专利名称：Mov温度保护装置的试验方法和mov温度保护装置试验仪的制作方法
技术领域：
本发明与输电线路串联电容补偿装置的MOV温度保护装置的试验有关。
背景技术：
-在500kV输电线路上加装固定式串联电容补偿装置(简称串补)可 以有效縮短输电线电气距离，减小送电端与受电端之间的联络阻抗，有 效提高输电通道的输电能力。为使串联电容在输电线路发生故障时不被 损坏，在串联电容器组两端并联具有非线性伏安特性的MOV(Metal Oxide Varistors)元件。输电线路正常运行情况下，串补电容器两端电压较 小，仅有极小的电流流过MOV， MOV处于热平衡状态，不会出现MOV温 度的持续增高。当装有串补装置的线路发生故障时，MOV可以避免串联 补偿电容器承受过高电压，从而避免电容器组损坏，但是在输电线故障 期间可能有很大电流流过MOV。MOV由多片氧化锌阀片叠装在密封瓷套内，密封瓷套导致MOV散热 极慢。当线路故障使MOV流过大电流时，在T0 T1时间段内MOV吸收 能量E可按式1表示(焦耳) (1)式中*. i(t)是TO Tl时间段内流过MOV的电流，u(i)是由MOV伏 安特性确定的与i(t)对应的MOV两端电压。由于线路故障电流可能达到数十千安培，MOV在很短时间内即可积 聚很大能量，弓I起MOV温度急剧升高，严重时可能造成MOV爆炸。为防 止MOV因温度急剧升高而损坏，串补装置配置了 MOV保护和放电间隙。 流过MOV的电流由电流互感器送到MOV保护装置，MOV温度保护根据测 量电流计算MOV温度。放电间隙并接在MOV两端。当MOV保护检测到MOV 温度升高到危险状态时，MOV温度保护动作，使放电间隙处于导通状态， 旁路流过MOV的大电流。为保证放电间隙能可靠动作，必须保证MOV温度保护能正确反应MOV 的温升。但目前国内还没有能检测MOV温度保护动作正确性的试验设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速、准确地在现场试验MOV温度保护装 置的方法和试验仪。MOV阀片封装在密闭的绝缘隔热瓷套内，使MOV的散热时间常数极 大，而输电线路故障导致MOV温度快速升高的过程极短，因此可以忽略 散热对MOV短时温升值的影响。本发明的目的是这样来实现的本发明MOV温度保护装置的试验方法，包括如下步骤(1)每一组 MOV有唯一确定的伏安特性曲线，该曲线确定了 MOV能量吸收特性。处 于绝热状态的MOV吸收的能量Exs用公式(1)表示<formula>formula see original document page 5</formula> (焦耳) (a)其中i(t)是t时刻流过MOV的方波试验电流；U(i)是由MOV伏安特性曲线确定的与i(t)对应的MOV两端电压；t0、 t2是流过MOy电流魏的一个周期的方波函数的起始时刻和终止时刻；U为一个周期方波电流 幅值终止时刻，Esx是MOV在试验验期间吸收的能量，n为试验电流的 周期数，(2) 忽略散热影响，将处于快速能量积累过程MOV的温升视为绝 热过程，用公式(b)表示处于绝热状态MOV的温升值Tws二Kws'Exs (b) 其中Kws是由MOV结构、材料确定的单位能量引起的MOV温度升 高值，对确定的MOV是一个常数；Tws是MOV温度保护整定值，(3) 方波试验电流i (t)满足式(c)关系 i(t)= I tO《t<tl<formula>formula see original document page 5</formula>(c〕式中Kzk是方波试验电流的占空比，I是tO—tl时刻的方波试验 电流的幅值， tl一t2时刻，方波试验电流的幅值为0，按照从小到大的顺序选择方波试验电流/的幅值z',， /2，.A，由MOV 伏安特性曲线确定与电流f对应的电压序列^， 找到满足公式(d) 关系的一组电流电压值^， " ， Z +1， " +1:<formula>formula see original document page 6</formula> (d)其中Ttest是检验MOV温度保护装置的试验温度；Tset是MOV温度保护装置整定时间，Tset二n (t2—t0) (e) 利用公式(f)计算使MOV产生Ttest的方波电流幅值I，<formula>formula see original document page 6</formula>(4) 当Ttest=0.95*Tws时，利用公式(f)和公式(d)计算方波 电流幅值n，据此确定方波试验电流函数il(t)，当Ttest=1.05*Tws时，利用公式(f)和公式(d)计算方波电流 幅值12，据此确定方波试验电流函数i2(t)，(5) 向MOV温度保护装置输出持续时间为Tse1:的方波试验电流函 数il(t)代表的方波试验电流，MOV温度保护装置不动作；向M0V温度 保护装置输出持续时间为Tset的方波试验电流i2(t)代表的方波试验电 流，MOV温度保护装置动作，则MOV温度保护装置的动作值正确。MOV温度保护装置试验仪，包括；人机接口单元将MOV温度保护试验参数输入到数据存储单元； 数据存储单元存储MOV温度保护定值Tws、温度保护时间定值 Tset、单位能量温升系数Kws、试验周期数n、方波占空比Kzk及MOV 伏安特性曲线确定的多组电流电压值I。、 U。、 L、仏、12 、 U2、….Ik、 Uk ;计算及处理单元利用Tws、 Tset、 Kws、 Kzk和M0V伏安特性曲线确定的多组电流电压对应值，计算并输出以数字信号表示的方波试验电流i (t)到D/A转换及电流放大单元；D/A转换及电流放大单元:将输入的数字信号i (t)转换为模拟信号， 经电流放大器放大后输出至M0V温度保护装置；状态量检测单元检测M0V温度保护装置动作状态。
本发明将输电线路故障期间的MOV温升视为绝热过程，将由此计算 出的模拟方波试验电流输入MOV温度保护装置进行试验，可快速、准确 测定MOV温度保护装置的动作状态是否一正确，方法操作简便，可现场 准确测定，装置精度高，成本低。
图l为本发明的结构框图。图2为本发明的流程图。
具体实施例方式本发明的M0V保护试验仪由硬件电路和软件组成。硬件电路包括的单元及功能人机接口单元将M0V温度保护试验参数输入到数据存储单元。数据存储单元存储M0V温度保护定值Tws、温度保护时间定值 Tset、单位能量温升系数Kws、试验周期数n、方波占空比Kzk及M0V 伏安特性曲线确定的多组电流电压值I。、 U。、 I,、 U,、 12 、 U2、….Ik、Uk 。计算及处理单元利用Tws、 Tset、 Kws、 Kzk和M0V伏安特性曲线 确定的多组电流电压值，计算并输出以数字信号表示的电流i(t)到D/A 转换单元。D/A转换及电流放大单元:将输入的数字信号i(t)转换为模拟信号，经电流放大器放大后输出至M0V保护装置。状态量检测单元检测MOV温度保护动作状态。 M0V温度保护试验仪软件流程见图2。 本发明的实施过程为-利用人机接口单元将M0V温度保护定值Tws、 M0V温度保护时间定 值Tset、单位能量温升系数Kws、试验周期数n、方波信号占空比Kzk 以及M0V的伏安特性(一组由M0V特性确定的电流电压数值 /,， wl; /2， "2;..4, a)输入到存储单元。计算及处理单元根据Tws、 Tset、 Kws、 Kzk及M0V伏安特性计算试 验用方波电流幅值I，从而确定试验信号i(t)。计算i(t)的过程如下按照由小到大的顺序选择方波电流/的幅值 /,， /2，...、，由MOV伏安特性曲线确定与电流/对应的电压序列",，"2，』t， 利用每组i、 u计算MOV温升，找到满足公式d关系的一组电流电压值, ， 《 ， C， 利用公式f计算使MOV产生Tws的方波电流幅值I，确定方波试验电流i(t)。计算及处理单元将i(t)数字量送到D/A及电流放大单元。D/A及电 流放大单元输出的模拟信号经电流放大器放大后送入MOV温度保护装置 输入端。M0V温度保护装置的动作信号被送到M0V保护试验仪的状态量 检测单元，M0V保护试验仪根据M0V温度保护装置动作结果判断M0V温 度保护装置是否正确。将持续时间为Tset的i(t)电流送入MOV温度保护输入端，检査MOV 温度保护装置动作正确性。其试验方法如下M0V温度保护装置的试验方法，包括如下步骤(l)每一组MOV有 唯一确定的伏安特性曲线，该曲线确定了 MOV能量吸收特性，处于绝热 状态的MOV在试验期间吸收的能量Exs用公式(a)表示= & (焦耳) (a)其中i(t)是t时刻流过M0V的方波试验电流；U(i)是由MOV.伏安 特性曲线确定的与i(t)对应的M0V两端电压；t0是流过MOV电流的一 个周期的方波函数的起始时刻；tl为一个周期方波电流幅值终止时刻， n为试验电流的周期数，(2) 忽略散热影响，将处于快速能量积累过程MOV的温升视为绝 热过程，用公式(b)表示处于绝热状态MOV的温升值Tws二Kws，Exs (b) 其中Kws是由MOV结构、材料确定的单位能量引起的MOV温度升 高值，对确定的MOV是一个常数；Tws是MOV温度保护整定值，，(3) 方波试验电流i (t)满足式(c)关系 i(t)= I t0《t<tltl《t<t2i(t)二 0式中Kzk是方波试验电流的占空比，I是t0—tl时刻的方波试验电流的幅值，t0、 t2是流过M0V电流的一个周期的方波函数的起始时刻和终止时刻，tl一t2时刻，方波试验电流的幅值为0，根据M0V伏安特性曲线按照从小到大的顺序选择方波试验电流i 的幅值i1,i2，...ik，由MOV伏安特性曲线确定与电流i对应的电压序列 u1,u1，...uk，找到满足公式(d)关系的一组电流电压值in，un in+1,un+1:<formula>formula see original document page 9</formula> (d)
其中Ttest是检验MOV温度保护装置的试验温度；Tset是MOV温度保护装置整定时间，
Tset=n (t2—t0) (e) 利用公式(f)计算使MOV产生Ttest的方波电流幅值I，<formula>formula see original document page 9</formula>
(4) 当Ttest=0.95打ws时，利用公式(f)和公式(d)计算方波 电流幅值Il，据此确定方波试验电流函数il(t)，当Ttest=1.05*Tws时，利用公式(f)和公式(d)计算方波电流 幅值12，据此确定方波试验电流函数i2(t)，(5) 向M0V温度保护装置输出持续时间为Tset的方波试验电流函 数il(t)代表的方波试验电流，M0V温度保护装置不动作；向M0V温度 保护装置输出持续时间为Tset的方波试验电流i2(t)代表的方波试验电 流，MOV温度保护装置动作，则MOV温度保护装置的动作值正确。
权利要求
1、MOV温度保护装置的试验方法，包括如下步骤(1)每一组MOV有唯一确定的伏安特性曲线，该曲线确定了MOV能量吸收特性，处于绝热状态的MOV在试验期间吸收的能量Exs用公式(a)表示
2、 MOV温度保护装置试验仪，其特征在于包括； 人机接口单元将M0V温度保护试验参数输入到数据存储单元； 数据存储单元存储M0V温度保护定值Tws、温度保护时间定值 Tset、单位能量温升系数Kws、试验周期数n、方波占空比Kzk及M0V 伏安特性曲线确定的多组电流电压值I(,、 U 、 I,、 U,、 12 、 1]2、….Ift仏；计算及处理单元利用Tws、 Tset、 Kws、 Kzk和M0V伏安特性曲线确定的多组电流电压对应值，计算并输出以数字信号表示的方波试验电流i (t)到D/A转换及电流放大单元；D/A转换及电流放大单元:将输入的数字信号i(t)转换为模拟信号， 经电流放大器放大后输出至M0V温度保护装置；状态量检测单元检测M0V温度保护装置动作状态。
全文摘要
本发明涉及输电线路串联电容器补偿装置中MOV元件温度保护装置的试验方法和装置。输电线路短时故障电流流过MOV并导致MOV温度升高的过程是一个绝热过程，期间没有热量散失，据此可将故障期间MOV吸收的能量Exs与由此引起的MOV温度升高Tws表示为比例常数Kws，即Kws=Tws/Exs。本发明的方法。包括如下步骤(1)MOV吸收的能量计算MOV温升Tws＝Exs*Kws。(2)根据MOV温度保护参数确定试验用方波电流幅值I。(3)将试验仪的电流输出与MOV温度保护装置的电流输入连接，MOV温度保护装置状态输出与试验仪的状态监测输入连接。(4)试验仪输出方波电流i(t)至MOV温度保护装置。(5)监测MOV温度保护装置动作情况，判定MOV温度保护装置动作值正确性。
文档编号G01R31/00GK101158703SQ200710050220
公开日2008年4月9日 申请日期2007年10月12日 优先权日2007年10月12日
发明者刘明忠, 李成鑫, 威 甄 申请人:四川电力试验研究院