的一種抑制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為本申請實施例公開的另一種抑制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6為本申請實施例公開的并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制電路的單相等效電路圖；
[0021]圖7為本申請實施例公開的并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制器在開關合閘時的單相等效電路圖；
[0022]圖8為本申請實施例公開的并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制器在開關分斷后的單相等效電路圖。

【具體實施方式】
[0023]下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0024]參見圖3，圖3為本申請實施例公開的一種并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制電路結(jié)構(gòu)意圖。
[0025]如圖3所示，該電路包括:
[0026]與電網(wǎng)第一相線Ea依次串聯(lián)的第一斷路器Tl和第一電容器Cl，與所述第一電容器Cl并聯(lián)的第一抑制器XI，所述第一抑制器Xl用于在所述第一斷路器Tl斷開后，釋放所述第一電容器Cl上殘留的直流電壓；
[0027]與電網(wǎng)第二相線Eb依次串聯(lián)的第二斷路器T2和第二電容器C2，與所述第二電容器C2并聯(lián)的第二抑制器X2，所述第二抑制器X2用于在所述第二斷路器T2斷開后，釋放所述第二電容器C2上殘留的直流電壓；
[0028]與電網(wǎng)第三相線Ec依次串聯(lián)的第三斷路器T3和第三電容器C3，與所述第三電容器C3并聯(lián)的第三抑制器X3，所述第三抑制器X3用于在所述第三斷路器T3斷開后，釋放所述第三電容器C3上殘留的直流電壓。
[0029]本實施例中，并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制器并接在每相并聯(lián)電容器兩端，開關投入并聯(lián)電容器組后，抑制器承受與電容器相同的交流電壓，呈現(xiàn)高阻狀態(tài)；開斷并聯(lián)電容器組后，并聯(lián)電容器投切開關電源側(cè)承受交流電壓信號，電容器側(cè)承受電容器殘余直流電壓信號，抑制器承受與電容器相同的直流殘余電壓，開關兩端之間承受交流電壓和直流電壓疊加的恢復電壓。此時通過抑制器在1ms內(nèi)將電容器直流殘余電壓快速釋放，使開關電容器側(cè)直流殘余電壓快速下降，從而降低開關兩端之間的恢復電壓。
[0030]可選的，所述第一抑制器、所述第二抑制器和所述第三抑制器的結(jié)構(gòu)相同，其結(jié)構(gòu)可以參見圖4。
[0031]如圖4所示，抑制器包括鐵芯11和纏繞在鐵芯11上的一次線圈12。一次線圈12的兩端分別連接電容器的兩側(cè)。
[0032]進一步的，如圖5所示，抑制器還可以包括纏繞在鐵芯11上的二次線圈13。二次線圈可以外接測試設備，用于測試電流、電壓。
[0033]本申請技術方案并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制電路中，單相等效電路圖如圖6所示，并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制器可等效為一個電阻R和電感L串聯(lián)結(jié)構(gòu)21 (如圖6)，電阻R等效一次線圈12電阻，電感L等效為線圈鐵芯11電感，其中鐵芯電感在交流電壓時，呈現(xiàn)高阻抗狀態(tài)，在直流電壓作用下，流過直流電流時，快速飽和，迅速降低阻抗，從而降低并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制器整個等效阻抗，從而快速釋放電容器上直流殘余電壓。
[0034]本申請技術方案中在接入并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制器后，開關合閘投入并聯(lián)電容器組后，單相等效電路如圖7所示，并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制器的鐵芯不飽和，類似于電壓互感器，呈現(xiàn)高阻抗狀態(tài)，不會影響電容器組正常運行。
[0035]本申請技術方案中在接入并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制器后，開關分斷切除并聯(lián)電容器組后，單相等效電路如圖8所示，在并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制器瞬間近似為與一個直流電壓并聯(lián)，在通過直流電流情況下，鐵芯迅速飽和，鐵芯電感迅速降低，呈現(xiàn)低阻抗狀態(tài)，迅速釋放電容器直流殘余電壓，使并聯(lián)電容器直流殘余電壓迅速降低，從而降低開關兩端恢復電壓，降低開關發(fā)生重燃的可能性。
[0036]最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0037]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0038]對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種并聯(lián)電容器投切開關恢復過電壓抑制電路，其特征在于，包括: 與電網(wǎng)第一相線依次串聯(lián)的第一斷路器和第一電容器，與所述第一電容器并聯(lián)的第一抑制器，所述第一抑制器用于在所述第一斷路器斷開后，釋放所述第一電容器上殘留的直流電壓； 與電網(wǎng)第二相線依次串聯(lián)的第二斷路器和第二電容器，與所述第二電容器并聯(lián)的第二抑制器，所述第二抑制器用于在所述第二斷路器斷開后，釋放所述第二電容器上殘留的直流電壓； 與電網(wǎng)第三相線依次串聯(lián)的第三斷路器和第三電容器，與所述第三電容器并聯(lián)的第三抑制器，所述第三抑制器用于在所述第三斷路器斷開后，釋放所述第三電容器上殘留的直流電壓。
2.根據(jù)權利要求1所述的電路，其特征在于，所述第一抑制器、所述第二抑制器和所述第三抑制器的結(jié)構(gòu)相同，均由鐵芯和纏繞在鐵芯上的一次線圈組成。
3.根據(jù)權利要求2所述的電路，其特征在于，所述第一抑制器、所述第二抑制器和所述第三抑制器的結(jié)構(gòu)中還包括纏繞在所述鐵芯上的二次線圈。
【文檔編號】H02J3/18GK104283223SQ201410584904
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權日:2014年10月27日
【發(fā)明者】周國良, 金涌濤, 李特, 余紹峰, 趙啟承, 胡葉舟, 金宇波, 申屠潔群 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學研究院