一种电容器保护设备及串联补偿装置的制作方法

本发明涉及电容器补偿技术领域，具体而言，涉及一种电容器保护设备及串联补偿装置。

背景技术：

电压质量是电能质量的一个重要指标。从工程实用的角度考虑，电压质量是指实际电压与理想电压之间的偏差，反映供电部门向用户提供的电能是否合格。而且，随着用电量的剧增，电能质量尤其是电压质量问题日益加剧，严重限制了工农业的发展。

目前，常采用电容补偿装置来调节交流输电系统的阻抗、电压、相位、功率等，以实现对系统的有功和无功潮流进行灵活控制，从而达到提高线路输送能力、改善电能质量、提高可靠性等目的。但是现有技术中，当输电线路出现故障时，串联电容补偿装置的保护设备在保护电容器时容易受损，进而降低其使用寿命，提高了保护设备的折旧额与维护成本，容易降低电容器的使用性能，进而潜在地影响了输电线路的稳定性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电容器保护设备及串联补偿装置，以解决现有技术中输电线路出现故障时导致的电容器串联补偿装置的保护设备易受损、使用寿命短、保护设备的折旧额与维护成本高的技术问题，能够延长保护设备的使用寿命，缓解电容器保护过程中性能的衰减，进而提高输电线路的稳定性。

第一方面，本发明实施例提供了一种电容器串联补偿装置的保护设备，用于保护电容器串联补偿装置中的卧式电容器组，包括限压装置、晶闸开关、旁路开关、阻尼装置和快速开关；

所述限压装置并联于所述卧式电容器组的两端；

所述晶闸开关与所述旁路开关串联后，并联于所述卧式电容器组的两端；

所述阻尼装置与所述快速开关串联后，并联于所述旁路开关的两端。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，

所述限压装置为避雷针、间隙的一种或者两者的组合。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，

所述阻尼装置为阻尼电阻、阻尼电抗的一种或者两者的组合。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，

所述旁路开关为断路器，所述快速开关为接触器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，

所述晶闸开关包括一组晶闸管。

第二方面，本发明实施例还提供一种电容器串联补偿装置，包括卧式电容器组和电容器串联补偿装置的保护设备，其中，

所述卧式电容器组并联于所述保护设备。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，

所述卧式电容器组为由若干卧式电容器连接而成。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，

该电容器串联补偿装置还包括投切操作机构，所述卧式电容器组与所述保护设备通过所述投切操作机构连接输电线路。

结合第二方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，

所述投切操作机构包括投退断路器。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，

该电容器串联补偿装置还包括防水柜体，所述防水柜体内部设有隔板和底板，所述卧式电容器组设于所述隔板上，所述保护设备设于所述底板上。

本发明带来了以下有益效果：

本发明通过限压装置、快速开关和旁路开关的先后动作为卧式电容器组提供了多级保护，限压装置在电路发生故障的瞬间动为卧式电容器组提供一级保护；然后快速开关动作，可以作为晶闸开关的保护开关，使晶闸开关和阻尼装置接入电路，为卧式电容器组提供二级保护，同时作为限压装置的一级保护电路，晶闸开关可以改变电路的电流，从而进一步的改变串补装置的等值阻抗，通过晶闸管控制来调节补偿度。阻尼装置可以限制电容器放电电流的幅值和频率，使其很快衰减，还可以迅速泄放电容器的残余电荷，从而减小放电电流对电容器和限压装置的损害；然后旁路开关动作，作为卧式电容器组的三级保护回路，同时为快速开关和阻尼装置提供二级保护，用于迅速泄放电容器的残余电荷，同时可以检测输电线路的供电状况；各级保护层层设置，逐个开启，既为电容器组提供了多级保护，提高了电容器组的使用寿命，又根据各级保护器件自身的特点使其在特定的时刻动作、特定的时间内工作，提高了各个保护器件的使用寿命，进而降低了电容器组与各个保护器件的折旧额、维护费用，从而提高了输电线路的稳定性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种电容器串联补偿装置的保护设备结构图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种电容器串联补偿装置的基本结构图；

图3示出了本发明实施例1所提供的一种电容器串联补偿装置的保护设备的电路图；

图4示出了本发明实施例2所提供的一种电容器串联补偿装置的保护设备的电路图；

图5示出了本发明实施例3所提供的一种电容器串联补偿装置的保护设备的电路图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前电容器串联补偿装置的保护设备在保护电容器时容易受损，从而降低其使用寿命，基于此，本发明实施例提供的一种电容器保护设备及串联补偿装置，可以避免电容器串联补偿装置的保护设备在保护电容器时受损，提高其使用寿命。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种电容器串联补偿装置的保护设备进行详细介绍，

电容器的保护技术：当串联补偿装置所在的线路发生故障时，如短路，电流将迅速增大，抬高了电容器两端的电压值，则有击穿电容器的危险，造成电容器设备损坏，因此电容器的过电压保护设备必不可少。

参照图1所示的一种电容器串联补偿装置的保护设备结构图，用于保护电容器串联补偿装置中的卧式电容器组，卧式电容器组包括多相电容器组，通常包括三相电容器组，每相电容器组由若干电容塔组成，每个电容塔由多台串联电容器组经过串联、并联组成，串联电容器组由多台电容器通过串联方式组成。电容器由芯子、油箱和出线瓷套管等部分组成，电容器的芯子由若干元件串、并联和绝缘件等组成，电容器的油箱用不锈钢板焊接制成，箱盖上焊有出线套管，电容器可设计成内熔丝或无熔丝结构。

需要说明的是，电容塔及电容器的规格、数量及串并联方式由电网实际需求、可以经过仿真模拟来确定。

该保护设备包括限压装置J、晶闸开关TSW、旁路开关BPB、阻尼装置K和快速开关HS，其中，

限压装置J并联于需要保护的卧式电容器组的两端，晶闸开关TSW的一端与限压装置J相连，另一端与旁路开关BPB相连，阻尼装置K与快速开关HS串联后，并联于旁路开关BPB的两端，旁路开关BPB并联于快速开关HS与阻尼装置K两端。

限压装置J也可以叫过压保护装置，用于限制加在电容器的过电压，作为电容器的主保护电路，起到过电压保护的作用。

进一步的是，限压装置J可以是为避雷针、间隙的一种或两者的组合。

避雷针为国家电网中常用的设备，避雷针分为独立避雷针和架构避雷针两种。独立避雷针通常用于35kV及以下配电装置，架构避雷针通常用于110kV及以上的配电装置。

间隙的一个极接送电线路，另一个极接地，当线路为正常的工频电压时，间隙不会被击穿，线路与地隔开。当电力系统出现危险过电压时，间隙则被击穿，雷电流通过阀型电阻流入大地。当过电压消失后，间隙将工频续流切断，恢复原状。间隙分为普通间隙和火花触发间隙。火花触发间隙的动作时间一般要快于普通间隙。

需要说明的是，当单独使用间隙时，通常还需要加一个阻尼阻抗，这是因为当间隙动作时，电容器的保护电压整定值为额定电压的数倍，此时电容器将迅速放电，放电电流为高频高幅值振荡电流，这对间隙的安全运行有很大威胁，该阻尼阻抗正是为了抑制该振荡电流而采用的。

当避雷针和间隙同时使用时，避雷针和间隙均与电容器并联，避雷针的动作速度快于间隙，先将电容器旁路，以作为电容器的一级保护电路，随后，间隙动作，用于快速触发而将电容器旁路，以作为避雷针的一级保护电路和电容器的二级保护电路。

优选的是，限压装置J是避雷针，进一步的是，限压装置J是金属氧化物避雷针(Metal Oxide Varistors，简称MOV)，又称为金属氧化物压敏电阻、金属氧化物限压器，是以氧化锌为材料烧结而成的半导体限压型抗浪涌器件。金属氧化物避雷针MOV与该电容器并联，用于限制电容器的过电压，是电容器的主保护电路，金属氧化物避雷针MOV构建电容器的一级保护。金属氧化物限压器MOV在正常运行工况下呈现高阻值，不导通，而当流过电容器的电流超过正常范围而造成电容器电压过高时，金属氧化物限压器MOV导通以吸收电流能量，从而起到保护电容器组的作用。

晶闸开关TSW的一端与限压装置J相连，另一端与旁路开关BPB相连。晶闸开关TSW与旁路开关BPB串联后，并联于卧式电容器组的两端；

具体的，晶闸开关TSW包括一组晶闸管，即晶闸开关是由两个晶闸管组成，进一步的是，晶闸开关TSW包括两个反向并联的晶闸管。晶闸开关TSW两个包括反向并联的晶闸管，通过控制晶闸管的导通/关断来改变流过晶闸开关电路的电流，从而进一步的改变串补装置的等值阻抗，通过晶闸管控制来调节补偿度。

晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称，又被称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅，晶闸管是一种精确可控的电力电子开关，作为保护或控制元件广泛应用。晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和控制极，晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。其优点有：

1、晶闸管的响应速度快(导通延时低于5μs)，迅速将电容器组旁路，提升了装置的保护速度；

2、晶闸管通过光纤与控制器进行交互通讯，工作全过程可控、工作状态易监测；

3、晶闸管工作时间短，旁路接触器或旁路开关合闸无冲击，因此该保护方案提升了的保护元件的使用寿命，增强了可靠性；

4、参数选择方便，易标准化设计。

阻尼装置K与快速开关HS串联后，并联于旁路开关BPB的两端。

具体的，阻尼装置K与快速开关HS串联后，再与晶闸开关TSW串联，形成一个支路，作为限压装置J的一级保护电路。其中，快速开关HS为接触器。快速开关HS可以作为晶闸开关TSW的保护开关，快速开关HS在异常情况下，实现快速合闸分闸，使阻尼装置K所在支路迅速接入电路，从而实现保护限压装置J。

阻尼装置K主要作用是用于限制电容器的放电电流的幅值和频率，使其很快衰减，抑制谐振电流，同时还可以用于迅速泄放电容器的残余电荷，此外，还可以起到保护快速开关HS的作用。

进一步的是，阻尼装置K为阻尼电阻、阻尼电抗的一种，或者两者结合一起使用，也就是一体化阻尼阻抗设备。阻尼电阻是根据电阻在电路中的作用而命名的。有些电路为了防止回路构成等幅震荡，在线路中串联或并联电阻来消耗掉一部分能引起震荡的能量，这种电阻叫阻尼电阻。

本发明中的阻尼电抗又称为电抗器或者电感器，一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场，所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然而通电长直导体的电感较小，所产生的磁场不强，因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式，称空心电抗器；有时为了让这只螺线管具有更大的电感，便在螺线管中插入铁心，称铁心电抗器。电力系统中所采取的电抗器常见的有串联电抗器和并联电抗器。

串联电抗器主要用来限制短路电流，也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能，主要包括：

1、轻空载或轻负荷线路上的电容效应，以降低工频暂态过电压；

2、改善长输电线路上的电压分布；

3、使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡，防止无功功率不合理流动同时也减轻了线路上的功率损失；

4、在大机组与系统并列时降低高压母线上工频稳态电压，便于发电机同期并列；

5、防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象；

6、当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时，

还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容，以加速潜供电流自动熄灭，便于采用。

电抗器的接线分串联和并联两种方式。串联电抗器通常起限流作用，并联电抗器经常用于无功补偿。

1、半芯干式并联电抗器：在超高压远距离输电系统中，连接于变压器的三次线圈上。用于补偿线路的电容性充电电流，限制系统电压升高和操作过电压，保证线路可靠运行。

2、半芯干式串联电抗器：安装在电容器回路中，在电容器回路投入时起用。

电抗器的限流和滤波作用：电网容量的扩大，使得系统短路容量的额定值迅速增大。如在500kV变电所的低压35kV侧，最大的三相对称短路电流有效值已经接近50kA。为了限制输电线路的短路电流，保护电力设备，必须安装电抗器，电抗器能够减小短路电流和使短路瞬间系统的电压保持不变。

在电容器回路安装串联电抗器，电容器回路投入时起抑制涌流的作用。同时与电容器组一起组成谐波回路，起各次谐波的滤波作用。如在500kV变电所35kV无功补偿装置的电容器回路中，为了限制投入电容器时的涌流和抑制电力系统的高次谐波，在35kV电容器回路中必须安装阻尼电抗器，抑制3次谐波时，采用额定电压35kV，额定电感量26.2mH，额定电流350A干式空心单相户外型阻尼电抗器，它与2.52Mvar电容器对3次谐波形成谐振回路，即3次谐波滤波回路。

同样，为了抑制5次及以上高次谐波，采用了额定电压35kV，额定电感量9.2mH，额定电流382A单相户外型阻尼电抗器，它与2.52Mvar电容器对5次及以上高次谐波形成谐振回路。起到了抑制高次谐波的作用。

上述分别说明了串联电抗器和并联电抗器的作用以及实际采用的规格。需要说明的是，在实际应用中，阻尼电抗的类型、数量、规格等的选取主要根据电网的实际需要来模拟选用。

本发明中，优选的是，阻尼装置K为一体化阻尼阻抗设备。进一步的是，阻尼装置K为可控一体化阻尼阻抗设备，与晶闸管一起使用，两者协同作用，可以起到抑制涌流，次谐波的作用，同时由于两者均为可控调节设备，可以调解电路阻抗，进而调节电路电流，限制电容放电电流的幅值和频率，使其很快衰减，还可以迅速泄放电容器的残余电荷，起到保护限压装置J和电容器的作用。

旁路开关BPB并联于快速开关HS与阻尼装置K两端。旁路开关BPB用来在正常运行或事故时投入或退出串补装置；能关合、承载、开断运行回路正常电流，也能在规定时间内关合、承载及开断规定的过载电流(包括短路电流)的开关设备。

旁路开关BPB一方面可以用于投切电容器串联补偿装置。另一方面当检测到谐振电流时，可以闭合旁路开关BPB一定时间(如15s)，用于防止铁磁谐振。进一步的是，旁路开关BPB为断路器。

具体的，旁路开关BPB与快速开关HS与阻尼装置K并联后，再与晶闸开关TSW串联，一同作为限压装置的保护支路，晶闸开关动作后，由于快速开关HS动作快于旁路开关BPB，快速开关HS先动作，构建限压装置J的一级保护电路，等电流减小到一定程度，旁路开关BPB动作，构建限压装置J的二级保护电路和快速开关HS和阻尼装置K的一级保护电路，同时作为电容器的三级保护电路。层层保护，一环扣一环，保证了电容器的安全和稳定性以及为保护设备提供保护，延长了保护设备的使用寿命，降低了折旧额和维护费用。

下面对本发明实施例所公开的一种电容器串联补偿装置进行详细介绍，

参照图2所示的一种电容器串联补偿装置的基本结构图，该装置包括立式电容器组C、保护设备、投切操作机构。其中，立式电容器组C并联于保护设备，立式电容器组C与保护设备通过投切操作机构连接输电线路。

卧式电容器组C是由若干个卧式电容器连接而成，需要说明的是，卧式电容器组C包括多相电容器组，通常包括三相电容器组，每相电容器组由若干电容塔组成，每个电容塔由多台串联电容器组经过串联、并联组成，串联电容器组由若干电容器通过串联方式组成。电容器由芯子、油箱和出线瓷套管等部分组成，电容器的芯子由若干元件串、并联和绝缘件等组成，电容器的油箱用不锈钢板焊接制成，箱盖上焊有出线套管，电容器可设计成内熔丝或无熔丝结构。卧式电容器组可以保证产品运行更好，更稳定，并且不需要采用吊攀承重。

本发明优选采用的卧式电容器组，该卧式电容器组包括：若干个卧式电容的并联，可以提高线路的静态稳定极限，线路输送能力显著提高，同时大幅提高空间利用率，电容之间距离较小，同时可以设置绝缘纸之类的，大幅较少串补的空间占有。

保护设备的结构和作用在图1己经介绍，在此不在赘述。

投切操作机构包括投退断路器MBS，投退断路器MBS位于线路上，在电容器被旁路后将电容器短路的开关设备，可用于在正常运行或事故时投入或退出串联补偿装置；能关合、承载、开断运行回路正常电流，也能在规定时间内关合、承载及开断规定的过载电流(包括短路电流)的开关设备。还可以包括隔离开关DS、接地开关ES等，隔离开关DS为了冷备用状态(串联补偿装置不带电，串联隔离开关、接地隔离开关为断开状态时的状态。)、检修(串补平台不带电，串联隔离开关为断开状态，接地隔离开关为合入状态，串联补偿装置退出运行时的状态)等工作使被旁路的串补电容器与线路隔离的开关设备，接地开关ES为了检修等工作使被旁路的串补电容器可靠接地的开关设备。

需要说明的是，该装置还包括防水柜体，防水柜体内部设有隔板和底板，卧式电容器组C设于隔板上，保护设备设于防水柜体底板上。

需要说明的是，该装置还可以包括传感器模块，传感器模块包括电流互感器、电压互感器等。电流互感器原理是依据变压器原理制成的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量，二次侧不可开路。电压互感器(Potential transformer简称PT，Voltage transformer也简称VT)和变压器很相像，都是用来变换线路上的电压。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。

电压互感器是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通φ，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器。电压互感器将高电压按比例转换成低电压，即100V，电压互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等；主要是电磁式的(电容式电压互感器应用广泛)，另有非电磁式的，如电子式、光电式。

实施例1

图3是本发明优选实施例1中电容器串联补偿装置的保护设备的电路图。该保护设备包括：金属氧化物避雷针MOV、可控一体化阻尼阻抗设备L、快速开关HS、旁路开关BPB和晶闸开关TSW等。其中，金属氧化物避雷针MOV并联于要保护的电容器组两端，金属氧化物避雷针MOV作为限压装置，MOV在正常运行工况下呈现高阻值，不导通，而当流过电容器的电流超过正常范围而造成电容器电压过高时，金属氧化物限压器MOV导通以吸收电流能量，从而起到保护电容器组的作用。

当发生故障时，金属氧化物避雷针MOV瞬间动作，为电容器提供一级保护，由于MOV长时间动作需要的额定容量高，会造成成本高，体积大，所以为了保护MOV，降低其额定容量和成本，本发明采用了晶闸开关TSW与可控一体化阻尼阻抗设备L和快速开关HS串联形成的支路，晶闸开关TSW包括两个反向并联的晶闸管，可控一体化阻尼阻抗设备L在快速开关HS动作后快速接入电路，两者相互协调配合，调节电路的电流和阻抗，同时可以用于泄放电容器的残余电荷，可以作为作为限压装置MOV的一级保护电路以及电容器的二级保护电路，当电流小于一定值后，旁路开关BPB动作，将快速开关支路旁路，从而达到保护快速开关HS和可控一体化阻尼阻抗设备L的作用，同时为限压装置MOV提供了二级保护以及电容器的三级保护。三级保护层层设置，逐个开启，既为电容器提供了多级保护，提高了电容器的使用寿命，又根据各级保护器件自身的特点使其在特定的时刻动作、特定的时间内工作，提高了各个保护器件的使用寿命，进而降低了电容器组与各个保护器件的折旧额、维护费用，从而提高了输电线路的稳点性。

实施例2

图4是本发明优选实施例2中电容器串联补偿装置的保护设备的电路图。该保护设备包括：阻尼阻抗D、火花触发间隙GAP、可控一体化阻尼阻抗设备L、快速开关HS、旁路开关BPB和晶闸开关TSW等。其中，阻尼阻抗D是为了抑制电容器放电的振荡电流而采用的。阻尼阻抗D和火花触发间隙GAP串联后，再并联于要保护的电容器组两端，火花触发间隙GAP作为限压装置，在正常运行工况下不导通，而当流过电容器的电流超过正常范围而造成电容器电压过高时，GAP触发导通吸收电流能量，从而起到保护电容器组的作用。

当发生故障时，GAP触发导通，为电容器提供一级保护，由于GAP长时间动作老化速度非常快，所以为了保护GAP，延长其使用寿命，本发明采用了晶闸开关TSW与可控一体化阻尼阻抗设备L和快速开关HS串联形成的支路，晶闸开关TSW包括两个反向并联的晶闸管，可控一体化阻尼阻抗设备L在快速开关HS动作后快速接入电路，两者相互协调配合，调节电路的电流和阻抗，同时可以用于泄放电容器的残余电荷，可以作为作为限压装置GAP的一级保护电路以及电容器的二级保护电路，当电流小于一定值后，旁路开关BPB动作，将快速开关支路旁路，从而达到保护快速开关HS和可控一体化阻尼阻抗设备L的作用，同时为限压装置GAP提供了二级保护以及电容器的三级保护。三级保护层层设置，逐个开启，既为电容器提供了多级保护，提高了电容器的使用寿命，又根据各级保护器件自身的特点使其在特定的时刻动作、特定的时间内工作，提高了各个保护器件的使用寿命，进而降低了电容器组与各个保护器件的折旧额、维护费用，从而提高了输电线路的稳点性。

实施例3

图5是本发明优选实施例3中电容器串联补偿装置的保护设备的电路图。该保护设备包括：金属氧化物避雷针MOV、阻尼阻抗D、火花触发间隙GAP、可控一体化阻尼阻抗设备L、快速开关HS、旁路开关BPB和晶闸开关TSW等。其中，金属氧化物避雷针MOV并联于要保护的电容器组两端，阻尼阻抗D和火花触发间隙GAP串联后，再并联于要保护的电容器组两端。需要说明的是，阻尼阻抗D是为了抑制电容器放电的振荡电流而采用的。

火花触发间隙GAP和金属氧化物避雷针MOV作为限压装置，在正常运行工况下呈现高阻值，不导通，而当流过电容器的电流超过正常范围而造成电容器电压过高时，火花触发间隙GAP和金属氧化物避雷针MOV导通以吸收电流能量，从而起到保护电容器组的作用。需要说明的是，金属氧化物避雷针MOV的动作快于火花触发间隙GAP。

当发生故障时，金属氧化物避雷针MOV瞬间动作，先将电容器旁路，以作为电容器的一级保护电路，MOV长时间动作需要的额定容量高，会造成成本高，体积大，所以为了保护MOV，降低其额定容量和成本，首先采用了GAP和阻尼阻抗设备D，随后，火花间隙GAP动作，用于快速触发而将电容器旁路，可以作为金属氧化物避雷针MOV的一级保护电路和电容器的二级保护电路。

由于GAP长时间动作老化速度非常快，所以为了保护GAP，延长其使用寿命，本发明采用了晶闸开关TSW与可控一体化阻尼阻抗设备L和快速开关HS串联形成的支路，晶闸开关TSW包括两个反向并联的晶闸管，可控一体化阻尼阻抗设备L在快速开关HS动作后快速接入电路，两者相互协调配合，调节电路的电流和阻抗，同时可以用于泄放电容器的残余电荷，可以作为作为GAP的一级保护电路、MOV的二级保护电路以及电容器的三级保护电路，当电流小于一定值后，旁路开关BPB动作，将快速开关支路旁路，从而达到保护快速开关HS和可控一体化阻尼阻抗设备L的作用，同时为GAP提供了二级保护、MOV的二级保护以及电容器的四级保护。层层保护，逐个开启，既为电容器提供了多级保护，提高了电容器的使用寿命，又根据各级保护器件自身的特点使其在特定的时刻动作、特定的时间内工作，提高了各个保护器件的使用寿命，进而降低了电容器组与各个保护器件的折旧额、维护费用，从而提高了输电线路的稳点性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。