CN109004628A - 保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构及保护方法 - Google Patents

Abstract

一种保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构及保护方法。真空断路器开断并抗等小电感负载时，首开相会出现不同程度的截流，使负载侧出现过电压导致首开相发生复燃，由于连续复燃并通过相间耦合，引起后两相的等效截流，使负载侧出现更严重的过电压，导致并抗匝间击穿甚至烧毁等故障。一种变电站的并联电抗器补偿回路，其组成包括：空母线（1），空母线分别与真空断路器的第一开关（2）、真空断路器的第二开关（7）线路相连，其中真空断路器的第一开关通过第一电缆（3）与并联电抗器（4）一端相连，且并联电抗器另一端三相短接为中性点，并联电抗器与匝间避雷器（6）并联，匝间避雷器的一端与避雷器（5）线路相连。本发明应用于电站领域。

Description

保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构及保护方法

技术领域：

本发明涉及一种保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构及保护方法。

背景技术：

为调节电压和无功，针对110kV出线为电缆的220kV变电站，目前电网普遍在35kV侧配置并联电抗器，投切开关设备一般采用真空断路器，安装在开关室内，而并联电抗器（如油浸式电抗器、干式空心电抗器等）一般安装在户外，投切开关设备通过较长的电缆与并联电抗器相连。

真空断路器开断并抗等小电感负载时，首开相会出现不同程度的截流，使负载侧出现过电压导致首开相发生复燃，由于连续复燃并通过相间耦合，引起后两相的等效截流，使负载侧出现更严重的过电压，导致并抗匝间击穿甚至烧毁等故障。如果系统为无负荷的空母线，由于母线侧对地电容较小，还会使母线侧发生震荡，出现严重过电压，引起母线侧所变损毁或高压熔丝熔断、母线压变高压熔丝熔断、甚至母线直接短路等故障，严重影响35kV并抗的正常运行及系统安全。

发明内容：

本发明的目的是提供一种保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构及保护方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构，其组成包括：空母线、阻容吸收器和并联电抗器，所述空母线分别与第一开关、第二开关线路相连，其中所述第一开关通过第一电缆与所述的并联电抗器的一端相连，且所述的并联电抗器的另一端三相短接为中性点，所述的并联电抗器与匝间避雷器并联，所述的匝间避雷器的一端与避雷器线路相连，所述的匝间避雷器的另一端接地，所述的第二开关通过第二电缆与所述的阻容吸收器线路相连，所述的阻容吸收器的另一端接地。

所述的保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构，所述的第一开关为真空断路器的第一开关或SF6断路器的第一开关，所述的第二开关为真空断路器的第二开关或SF6断路器的第二开关。

所述的保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构，所述的阻容吸收器包括电阻、电容，所述的电阻一端通过所述的第二电缆与所述的第二开关相连，且所述的电阻另一端与所述的电容相连，所述的电容的另一端接地。

所述的保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构，所述的电阻为10Ω—100Ω的电阻，所述的电容为0.2μF—0.8μF的电容。

所述的保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构的保护方法，该方法暴扣如下步骤：

（1）当变电站负荷较轻，系统电压较高，需要投入感性无功以进行无功补偿或调节电压时，首先合上第一开关，使并联电抗器投入运行，此时第二开关处于断开状态，即阻容吸收器处于退出运行状态；

（2）当变电站负荷增多，系统电压降低，需要切除感性无功时，首先合上第二开关，阻容吸收器投入运行，接着断开第一开关，并联电抗器退出运行，然后断开第二开关，使阻容吸收器退出运行，由于并联电抗器退出运行时，空母线侧带有阻容吸收器以增加系统对地电容，且并联电抗器两端并联有匝间避雷器以吸收匝间过电压，从而能有效降低并联电抗器投切时空母线和负载侧的过电压。

本发明的有益效果为：

1.本发明提供一种保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构及保护方法，在系统空母线侧接入阻容吸收器，增加系统对地电容；在并联电抗器两端并联匝间避雷器，吸收并联电抗器的匝间过电压，从而降低并联电抗器投切时母线和负载侧的过电压，保护并联电抗器设备和系统安全。

本发明当变电站负荷较轻，系统电压较高，需要投入感性无功以进行无功补偿或调节电压时，首先合上第一开关，使并联电抗器投入运行；此时第二开关处于断开状态，即阻容吸收器处于退出运行状态。

本发明当变电站负荷增多，系统电压降低，需要切除感性无功时，首先合上第二开关，阻容吸收器投入运行；接着断开第一开关，并联电抗器退出运行；然后断开第二开关，使阻容吸收器退出运行；由于并联电抗器退出运行时，空母线侧带有阻容吸收器以增加系统对地电容，且并联电抗器两端并联有匝间避雷器以吸收匝间过电压，从而能有效降低并联电抗器投切时空母线和负载侧的过电压。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种变电站的并联电抗器补偿回路，其组成包括：空母线1，所述的空母线分别与真空断路器的第一开关2、真空断路器的第二开关7线路相连，其中所述的真空断路器的第一开关通过第一电缆3与并联电抗器4一端相连，且所述的并联电抗器另一端三相短接为中性点，所述的并联电抗器与匝间避雷器6并联，所述的匝间避雷器的一端与避雷器5线路相连，所述的避雷器的另一端接地；所述的真空断路器的第二开关通过第二电缆8与阻容吸收器9线路相连，所述的阻容吸收器的另一端接地。

实施例2：

所述的阻容吸收器包括20Ω的电阻10、0.2μF的电容11，所述的20Ω的电阻一端通过第二电缆与真空断路器的第二开关相连，且所述的20Ω的电阻另一端与0.2μF的电容相连，所述的0.2μF的电容的另一端接地。

实施例3：

母线为空母线，即其不带出线或无负荷:，所述的匝间避雷器起匝间过电压保护作用，对于35kV系统母线，其参数为：持续运行电压：28kV；避雷器额定电压：35 kV；直流1mA电压：48 kV；操作冲击电流残压30/60μs：70 kV；雷电冲击电流残压：90 kV；方波冲击电流耐受2ms：800A。

实施例4：

一种保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构及保护方法，包括如下步骤：

（1）当变电站负荷较轻，系统电压较高，需要投入感性无功以进行无功补偿或调节电压时，首先合上第一开关，使并联电抗器投入运行；此时第二开关7处于断开状态，即阻容吸收器处于退出运行状态。

（2）当变电站负荷增多，系统电压降低，需要切除感性无功时，首先合上第二开关，阻容吸收器投入运行；接着断开第一开关，并联电抗器退出运行；然后断开第二开关，使阻容吸收器退出运行。由于并联电抗器退出运行时，空母线侧带有阻容吸收器以增加系统对地电容，且并联电抗器两端并联有匝间避雷器以吸收匝间过电压，从而能有效降低并联电抗器投切时空母线和负载侧的过电压。

实施例5：

一种保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构及保护方法，其组成包括：空母线，所述的空母线分别与SF6断路器的第一开关、SF6断路器的第二开关线路相连；其中所述的SF6断路器的第一开关通过第一电缆与并联电抗器一端相连，且所述的并联电抗器另一端三相短接为中性点；所述的并联电抗器4与匝间避雷器并联，所述的匝间避雷器的一端与避雷器线路相连，所述的避雷器的另一端接地；所述SF6断路器的第二开关通过第二电缆与阻容吸收器线路相连，所述的阻容吸收器的另一端接地。

实施例6：

所述的阻容吸收器包括50Ω的电阻、0.6μF的电容，所述的50Ω的电阻一端通过第二电缆与SF6断路器的第二开关相连，且所述的50Ω的电阻另一端与0.6μF的电容相连，所述的0.6μF的电容的另一端接地。

实施例7：

母线1为空母线，即其不带出线或无负荷。所述的匝间避雷器起匝间过电压保护作用。对于35kV系统母线，其参数为：持续运行电压：28kV；避雷器额定电压：35 kV；直流1mA电压：48 kV；操作冲击电流残压30/60μs：70 kV；雷电冲击电流残压：90 kV；方波冲击电流耐受2ms：800A。

Claims (5)

1.一种保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构，其组成包括：空母线、阻容吸收器和并联电抗器，其特征是：所述空母线分别与第一开关、第二开关线路相连，其中所述第一开关通过第一电缆与所述的并联电抗器的一端相连，且所述的并联电抗器的另一端三相短接为中性点，所述的并联电抗器与匝间避雷器并联，所述的匝间避雷器的一端与避雷器线路相连，所述的匝间避雷器的另一端接地，所述的第二开关通过第二电缆与所述的阻容吸收器线路相连，所述的阻容吸收器的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构，其特征是：所述的第一开关为真空断路器的第一开关或SF6断路器的第一开关，

所述的第二开关为真空断路器的第二开关或SF6断路器的第二开关。

3.根据权利要求1或2所述的保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构，其特征是：所述的阻容吸收器包括电阻、电容，所述的电阻一端通过所述的第二电缆与所述的第二开关相连，且所述的电阻另一端与所述的电容相连，所述的电容的另一端接地。

4.根据权利要求1或2或3所述的保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构，其特征是：所述的电阻为10Ω—100Ω的电阻，所述的电容为0.2μF—0.8μF的电容。

5.一种利用权利要求1—4之一所述的保护并联电抗器设备和系统安全的补偿结构的保护方法，其特征是：该方法暴扣如下步骤：

（1）当变电站负荷较轻，系统电压较高，需要投入感性无功以进行无功补偿或调节电压时，首先合上第一开关，使并联电抗器投入运行，此时第二开关处于断开状态，即阻容吸收器处于退出运行状态；

（2）当变电站负荷增多，系统电压降低，需要切除感性无功时，首先合上第二开关，阻容吸收器投入运行，接着断开第一开关，并联电抗器退出运行，然后断开第二开关，使阻容吸收器退出运行，由于并联电抗器退出运行时，空母线侧带有阻容吸收器以增加系统对地电容，且并联电抗器两端并联有匝间避雷器以吸收匝间过电压，从而能有效降低并联电抗器投切时空母线和负载侧的过电压。