[实用新型]不间断供电智能过电压保护装置

说明书

本实用新型公开了一种不间断供电智能过电压保护装置，属于电力电子技术领域。包括高压开关QF、变压器TK、整流二极管D1、整流二极管D2、限流电阻R1、交流电容C1、超级电容C、直流接触器KM1、可编程序控制器PLC、直流接触器KM2、放电电阻R2、电压变送器XT，利用变压器TK、二极管D将过电压能量用超级电容C吸收，并配以辅助控制电路。是能够在供电母线上安装的过电压保护装置，用于消除各种工况中、高压电网的雷击过电压及内部过电压，达到稳定电网、保护设备、增强系统可靠性等效果。

技术领域

本发明涉及一种不间断供电智能过电压保护装置，属于电力电子技术领域。用于消除各种工况中、高压电网的雷击过电压及内部过电压，达到稳定电网、保护设备、增强系统可靠性等效果。

背景技术

随着经济的增长，电力系统也在飞快地发展，装机容量越来越大、电网电压越来越高、覆盖面积越来越广，电网中大型冲击性负荷和非线性负荷越来越多，使电网经常发生过电压，严重地影响着电力系统的安全稳定运行，过电压主要产生于几方面。

1.真空断路器分合闸操作过电压，真空断路器在分、合闸过程中，容易产生较高幅值的过电压，甚至造成变压器、电动机等设备的绝缘损坏，以及断路器的相间闪络事故，危及电网的安全运行。大量的现场试验数据分析可知，真空断路器分、合电容器组的电容电流时，容易产生电弧重燃过电压；当真空断路器开断电感电流时，由于真空断路器灭弧能力强，可能产生较高的截流过电压，引起避雷器的频繁动作，甚至造成设备绝缘损坏事故。

虽然有几种方法处理过电压，但是在目前断路器的制造水平和运行条件下，不可避免地会产生操作过电压，致使氧化锌避雷器频繁动作，给运行部门造成很大的安全负担。

2.投切并联电抗器操作过电压，出于其调节功能的需要，通常是投切频繁，同时，受安装场地等客观因素的影响，在其开断设备的选择上，具有灭弧能力强、触头损耗小、开断次数多、维护少、检修周期长等优点的真空断路器，成为设计优选方案。但同时真空断路器也有一些不足之处，如截流、弹跳、复燃、重燃和由此而产生过电压。过电压问题在投切并联电抗器组时显得特别突出。电抗器属于储能元件，在运行操作过程中，由于其工作状态发生变化，可能产生数倍于电源电压的操作过电压。

3.电弧炉过电压，电弧炉内会经常有废钢塌落下来与电极相碰造成短路，因此系统中电流的大小会反复不规则地剧烈波动，造成很大的负荷冲击，电流波形严重畸变。电弧炉电流的急剧变化和波动，使配电母线处的电压也产生急剧变化和波动，其中含有大量的高次谐波，高次谐波电压与工频电压相叠加形成过电压，给同一电网的用电设备造成极大的伤害。并且高次谐波会在发电机和电动机中引起局部发热、破坏绝缘，造成电机损坏；使继电保护误动作，影响电网正常运行；使电力变压器及用户电器设备的损耗增加，寿命降低；使仪器仪表计量不准；使无功补偿装置不能投入运行等等。矿热炉是依靠电弧热和炉料电阻热来工作的，与电弧炉相比只是程度稍轻而已。

4.电力变压器空载投切涌流和过电压，电网中有大量的电力变压器，它们在空载投入时会产生相当于额定电流数倍的涌流和谐振过电压；在空载切出时会产生相当于额定电压数倍的过电压。这不仅会污染电网、影响供电质量，也会对变压器自身造成伤害。

5.煤矿、矿山谐波过电压，煤矿、矿山、油田和城郊及农村工作环境恶劣、条件差，其电力系统故障多发，对生产和生活有很大影响。包括电气设备的绝缘损坏、污闪、雾闪事故、继电保护及自动装置拒动或误动、系统失稳等。

6.电气化铁路过电压，电力机车行驶中要频繁地通过无电区，在通过前后机车内要切、合闸，每次都使机车的主变压器产生操作过电压和发生涌流。且机车需要的牵引功率越来越大,冲击性和电压波动也更为严重。又由于牵引供电系统本身是三相不对称负荷,电力机车是移动的单相整流带冲击的负荷,产生大量的谐波、负序和无功功率,注入电力系统,导致电力系统电能质量下降,严重时可导致继电保护装置误动、引发系统谐振、过电压损坏电气设备甚至大面积停电等事故。