CN104283223A - 一种并联电容器投切开关恢复过电压抑制电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种并联电容器投切开关恢复过电压抑制电路，包括与电网第一相线依次串联的第一断路器和第一电容器，与第一电容器并联的第一抑制器，第一抑制器用于在第一断路器断开后，释放第一电容器上残留的直流电压，与电网第二相线依次串联的第二断路器和第二电容器，与第二电容器并联的第二抑制器，第二抑制器用于在第二断路器断开后，释放第二电容器上残留的直流电压，与电网第三相线依次串联的第三断路器和第三电容器，与第三电容器并联的第三抑制器，第三抑制器用于在第三断路器断开后，释放第三电容器上残留的直流电压。本申请通过在电容器两侧并联抑制器，能够有效抑制开关恢复过电压，保证并联电容器装置的正常运行。

Description

一种并联电容器投切开关恢复过电压抑制电路

技术领域

本申请涉及过电压保护技术领域，更具体地说，涉及一种并联电容器投切开关恢复过电压抑制电路。

背景技术

并联电容器组作为容性元件，广泛应用于电网的无功补偿，以提高电网电压和功率因数，减小线路的损耗。但是，随电力系统负载的变化而进行无功调节，必须相应的分、合电容器组，由此可能产生的操作过电压将严重威胁并联电容器组的绝缘。

开关开断并联电容器组时，由于负载的特殊性，触头间存在更高的恢复电压。开断电流熄弧后，电容器组上的残存电荷在短时间内无法释放，电源电压与电容器组上的残压反向，造成断路器断口间长时间承受较高的恢复过电压，一旦真空断路器的绝缘恢复强度不能承受加于其上的恢复过电压，极易发生电弧重燃。同时由于电容器组对地电容的存在，任一相均可能对地形成高频振荡，相对于常规负载，使得放电过程更容易诱发断口击穿，致使断路器间隙出现两项重燃，甚至三相重燃，最终导致事故发生。

目前抑制操作过电压主要有两种：一种为避雷器，如图1所示；另一种为阻容吸收器，如图2所示，(图1和图2中均以三相交流电为例)。避雷器MOA主要是抑制对地操作过电压，且只有在过电压较高时动作，不能降低开关恢复过电压，也不降低并联电容器相间过电压。阻容吸收器RC主要对地操作过电压起到阻尼作用，尤其是对地的高频暂态过电压有一定的抑制作用，但是这种方式需要与负荷进行很好的参数匹配，否则会出现谐振问题。综合上述两种方式，都是对地操作过电压，无法有效抑制开关恢复过电压，从而降低开关重燃概率，保证并联电容器装置的正常运行。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种并联电容器投切开关恢复过电压抑制电路，用于解决现有对地操作过电压的方法，无法有效抑制开关恢复过电压的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种并联电容器投切开关恢复过电压抑制电路，包括：

与电网第一相线依次串联的第一断路器和第一电容器，与所述第一电容器并联的第一抑制器，所述第一抑制器用于在所述第一断路器断开后，释放所述第一电容器上残留的直流电压；

与电网第二相线依次串联的第二断路器和第二电容器，与所述第二电容器并联的第二抑制器，所述第二抑制器用于在所述第二断路器断开后，释放所述第二电容器上残留的直流电压；

与电网第三相线依次串联的第三断路器和第三电容器，与所述第三电容器并联的第三抑制器，所述第三抑制器用于在所述第三断路器断开后，释放所述第三电容器上残留的直流电压。

优选地，所述第一抑制器、所述第二抑制器和所述第三抑制器的结构相同，均由铁芯和缠绕在铁芯上的一次线圈组成。

优选地，所述第一抑制器、所述第二抑制器和所述第三抑制器的结构中还包括缠绕在所述铁芯上的二次线圈。

从上述的技术方案可以看出，本申请实施例提供的并联电容器投切开关恢复过电压抑制电路，包括与电网第一相线依次串联的第一断路器和第一电容器，与所述第一电容器并联的第一抑制器，所述第一抑制器用于在所述第一断路器断开后，释放所述第一电容器上残留的直流电压，与电网第二相线依次串联的第二断路器和第二电容器，与所述第二电容器并联的第二抑制器，所述第二抑制器用于在所述第二断路器断开后，释放所述第二电容器上残留的直流电压，与电网第三相线依次串联的第三断路器和第三电容器，与所述第三电容器并联的第三抑制器，所述第三抑制器用于在所述第三断路器断开后，释放所述第三电容器上残留的直流电压。本申请通过在电容器两侧并联抑制器，能够有效抑制开关恢复过电压，保证并联电容器装置的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为一种现有的抑制过电压电路结构示意图；

图2为另一种现有的抑制过电压电路结构示意图；

图3为本申请实施例公开的一种并联电容器投切开关恢复过电压抑制电路结构示意图；

图4为本申请实施例公开的一种抑制器结构示意图；

图5为本申请实施例公开的另一种抑制器结构示意图；

图6为本申请实施例公开的并联电容器投切开关恢复过电压抑制电路的单相等效电路图；

图7为本申请实施例公开的并联电容器投切开关恢复过电压抑制器在开关合闸时的单相等效电路图；

图8为本申请实施例公开的并联电容器投切开关恢复过电压抑制器在开关分断后的单相等效电路图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图3，图3为本申请实施例公开的一种并联电容器投切开关恢复过电压抑制电路结构示意图。

如图3所示，该电路包括：

与电网第一相线Ea依次串联的第一断路器T1和第一电容器C1，与所述第一电容器C1并联的第一抑制器X1，所述第一抑制器X1用于在所述第一断路器T1断开后，释放所述第一电容器C1上残留的直流电压；

与电网第二相线Eb依次串联的第二断路器T2和第二电容器C2，与所述第二电容器C2并联的第二抑制器X2，所述第二抑制器X2用于在所述第二断路器T2断开后，释放所述第二电容器C2上残留的直流电压；

与电网第三相线Ec依次串联的第三断路器T3和第三电容器C3，与所述第三电容器C3并联的第三抑制器X3，所述第三抑制器X3用于在所述第三断路器T3断开后，释放所述第三电容器C3上残留的直流电压。

本实施例中，并联电容器投切开关恢复过电压抑制器并接在每相并联电容器两端，开关投入并联电容器组后，抑制器承受与电容器相同的交流电压，呈现高阻状态；开断并联电容器组后，并联电容器投切开关电源侧承受交流电压信号，电容器侧承受电容器残余直流电压信号，抑制器承受与电容器相同的直流残余电压，开关两端之间承受交流电压和直流电压叠加的恢复电压。此时通过抑制器在10ms内将电容器直流残余电压快速释放，使开关电容器侧直流残余电压快速下降，从而降低开关两端之间的恢复电压。

可选的，所述第一抑制器、所述第二抑制器和所述第三抑制器的结构相同，其结构可以参见图4。

如图4所示，抑制器包括铁芯11和缠绕在铁芯11上的一次线圈12。一次线圈12的两端分别连接电容器的两侧。

进一步的，如图5所示，抑制器还可以包括缠绕在铁芯11上的二次线圈13。二次线圈可以外接测试设备，用于测试电流、电压。

本申请技术方案并联电容器投切开关恢复过电压抑制电路中，单相等效电路图如图6所示，并联电容器投切开关恢复过电压抑制器可等效为一个电阻R和电感L串联结构21(如图6)，电阻R等效一次线圈12电阻，电感L等效为线圈铁芯11电感，其中铁芯电感在交流电压时，呈现高阻抗状态，在直流电压作用下，流过直流电流时，快速饱和，迅速降低阻抗，从而降低并联电容器投切开关恢复过电压抑制器整个等效阻抗，从而快速释放电容器上直流残余电压。

本申请技术方案中在接入并联电容器投切开关恢复过电压抑制器后，开关合闸投入并联电容器组后，单相等效电路如图7所示，并联电容器投切开关恢复过电压抑制器的铁芯不饱和，类似于电压互感器，呈现高阻抗状态，不会影响电容器组正常运行。

本申请技术方案中在接入并联电容器投切开关恢复过电压抑制器后，开关分断切除并联电容器组后，单相等效电路如图8所示，在并联电容器投切开关恢复过电压抑制器瞬间近似为与一个直流电压并联，在通过直流电流情况下，铁芯迅速饱和，铁芯电感迅速降低，呈现低阻抗状态，迅速释放电容器直流残余电压，使并联电容器直流残余电压迅速降低，从而降低开关两端恢复电压，降低开关发生重燃的可能性。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种并联电容器投切开关恢复过电压抑制电路，其特征在于，包括：

与电网第一相线依次串联的第一断路器和第一电容器，与所述第一电容器并联的第一抑制器，所述第一抑制器用于在所述第一断路器断开后，释放所述第一电容器上残留的直流电压；

与电网第二相线依次串联的第二断路器和第二电容器，与所述第二电容器并联的第二抑制器，所述第二抑制器用于在所述第二断路器断开后，释放所述第二电容器上残留的直流电压；

与电网第三相线依次串联的第三断路器和第三电容器，与所述第三电容器并联的第三抑制器，所述第三抑制器用于在所述第三断路器断开后，释放所述第三电容器上残留的直流电压。

2.根据权利要求1所述的电路，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结构相同，均由铁芯和缠绕在铁芯上的一次线圈组成。

3.根据权利要求2所述的电路，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结构中还包括缠绕在所述铁芯上的二次线圈。