CN212811277U - 一种电力系统串联电容器极间保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电力系统串联电容器极间保护装置，包括球空气间隙G、阻尼装置ZN、电流互感器CT、旁路开关QF1、旁路开关QF2和微机控保一体机；所述球空气间隙G、阻尼装置ZN和电流互感器CT串联构成旁路放电回路，所述旁路放电回路与电容器组C并联；所述旁路开关QF1与所述球空气间隙G并联；所述旁路开关QF2与所述旁路放电回路并联；所述电流互感器CT、旁路开关QF1和旁路开关QF2均与所述微机控保一体机的信号端连接。相对现有技术，本实用新型结构简单，占地少，便于维护和检修；实现电容器组C极间过电压快速可靠保护。
Description
技术领域
本实用新型涉电容器技术领域，具体而言，特别涉及一种电力系统串联电容器极间保护装置。
背景技术
串联电容器装置具备补偿电力线路的感抗，减少线路电压降落，增大传输容量，提高线路的稳定性等特点；串联电容器装置在负载改变时，实现正比例同步调节补偿容量，减少回路母线电压波动。在电力系统中，串联电容器装置得到了广泛的运用。
当电力系统短路故障或非正常电网运行时，在串联电容器极间出现很高的瞬变暂态电压。为了保护电容器不受损坏，需要加装串联电容器极间过电压保护装置。
火花间隙通过信号采集，在控制装置发出触发指令后，触发间隙动作，整个保护响应过程时间较长，在10ms左右。满足不了快速保护响应的要求，不能作为串联电容器极间过电压的第一道保护，即主保护。在工程运用上，通常以无间隙金属氧化物避雷器MOV,作为串联电容器的极间过电压的主保护，火花间隙作为串联电容器极间的后备保护或无间隙金属氧化物避雷器MOV的保护。
受串联电容器安装点的短路电流和电容器组容量制约，MOV热容量水平要求高，涉及到的成本很高和占用的场地很大。例如10～35kV低电压等级的串联电容器，MOV的成本是电容器成本的3倍以上，火花间隙本身需要配备较为复杂的信号采集设备和触发控制系统，成本也在几万元到几十万元不等的成本。过高的成本，让用户要么取消了串联电容器的极间过电压可靠保护，要么采用补偿效果相对较差的电容器方案，此类情况在工业用户中极为突出。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种结构简单，占地少，便于维护和检修；实现电容器组极间过电压快速可靠保护的电力系统串联电容器极间保护装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种电力系统串联电容器极间保护装置，包括球空气间隙G、阻尼装置ZN、电流互感器CT、旁路开关QF1、旁路开关QF2和微机控保一体机；
所述球空气间隙G、阻尼装置ZN和电流互感器CT串联构成旁路放电回路，所述旁路放电回路与电容器组C并联；
所述旁路开关QF1与所述球空气间隙G并联；所述旁路开关QF2与所述旁路放电回路并联；
所述电流互感器CT、旁路开关QF1和旁路开关QF2均与所述微机控保一体机的信号端连接。
本实用新型的有益效果是：结构简单，占地少，便于维护和检修；球空气间隙G对高于保护水平的暂态电压会即触发击穿，将电容器组C过电压瞬间限制在可承受的范围内；有效实现对电容器组C过电压保护；微机控保一体机通过旁路放电回路的电流信号，快速控制旁路开关QF1合闸，减少球空气间隙G的通流时间，可有效避免球空气间隙G的烧蚀损坏；还控制旁路开关QF2合闸，电容器组C退出运行，实现电容器组C极间过电压快速可靠保护。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，还包括电压互感器PT，所述电压互感器PT与所述旁路放电回路并联；所述电压互感器PT还与所述微机控保一体机的信号端连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：电压互感器PT实时在线监测电容器组C极间电压，配合微机控保一体机起到稳态过电压过负荷的主保护和电容器极间暂态过电压的后备保护功能。
进一步，还包括温湿度控制器，所述温湿度控制器置于所述球空气间隙G的一侧，所述温湿度控制器与所述微机控保一体机的信号端连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：温湿度控制器实时监控球空气间隙G处的温度和湿度，确保球空气间隙G稳定运行。
进一步，所述阻尼装置ZN包括电抗器和电阻器，所述电阻器的一端与所述电容器组C连接，另一端与所述电流互感器CT连接，所述电抗器与所述电阻器并联。
进一步，所述旁路开关QF1为真空断路器或负荷开关，所述真空断路器的合闸时间小于10ms。
进一步，所述旁路开关QF2为真空断路器或负荷开关，所述真空断路器的合闸时间小于10ms。
上述实施例中，所述微机控保一体机的响应时间小于10ms。
采用上述进一步方案的有益效果是：微机控保一体机能快速有效实现电容器极间的暂态过电压和稳态过电压保护。
附图说明
图1为本实用新型一种电力系统串联电容器极间保护装置的主视图；
图2为本实用新型微机控保一体机的模块框图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、微机控保一体机；
2、温湿度控制器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1和图2所示，一种电力系统串联电容器极间保护装置，包括球空气间隙G、阻尼装置ZN、电流互感器CT、旁路开关QF1、旁路开关QF2和微机控保一体机1；
所述球空气间隙G、阻尼装置ZN和电流互感器CT串联构成旁路放电回路，所述旁路放电回路与电容器组C并联；
所述旁路开关QF1与所述球空气间隙G并联；所述旁路开关QF2与所述旁路放电回路并联；
所述电流互感器CT、旁路开关QF1和旁路开关QF2均与所述微机控保一体机1的信号端连接。
球空气间隙G为均匀电场结构，在同等使用环境下，工频击穿电压和冲击击穿电压相对比较稳定；但是在使用环境不太稳定的情况下，击穿电压的分散性非常大；如直接作为串联电容器极间过电压保护，存在保护误动或拒动的问题，无法实现有效保护；球空气间隙G的材料为铜材质；其中，使用的球空气间隙G，放置在防尘、湿度和温度稳定的封闭空间内，击穿电压可控制在需要的范围内；通过提高封闭空间的防护等级，具备防尘功能；
球空气间隙G作为电容器组C极间暂态极限过电压的主保护，当电容器组C极间出现高于保护水平的电压时，间隙两端即触发击穿；当间隙击穿导通时，电容器组C会对旁路放电回路放电，大部分负载电流也会通过旁路放电回路，确保电容器组C的过电压水平限制在能承受的范围之内；设置阻尼装置的参数，限制旁路放电回路电流；旁路放电回路中的电流经过电流互感器CT时，电流互感器CT生成电流信号传输至微机控保一体机1，微机控保一体机1根据电流信号进行报警，同时向旁路开关QF1发出0S延时动作信号，旁路开关QF1根据动作信号进行合闸，球空气间隙G两端的电压降至熄弧电压以下熄弧断开，实现对球空气间隙G保护功能；
微机控保一体机1发出0S延时动作信号后，控制旁路开关QF2合闸，电容器组C退出运行，实现电容器组C极间过电压快速可靠保护。
上述实施例中，还包括电压互感器PT，所述电压互感器PT与所述旁路放电回路并联；所述电压互感器PT还与所述微机控保一体机1的信号端连接。
并联在电容器组C两端的电压互感器PT，实时在线监测电容器组C极间电压；当电容器组C两端的电压超过1.1倍额定电压时，通过微机控保一体机1延时60s控制与球空气间隙G并联的旁路开关QF1合闸，继而进一步将控制电容器组C两端的旁路开关QF1合闸，将电容器组C退出运行，实现电容器组C极间稳态过电压过负荷的主保护功能；
当电容器组C极间出现高于保护水平的暂态电压时，通过微机控保一体机10s延时,15ms之内将旁路开关QF2合闸，将电容器组C退出运行，实现电容器组C极间暂态过电压的后备保护。
上述实施例中，还包括温湿度控制器2，所述温湿度控制器2置于所述球空气间隙G的一侧，所述温湿度控制器2与所述微机控保一体机1的信号端连接。
温湿度控制器2的型号为YP-ZWS，具有可编程测量、显示、监控功能的温湿度控制器2；温湿度控制器2通过RS485通信接口与微机控保一体机1连接，温湿度控制器2将监测到的温度信号和湿度信号传输至微机控保一体机1，利用微机控保一体机1对封闭空间内的温度和湿度进行在线实时监控和分析记录；
温湿度控制器2的信号输出端连接加热器和风扇，温湿度控制器2实时监控封闭空间内的温度和湿度，当温度和湿度超过设定阈值，温湿度控制器2则控制加热器或风扇进行运转，对封闭空间内进行加热或吹风，使得封闭空间内的温度和湿度保持稳定。
上述实施例中，所述阻尼装置ZN包括电抗器和电阻器，所述电阻器的一端与所述电容器组C连接，另一端与所述电流互感器CT连接，所述电抗器与所述电阻器并联。
上述实施例中，所述旁路开关QF1为真空断路器或负荷开关，所述真空断路器的合闸时间小于10ms。
上述实施例中，所述旁路开关QF2为真空断路器或负荷开关，所述真空断路器的合闸时间小于10ms。
上述实施例中，所述微机控保一体机1的响应时间小于10ms；所述微机控保一体机1的型号为VICMT-LSC；
电流互感器CT的电流信号和电压互感器PT的电压信号传输至微机控保一体机1，经微机控保一体机1的信号调理电路和A/D转换电路处理，信号调理电路对电流信号和电压信号进行滤波及信号放大，A/D转换电路对电流信号和电压信号进行模数转换，转换成数字信号进入单片机，单片机对在线电流和电压进行实时监测，并进行分析统计，并发出报警信号至报警装置进行报警；同时输出驱动信号至驱动电路，驱动电路根据驱动信号驱动旁路开关QF1或旁路开关QF2进行合闸，对球空气间隙G进行保护；实现电容器组C极间稳态过电压过负荷主保护功能和暂态过电压的后备保护功能。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电力系统串联电容器极间保护装置，其特征在于：包括球空气间隙G、阻尼装置ZN、电流互感器CT、旁路开关QF1、旁路开关QF2和微机控保一体机(1)；
所述球空气间隙G、阻尼装置ZN和电流互感器CT串联构成旁路放电回路，所述旁路放电回路与电容器组C并联；
所述旁路开关QF1与所述球空气间隙G并联；所述旁路开关QF2与所述旁路放电回路并联；
所述电流互感器CT、旁路开关QF1和旁路开关QF2均与所述微机控保一体机(1)的信号端连接。
2.根据权利要求1所述的一种电力系统串联电容器极间保护装置，其特征在于：还包括电压互感器PT，所述电压互感器PT与所述旁路放电回路并联；所述电压互感器PT还与所述微机控保一体机(1)的信号端连接。
3.根据权利要求1所述的一种电力系统串联电容器极间保护装置，其特征在于：还包括温湿度控制器(2)，所述温湿度控制器(2)置于所述球空气间隙G的一侧，所述温湿度控制器(2)与所述微机控保一体机(1)的信号端连接。
4.根据权利要求1所述的一种电力系统串联电容器极间保护装置，其特征在于：所述阻尼装置ZN包括电抗器和电阻器，所述电阻器的一端与所述电容器组C连接，另一端与所述电流互感器CT连接，所述电抗器与所述电阻器并联。
5.根据权利要求1所述的一种电力系统串联电容器极间保护装置，其特征在于：所述旁路开关QF1为真空断路器或负荷开关，所述真空断路器的合闸时间小于10ms。
6.根据权利要求1所述的一种电力系统串联电容器极间保护装置，其特征在于：所述旁路开关QF2为真空断路器或负荷开关，所述真空断路器的合闸时间小于10ms。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种电力系统串联电容器极间保护装置，所述微机控保一体机(1)的响应时间小于10ms。
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| CN202021839337.9U CN212811277U (zh) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | 一种电力系统串联电容器极间保护装置 |
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| CN116840748A (zh) * | 2023-08-30 | 2023-10-03 | 国网智能电网研究院有限公司 | 一种极性检测装置及方法 |
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