一種阻抗式低電壓穿越檢測裝置開關(guān)操作過電壓抑制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種阻抗式低電壓穿越檢測裝置開關(guān)操作過電壓抑制方法，包括步驟1：分析低電壓穿越檢測裝置中開關(guān)過電壓的阻容吸收特性；步驟2：計算當(dāng)開關(guān)斷開時產(chǎn)生的過電壓up；步驟3：構(gòu)建阻容過壓抑制回路；步驟4：將阻容過壓抑制回路接入低電壓穿越檢測裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種阻抗式低電壓穿越檢測裝置開關(guān)操作過電壓抑制方法，結(jié)合低電壓穿越檢測裝置的線路參數(shù)，確定阻容過壓抑制回路的參數(shù)，在需要抑制過電壓的電氣節(jié)點加裝阻容過壓抑制回路，將開關(guān)分?jǐn)噙^程中由于截流產(chǎn)生的過電壓幅值和頻率抑制在安全范圍內(nèi)。
【專利說明】
-種阻抗式低電壓穿越檢測裝置開關(guān)操作過電壓抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種操作過電壓抑制方法，具體設(shè)及一種阻抗式低電壓穿越檢測裝置 開關(guān)操作過電壓抑制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 新能源發(fā)電技術(shù)已在世界范圍內(nèi)迅猛發(fā)展，大量的并網(wǎng)運行新能源電站紛紛建 立。為了保證新能源電站的并網(wǎng)接入不對電網(wǎng)造成大的影響W及電網(wǎng)的運行狀態(tài)變化不影 響新能源電站的設(shè)備安全，各國紛紛制定了新能源電站并網(wǎng)接入的標(biāo)準(zhǔn)和并網(wǎng)檢測標(biāo)準(zhǔn)， 只有通過相關(guān)機構(gòu)的并網(wǎng)檢測，并獲取了并網(wǎng)資質(zhì)后，新能源電站才能接入電網(wǎng)運行。對新 能源電站低壓穿越檢測即是其中一項，新能源電站低壓穿越是指當(dāng)電力系統(tǒng)事故或擾動引 起新能源發(fā)電站并網(wǎng)點電壓跌落時，在一定的電壓跌落范圍和時間間隔內(nèi)，新能源發(fā)電站 能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運行。
[0003] 目前電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推薦的低壓穿越檢測裝置宜用無源電抗器模擬電網(wǎng)電壓跌落 的發(fā)生。模擬電網(wǎng)電壓跌落設(shè)及到跌落時間、跌落深度和跌落方式=個控制參數(shù)。跌落時 間是指模擬電網(wǎng)電壓跌落的持續(xù)時間。跌落深度是指電網(wǎng)電壓跌落的程度，范圍可在0%~ 90%電網(wǎng)額定電壓范圍內(nèi)變化，跌落深度的調(diào)節(jié)一般通過分接開關(guān)調(diào)節(jié)電抗器的分接頭， 改變電抗器的感抗值實現(xiàn)不同比例的電抗器分壓。跌落方式是指模擬短路的類別，包括= 相短路、兩相短路和單相接地，跌落方式的調(diào)整通過分合開關(guān)設(shè)備實現(xiàn)。
[0004] 由于低電壓穿越檢測裝置在進行模擬電網(wǎng)故障過程中，尤其在切除時，開關(guān)會產(chǎn) 生較大的操作過電壓，而對于電抗器負(fù)載情況甚至容易引起開關(guān)重燃，對35kV系統(tǒng)電抗器 絕緣具有較強的沖擊，甚至出現(xiàn)電抗器應(yīng)間絕緣擊穿事故。傳統(tǒng)的解決方法有： 陽0化]①：由于加強電抗器的絕緣水平，但該方法產(chǎn)生較大的原材料成本，并且電抗器體 積及重量也會隨之增加，在施工、安裝過程中也產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。
[0006] ②：加裝避雷器，避雷器可W在一定程度上抑制開關(guān)操作過電壓的幅值，但開關(guān)的 截流過電壓、重燃過電壓等電壓波頭較睹，通過金屬氧化物避雷器對高頻過電壓的限制也 是有限的，其對電抗器的應(yīng)間絕緣水平帶來的一定的影響。
[0007] 因此，需要提供一種35kV新能源發(fā)電系統(tǒng)低壓穿越裝置過電壓抑制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明提供了一種阻抗式低電壓穿越檢測裝置開關(guān)操 作過電壓抑制方法，所述方法包括：
[0009] 步驟1 :分析所述低電壓穿越檢測裝置中開關(guān)過電壓的阻容吸收特性； 陽010] 步驟2 :計算當(dāng)開關(guān)斷開時產(chǎn)生的過電壓Up;
[0011] 步驟3 :構(gòu)建阻容過壓抑制回路；
[0012] 步驟4 :將所述阻容過壓抑制回路接入所述低電壓穿越檢測裝置。
[0013] 優(yōu)選的，所述步驟1中分析開關(guān)過電壓的阻容吸收特性包括：
[0014] 步驟1-1 :構(gòu)建所述低電壓穿越檢測裝置中開關(guān)投切負(fù)荷的等效電路；所述電路 包括負(fù)荷電感Lt、開關(guān)CB和電壓源e,;所述負(fù)荷電感L T和開關(guān)CB串聯(lián)后連接于電壓源e S 兩端；所述負(fù)荷電感Lt兩端并聯(lián)有電容Ct,所述電容Ct為負(fù)荷側(cè)對地的等值電容；
陽〇1引步驟1-2 :計算所述電容Ct上儲能值A(chǔ) C;
[0016] 若在所述負(fù)荷電感Lt的電流U過零時斷開所述開關(guān)，則所述儲能值 Ut為負(fù)荷電感L T兩端的電壓；
[0017] 若在所述負(fù)荷電感Lt的電流U過零前斷開所述開關(guān)，則所述儲能隹 Ich為開關(guān)斷開時的截流；
[001引優(yōu)選的，所述步驟2中過電壓Up的計算公式為：
[0019]
(1)
[0020] 其中，所述Ct為低電壓穿越檢測裝置中開關(guān)投切負(fù)荷的等效電路中負(fù)荷側(cè)對地的 等值電容，Lt為負(fù)荷電感，U為流過負(fù)荷電感L T的電流，U。為開關(guān)斷開瞬間電容C巧端的 電壓；
[0021] 優(yōu)選的，所述步驟3中阻容過壓抑制回路包括串聯(lián)的電阻R和電容C ;
[0022] 所述電容C的容值計算公式為：
[002；3]
(2.):
[0024] 其中，所述Lt為低電壓穿越檢測裝置中開關(guān)投切負(fù)荷的等效電路的負(fù)荷電感，U 為流過負(fù)荷電感Lt的電流，U。為開關(guān)斷開瞬間電容C T兩端的電壓，U P為開關(guān)斷開時由截流 Ich產(chǎn)生的過電壓； 陽0巧]所述電阻R的取值范圍為50~100 Q ;
[00%] 優(yōu)選的，所述步驟4中阻容過壓抑制回路接入低電壓穿越檢測裝置的短路點包 括：
[0027] 將所述阻容過壓抑制回路中的電阻R與所述短路點或者測試點連接，所述電容C 接地。
[0028] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果是：
[0029] 1、本發(fā)明提供的一種阻抗式低電壓穿越檢測裝置開關(guān)操作過電壓抑制方法，結(jié)合 低電壓穿越檢測裝置的線路參數(shù)，確定阻容過壓抑制回路的參數(shù)，在需要抑制過電壓的電 氣節(jié)點加裝阻容過壓抑制回路，將開關(guān)分?jǐn)噙^程中由于截流產(chǎn)生的過電壓幅值和頻率抑制 在安全范圍內(nèi)；
[0030] 2、本發(fā)明提供的一種阻抗式低電壓穿越檢測裝置開關(guān)操作過電壓抑制方法，同常 規(guī)避雷器對過電壓限制相比，不但實現(xiàn)了過電壓幅值的降低，更重要的是降低了操作過電 壓的頻率，加快了過電壓的衰減時間，對電抗器的絕緣安全起到非常重要的作用；
[0031] 3、本發(fā)明提供的一種阻抗式低電壓穿越檢測裝置開關(guān)操作過電壓抑制方法，通過 在低電壓穿越檢測系統(tǒng)不同電氣節(jié)點引入阻容吸收裝置，有效抑制了過電壓在整個低電壓 穿越檢測回路中的傳遞，同時大大降低了并聯(lián)電抗器兩端的電壓差值，有效保護了并聯(lián)電 抗器應(yīng)間絕緣，降低設(shè)備運行風(fēng)險；
[0032] 4、本發(fā)明提供的一種阻抗式低電壓穿越檢測裝置開關(guān)操作過電壓抑制方法，同加 大電抗器絕緣的方法相比，有效降低了絕緣成本，降低了電抗器的尺寸。
【附圖說明】
[0033] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0034] 圖1 :本發(fā)明實施例中一種阻抗式低電壓穿越檢測裝置開關(guān)操作過電壓抑制方法 流程圖；
[0035] 圖2 :低電壓穿越檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖3:圖2中開關(guān)投切負(fù)荷的等效電路；
[0037] 圖4 :圖2中短路點示意圖；
[0038] 圖5 :本發(fā)明實施例中阻容過壓抑制回路接入低電壓穿越檢測裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0039] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0040] 本發(fā)明提供的一種阻抗式低電壓穿越檢測裝置開關(guān)操作過電壓抑制方法，結(jié)合如 圖2所示低電壓穿越檢測裝置的線路參數(shù)，確定阻容過壓抑制回路的參數(shù)，在需要抑制過 電壓的電氣節(jié)點加裝阻容過壓抑制回路，將開關(guān)分?jǐn)噙^程中由于截流產(chǎn)生的過電壓幅值和 頻率抑制在安全范圍內(nèi)。如圖1所示，該方法的具體步驟為：
[0041] 一、分析低電壓穿越檢測裝置中開關(guān)過電壓的阻容吸收特性。
[0042] 1、構(gòu)建低電壓穿越檢測裝置中開關(guān)投切負(fù)荷的等效電路。 陽0創(chuàng)如圖3所示，該等效電路包括負(fù)荷電感Lt、開關(guān)CB和電壓源e,。具體為：
[0044] 負(fù)荷電感Lt和開關(guān)CB串聯(lián)后連接于電壓源e g兩端，負(fù)荷電感L T兩端并聯(lián)有電容 Ct,電容Ct為負(fù)荷側(cè)對地的等值電容。 W45] 2、計算電容Ct上儲能值A(chǔ) C。
[0046] (1)在負(fù)荷電感Lt的電流i進零時斷開開關(guān)時：
[0047] 由于負(fù)荷為電感性負(fù)載，負(fù)荷電感Lt中流過的電流U在過零的瞬間，電壓源e J畐 值在最大峰值處，因此負(fù)荷電感Lt兩端的電壓U T在電流U過零瞬間與電壓源e g相等： W48] Gs=-Ut (1) W例此時，負(fù)荷電感U上的磁能A歷：
陽化0] (2；
[0051] A C為： W 巧 （3) 陽05引同時，電容Ct上的電能通過負(fù)荷電感L T及其回路電路產(chǎn)生一個衰減振蕩，負(fù)荷電 感Lt兩端的電壓Ut逐漸下降至零。該振蕩過程的振蕩頻率f T為：
[0054]
(4》 陽化5] (2)在負(fù)荷電感Lt的電流U過零前斷開開關(guān)：
[0056] 由于電流過零前被切斷瞬間，可能會產(chǎn)生一個較高的過電壓，當(dāng)有截流I 存在 時，負(fù)荷電感Lt上的磁能A歷：
[0057] (5) 陽〇5引 能A L立即轉(zhuǎn)化為電容C T上儲能值A(chǔ)。即：
[0059] (6)
[0060] 為：
[0061] (7)
[00創(chuàng) k生的過電壓，為電流i t被切斷瞬間電容C巧端的電壓。
[0063] 三的過電壓Up。 W64] 得到過電壓Up的計算公式為：
[00尉 誠)
[0066] 3、構(gòu)建阻容過壓抑制回路。
[0067] 包括串聯(lián)的電阻R和電容C，其中：
[0068] ①：電容C的容值計算公式為：
[0069]
(9)
[0070] 其中，Lt為低電壓穿越檢測裝置中開關(guān)投切負(fù)荷的等效電路的負(fù)荷電感，i歷流 過負(fù)荷電感Lt的電流，U。為開關(guān)斷開瞬間電容C T兩端的電壓，U P為開關(guān)斷開時由截流I CH 產(chǎn)生的過電壓。 陽07U ②：電阻R的取值范圍為50~IOOQ。
[0072] 4、將阻容過壓抑制回路接入低電壓穿越檢測裝置的短路點。
[0073] 將阻容過壓抑制回路中的電阻R與短路點或者測試點連接，電容C接地。如圖5 所示，由電阻R郝電容C 1串聯(lián)組成的阻容過壓抑制回路接入短路點中，由電阻R2和電容C 2 串聯(lián)組成的阻容過壓抑制回路接入測試點中。
[0074] 二、如圖5所示，本實施例中對35kV電壓等級阻抗式低電壓穿越檢測裝置的過電 壓抑制過程為：
[0075] 1、分析低電壓穿越檢測裝置中開關(guān)過電壓的阻容吸收特性，具體為：
[0076] ①：負(fù)荷電感 Lt= 0.化0. 5 = 0. 7H ;
[0077] ②：35kV斷路器的截流Ich= 20A ; 陽07引③：斷路器斷開瞬間電容Ct兩端的電壓U。二35/1. 732 = 20. 2kV ;
[0079] 2、計算當(dāng)開關(guān)斷開時產(chǎn)生的過電壓Up。
[0080] 根據(jù)35kV電抗器生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)確定其安全運行的過電壓幅值，35kV系統(tǒng)相電壓峰值 約為28. 6kV，依據(jù)高壓絕緣配合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，電抗器具備2倍過電壓短時耐受能力，從而確定 本實施例中滿足電抗器安全運行的過電壓Up= 57. 2kV。
[0081] 3、構(gòu)律化容巧壓抑制回路。
[0082] 電容
，
[0083] 4、將上述阻容過壓抑制回路接入低電壓穿越檢測裝置的短路點或者測試點，降低 截流產(chǎn)生的過電壓。
[0084] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是：所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實 施例。基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得 的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種阻抗式低電壓穿越檢測裝置開關(guān)操作過電壓抑制方法，其特征在于，所述方法 包括： 步驟1:分析所述低電壓穿越檢測裝置中開關(guān)過電壓的阻容吸收特性； 步驟2 :計算當(dāng)開關(guān)斷開時產(chǎn)生的過電壓Up; 步驟3 :構(gòu)建阻容過壓抑制回路； 步驟4 :將所述阻容過壓抑制回路接入所述低電壓穿越檢測裝置。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1中分析開關(guān)過電壓的阻容吸收特 性包括： 步驟1-1 :構(gòu)建所述低電壓穿越檢測裝置中開關(guān)投切負(fù)荷的等效電路；所述電路包括 負(fù)荷電感Lt、開關(guān)CB和電壓源e,;所述負(fù)荷電感L T和開關(guān)CB串聯(lián)后連接于電壓源e ,兩端； 所述負(fù)荷電感Lt兩端并聯(lián)有電容C T，所述電容Ct為負(fù)荷側(cè)對地的等值電容； 步驟1-2 :計算所述電容Ct上儲能值A(chǔ) C; 若在所述負(fù)荷電感Lt的電流U過零時斷開所述開關(guān)，則所述儲能值Ut為 負(fù)荷電感Lt兩端的電壓； 若在所述負(fù)荷電感Lt的電流U過零前斷開所述開關(guān)，則所述儲能值Ich 為開關(guān)斷開時的截流。3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2中過電壓U P的計算公式為：(1) 其中，所述Ct為低電壓穿越檢測裝置中開關(guān)投切負(fù)荷的等效電路中負(fù)荷側(cè)對地的等值 電容，Lt為負(fù)荷電感，U為流過負(fù)荷電感L T的電流，U。為開關(guān)斷開瞬間電容C巧端的電壓。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3中阻容過壓抑制回路包括串聯(lián)的 電阻R和電容C ; 所述電容C的容值計算公式為：(2) 其中，所述Lt為低電壓穿越檢測裝置中開關(guān)投切負(fù)荷的等效電路的負(fù)荷電感，U為流 過負(fù)荷電感Lt的電流，U。為開關(guān)斷開瞬間電容C T兩端的電壓，U P為開關(guān)斷開時由截流I CH 產(chǎn)生的過電壓； 所述電阻R的取值范圍為50~100 Q。5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4中阻容過壓抑制回路接入低電壓 穿越檢測裝置的短路點包括： 將所述阻容過壓抑制回路中的電阻R與所述短路點或者測試點連接，所述電容C接地。
【文檔編號】G01R31/08GK105988062SQ201510082523
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月15日
【發(fā)明人】王德順, 華光輝, 趙上林, 俞斌, 丁杰, 吳福保, 楊波, 孔愛良, 張新龍, 劉歡, 姬聯(lián)濤, 崔紅芬, 鄢盛馳, 韓桂剛, 孫軍輝
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)河南省電力公司