[发明专利]一种并联电抗器补偿回路及操作过电压治理方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种并联电抗器补偿回路及操作过电压治理方法，尤其涉及一种分闸相位控制技术，属于电力系统输变配电技术领域。

背景技术

为调节电压及无功，我国电网普遍在220kV变电站35kV侧配置并联电抗器，采用真空断路器投切，并联电抗器与真空断路器通过电缆连接。

真空断路器开断35kV中性点不接地系统并联电抗器时，由于负载侧的自由震荡，正常开断时首开相断口恢复电压上升速度远远大于灭弧室断口绝缘强度增长速度，在绝大部分燃弧时间范围内，首开相都将发生复燃击穿。

首开相发生复燃后，由于存在电压级升效应，复燃连续发生，强度不断增强，复燃引起的暂态电流由于三相间的相互作用耦合叠加到后两相电流上，引起后两相电流等效截流，引发强烈的等效截流过电压，引起断路器三相断口的连续击穿，影响断路器两侧所有设备。

仿真评估表明，真空断路器开断35kV并联电抗器操作过电压，电抗器侧相对地过电压在100kV左右，相间过电压在200 kV左右，电抗器匝间过电压在150 kV左右；当系统为无线路的空母线时，母线侧相对地过电压在100kV左右，相间过电压在180 kV左右。

 现场实测表明，真空断路器开断35kV并联电抗器，首开相90%左右会出现复燃， 80%左右表现为首开相连续复燃→后两相等效截流，导致强烈的过电压。首开相连续复燃→后两相等效截流是真空断路器开断35kV并联电抗器最主要的过电压表现形式，均会引起电抗器侧避雷器动作，是并抗操作过电压事故或异常的根源。当系统为无线路的空母线时，由于母线侧系统对地电容很小，断路器的连续击穿同时对母线侧产生强烈的冲击。

实际运行表明，真空断路器开断35kV并联电抗器操作过电压现象普遍存在，频繁引起并联电抗器匝间短路损毁，以及空母线开断并抗引起母线侧所变损毁等典型故障，特别对空母线投切并抗母线侧构成特别的风险，严重影响35kV并抗装置的正常运行及系统安全，迫切需要治理。

实测及评估表明，常规真空断路器性能已处于成熟稳定，开断35kV并联电抗器的复燃现象无可避免。常规采用的电抗器侧装设RC阻容吸收器、过电压保护器等治理方法均不足以有效治理真空断路器开断35kV并联电抗器操作过电压。

 

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种并联电抗器补偿回路及操作过电压治理方法，采用三相机构独立控制的真空断路器，对分闸过程采用首开相过零后分闸、后两相延时分闸的控制策略，实现首开相燃弧时间及熄弧时断口开距的最大化，从而避免首开相复燃以及后两相等效截流，有效治理真空断路器开断并联电抗器操作过电压的发生。

    本发明为达到上述目的，采用如下技术方案：

    一种并联电抗器补偿回路，包括母线，所述母线与三相机构独立控制的真空断路器相连；所述三相机构独立控制的真空断路器与并联电抗器连接。

    所述三相机构独立控制的真空断路器与并联电抗器之间安装有电流感应器，所述电流感应器二次回路与控制器相连；所述控制器与三相机构独立控制的真空断路器控制回路相连。

    所述母线上安装有电压感应器，所述电压感应器二次回路与控制器相连。

    一种并联电抗器补偿回路的操作过电压治理方法，包括如下步骤：首先三相机构独立控制的真空断路器合闸状态，并联电抗器正常运行；当控制器接到分闸指令后，控制器检测电流互感器的电流信号或电压互感器的电压信号，三相机构独立控制的真空断路器中电流值或电压值首先过零点的一相设为首开相，控制器按设定的首开相延时时间发出三相机构独立控制的真空断路器首开相分闸指令使首开相分闸；同时控制器按设定的后两相延时时间发出三相机构独立控制的真空断路器后两相分闸指令使后两相分闸，从而避免真空断路器开断并联电抗器操作过电压的发生。

    所述控制器设定的首开相延时时间是所述三相机构独立控制的真空断路器首开相在电流过零点后立即分闸。

所述控制器设定的后两相延时时间是使所述三相机构独立控制的真空断路器后两相分闸指令相对于首开相分闸指令延时大于等于三分之一系统电源周期。

本发明的有益效果为：本发明提供一种并联电抗器补偿回路及操作过电压治理方法，采用三相机构独立控制的真空断路器对分闸过程采用首开相过零后分闸、后两相延时分闸的控制策略，实现首开相燃弧时间及熄弧时断口开距的最大化，从而避免首开相复燃以及后两相等效截流，有效治理真空断路器开断并联电抗器操作过电压的发生。