[实用新型]一种串联电抗器监测及保护装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力设备领域，涉及一种用于防止电抗器匝间短路造成的线圈起火烧毁的一种新装置，尤其是一种串联电抗器在线监测及保护装置。

背景技术

改革开放以来，我国电网建设加快，规模扩大，变电站建设也日益增多。随着科技的发展和社会的进步，人们保护自然的意识越来越强，无油的干式电抗器逐渐成为电抗器产品的主流，广泛应用于输变电领域。然而一旦干式空心电抗器存在绝缘处理不当、包封进水或绝缘老化到一定程度，薄弱的绝缘层起不到绝缘作用，在投切的瞬间或出现运行过电压情况，相邻两匝线就会形成一个短路环。那么此时该短路环温度急剧升高，带动相邻线层的绝缘被破坏，事故迅速发生，整个过程仅仅数十秒。尽管聚酯薄膜、玻璃纤维丝及环氧树脂均属于阻燃材料，但是在巨大的短路电流下绝缘层被高温碳化，电抗器起火事故屡见不鲜，并危及到其他设备的运行安全。鉴于当前的检测及保护手段效果有限，无法检测匝间短路现象,加之变电站无人值守化以及事故的不可预期性，预防电抗器起火事故的效果仍然不尽如人意。如何实现在出现匝间短路的瞬间切除电抗器支路，避免事故扩大化成为一个亟待解决的课题。为解决上述问题，特设计了一种防止电抗器匝间短路造成的线圈起火烧毁的一种新装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种串联电抗器监测及保护装置，该装置可以实现对电抗器匝间短路事故的有效监测，实现无人值守的情况下第一时间切断事故电抗器回路，保护系统及其他设备不受影响，避免短路起火造成事故扩大化等功能，解决了上述问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种串联电抗器监测及保护装置，包括电源、电抗器、探测线圈组、隔离变压器、滤波器模块、电阻、TVS瞬态电压抑制器、数据采集模块和控制计算机；所述探测线圈组设置在干式空心电抗器线圈本体的内部或外部，探测线圈组一侧与电抗器相对应，探测线圈组另一侧对应设置有隔离变压器，隔离变压器一端接地，隔离变压器另一端串联有滤波器模块；滤波器模块、电阻和TVS瞬态电压抑制器依次顺序串联后接地，滤波器模块和数据采集模块依次顺序串联后接地；数据采集模块与控制计算机连接。

所述探测线圈组由两个结构尺寸和匝数完全相同，且绕向相反的线圈组成。

所述探测线圈组中的每个探测线圈都用带护套线的高绝缘强度电缆做为二次线圈的导线，且每个探测线圈都装于电抗器假包封上。

所述探测线圈和电抗器包封之间存在一个气道。

所述探测线圈端子用胶木棒固定后引出。

一种串联电抗器监测及保护的方法，在干式空心电抗器线圈本体的内部或外部加装探测线圈，通过检测电抗器工作过程中每对磁场探测线圈所感应出的的差分电压信号，实现在线实时检测电抗器匝间短路故障，并在发生匝间短路故障时瞬间启动报警。

在干式空心电抗器线圈本体的最内包封内部或最外包封外部加装一对探测线圈，探测线圈用带护套线的高绝缘强度电缆做为二次线圈的导线，且装于电抗器假包封上，和电抗器包封之间存在一个气道，且端子用胶木棒固定后引出。

所检测的差分电压信号，是指由于交变磁场所感应产生的感应电压；当发生匝间短路之后，电抗器本身的交变磁场会发生变化，从而不再对称，这时探测线圈端出现的感应电压参数也随之出现变化。

本实用新型的目的：

1.“串联电抗器在线监测装置”对所运行的电抗器具备监测及保护能力，当检测到串联电抗器在匝间发生短路时，串联电抗器在线监测装置及时动作。

2.“串联电抗器在线监测装置”不会因为电压波动等因素影响到预设的阀值，不会产生误动作。

本实用新型的构成：本实用新型由硬件系统和软件系统构成。

硬件：计算机（控制器）、探测线圈、隔离变压器、低通滤波器、TVS、数据采板、光收发装置。

软件：基于LabView的串联电抗器监测及保护程序。

首先探测线圈被安装在电抗器最外包封外面，对称放置用来探测磁场变化，图1为硬件系统示意图，U代表由图1中对称放置的探测线圈所感应出的差分电压，隔离变压器保证测量端与电力系统互不影响，低通滤波器保证采集到信号的正确性。R和TVS保护数据采集板。数据采集板用来将经过前面元件处理的信号采集进入计算机。串联电抗器监测及保护程序设置好阈值，通过对采集信号运算后和阈值进行比较，判断电抗器内部绝缘结构是否完好。如若绝缘受损，内部匝间短路，计算机将给保护设备跳闸信号，保护设备动作，将电抗器之路从电路中切除。

本实用新型技术的有益效果是：

2.1避免电抗器起火等大事故的发生