CN102354973B - 一种用于高海拔地区冲击电压发生器的供电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力电学中冲击电压发生器技术领域，具体是涉及一种在高海拔地区给冲击电压发生器供电的供电系统，包括与冲击电压发生器连接的电源和避雷器，电源为柴油发电机组，柴油发电机组包括柴油机及柴油机驱动的发电机，发电机通过导线与冲击电压发生器相连，发电机与冲击电压发生器之间得到导线上还设有避雷器和自动空气断路器。本发明用于解决5000m高海拔试验区试验主设备冲击电压发生器的供电问题。
Description
技术领域：
本发明涉及电力电学中冲击电压发生器技术领域，具体是涉及一种在高海拔地区给冲击电压发生器供电的供电系统。
背景技术：
随着海拔升高，空气密度下降，空气间隙的放电电压将降低，并且随着间隙距离的不同，放电电压降低的幅度也不相同。为保证高海拔地区输变电工程的安全、可靠、经济的设计，需要通过高海拔地区的试验研究，提出不同电压等级的输变电工程所需要的最小空气间隙距离。青藏直流联网工程线路的最高海拔已经超过了5000m，通过海拔5000m地区的空气间隙放电试验，不仅能为工程提供技术支撑，更可为高海拔地区空气间隙放电电压的海拔修正提供试验数据，指导我国未来高海拔地区输电线路外绝缘设计。
5000m高海拔试验区系无人区，无工业配电线路，因此试验主设备冲击电压发生器必须采用人工电源。由于5000m海拔地区空气稀薄，空气中氧气含量仅相当于海平面的54％，原来用于冲击电压发生器供电的应急电源车在此大气条件下无法正常启动。
发明内容：
本发明的目的是提供一种用于高海拔地区冲击电压发生器的供电系统，包括与冲击电压发生器连接的电源和避雷器，用于解决5000m高海拔试验区试验主设备冲击电压发生器的供电问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种用于高海拔地区冲击电压发生器的供电系统，包括与冲击电压发生器连接的电源和避雷器，所述电源为柴油发电机组，所述柴油发电机组包括柴油机及柴油机驱动的发电机，所述发电机通过导线与冲击电压发生器相连，所述发电机与冲击电压发生器之间得到导线上还设有避雷器和自动空气断路器。
本发明提供的一种用于高海拔地区冲击电压发生器的供电系统技术方案中，所述发电机为三相交流无刷同步发电机，包括A相、B相、C相和中性线N，所述A相、B相、C相和中性线N都与冲击电压发生器连接。
本发明提供的另一优选的一种用于高海拔地区冲击电压发生器的供电系统技术方案中，所述A相和中性线N之间并联有避雷器，所述B相和中性线N之间并联有避雷器，所述C相和中性线N之间并联有避雷器，所述中性线N上串连有避雷器。
本发明提供的再一优选的一种用于高海拔地区冲击电压发生器的供电系统技术方案中，所述柴油发电机组功率不小于150kW。
本发明提供的又一优选的一种用于高海拔地区冲击电压发生器的供电系统技术方案中，所述避雷器采用无间隙氧化锌避雷器，所述避雷器外套上设有增爬裙。
本发明提供的又一优选的一种用于高海拔地区冲击电压发生器的供电系统技术方案中，所述避雷器设置在密封恒温箱体中。
由于采用了上述技术方案，本发明得到的有益效果是：
1、柴油发电机组体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护；
2、金属氧化物避雷器电阻片伏安特性优良，避雷器组依据高原使用条件作了相应的改良，可靠性增加；
3、自动空气开关具有操作安全，使用方便，工作可靠，安装简单，动作后不需要更换元件等优点。
附图说明
图1为一种用于高海拔地区冲击电压发生器的供电系统；
其中，1-柴油发电机组，2-自动空气断路器，3-冲击电压发生器，4-避雷器。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，本例的发明一种用于高海拔地区冲击电压发生器的供电系统，包括与冲击电压发生器3连接的电源和避雷器4，电源为柴油发电机组1，柴油发电机组1包括柴油机及柴油机驱动的发电机，发电机通过导线与冲击电压发生器3相连，发电机与冲击电压发生器3之间得到导线上还设有避雷器4和自动空气断路器2。
发电机为三相交流无刷同步发电机，包括A相、B相、C相和中性线N，所述A相、B相、C相和中性线N都与冲击电压发生器3连接；A相和中性线N之间并联有避雷器4，B相和中性线N之间并联有避雷器4，C相和中性线N之间并联有避雷器4，中性线N上串连有避雷器4。
对于本发明的柴油发电机组1：
柴油发电机组1是一种小型独立的发电设备，以内燃机作动力，驱动同步交流发电机而发电；柴油发电机组1是由柴油机，三相交流无刷同步发电机、控制箱或控制屏、散热水箱、联轴器、燃油箱、消声器及公共底座等组件组成钢性整体；柴油发电机组1的出线为三相四线。
考虑到高原地区气压低，空气稀薄，含氧分量小，特别对自然吸气的柴油机，因进气量不足而燃烧条件变差，使柴油机不能发出原规定的标定功率。为保证冲击电压发生器20kW的用电负荷，采用了功率不小于150kW的柴油发电机组1，确保供电可靠性和电能质量；又因为海拨升高，动力性下降，排气温度上升，柴油发电机组1高原工作能力下降，使用时采用间歇供电的工作方式，避免柴油发电机组1的超负荷运行。
随着海拨的升高，环境温度亦比平原地区的要低，一般每升高1000m，环境温度约下降0.6℃左右，外加因高原空气稀薄，因此，柴油发电机机组1的起动性能要比平原地区差。在使用时采取了与低温起动相应的辅助起动措施。
对于本发明的避雷器FF1A：
高海拔冲击电压发生器供电系统中，作用于电气设备上的电压有运行工作电压、工频过电压、操作过电压、雷电过电压。高原地区天气复杂多变，不同的自然环境条件及各种过电压对供电系统及冲击电压发生器3设备本体的安全运行构成威胁。一般是使用避雷器4来解决上述问题，避雷器4的主要任务是将供电系统内各类设备上的过电压限制在允许范围内，并使自身的损坏率控制在可接受的范围内。
本例中共有四个避雷器4组成避雷器组，避雷器4采用金属氧化物避雷器，本例中使用无间隙氧化锌避雷器，其中三个分别并接在柴油发电机组的A、B、C三相和中性线N之间，第四个串接在中性线N中；其核心元件电阻片采用氧化锌及多种金属氧化物制作，与传统碳化硅避雷器相比，大大改善了电阻片的伏安特性，提高了电阻片的同流能力，从而改善了避雷器4的保护特性。
当供电系统在正常运行条件下，流过避雷器4的电流仅有微安级，当遭受过电压时，避雷器4优异的线性伏安特性发挥作用，流过避雷器4的电流瞬间增大到数千安培，避雷器4处于导通状态，释放过电压能量，从而有效保护了过电压对供电系统的侵害。
正常使用条件下的避雷器4适用于海拔高度1000m以下。对于5000m海拔高度，避雷器4外套的爬距亦进行了相应的提高，提高方法采用外套增加增爬裙的方式。考虑到高海拔地区昼夜温差大及紫外线引发的避雷器4外套劣化等方面的影响，本发明采用密封恒温箱体来安放避雷器组，以确保避雷器4的使用环境。
另外，本发明发电机与冲击电压发生器3之间得到导线上设有三相自动空气断路器2，它除了可以分断和接触电路外，还可以对冲击电压发生器3发生的短路、过载及欠电压等进行保护。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种用于高海拔地区冲击电压发生器的供电系统，包括与冲击电压发生器（3）连接的电源和避雷器（4），其特征在于：所述电源为柴油发电机组（1），所述柴油发电机组（1）包括柴油机及柴油机驱动的发电机，所述发电机通过导线与冲击电压发生器（3）相连，所述发电机与冲击电压发生器（3）之间的导线上还设有避雷器（4）和自动空气断路器（2）；
所述发电机为三相交流无刷同步发电机，包括A相、B相、C相和中性线N，所述A相、B相、C相和中性线N都与冲击电压发生器（3）连接；
所述A相和中性线N之间并联有避雷器（4），所述B相和中性线N之间并联有避雷器（4），所述C相和中性线N之间并联有避雷器（4），所述中性线N上串连有避雷器（4）。
2.如权利要求1所述的一种用于高海拔地区冲击电压发生器的供电系统，其特征在于：所述柴油发电机组（1）功率不小于150kW。
3.如权利要求1所述的一种用于高海拔地区冲击电压发生器的供电系统，其特征在于：所述避雷器（4）采用无间隙氧化锌避雷器，所述避雷器（4）外套上设有增爬裙。
4.如权利要求1所述的一种用于高海拔地区冲击电压发生器的供电系统，其特征在于：所述避雷器（4）设置在密封恒温箱体中。
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