一种干式空心并联电抗器的过压保护电路的制作方法

本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种干式空心并联电抗器的过压保护电路。

背景技术：

干式空心并联电抗器因具有起始电压分布均匀、线性度良好、噪声低等优点而在国内外许多领域得到了广泛的应用。然而，对于绝大多数电抗器来说，并未采取专门的保护措施；而目前所采用的保护方法也并不可靠。

具体来说，多数干式空心并联电抗器损坏是由匝间绝缘击穿造成匝间短路引起的。一旦匝间短路，短路匝形成巨大的环流后迅速发热烧毁电抗器，如果不能及时切出电抗器，就会造成着火燃烧。然而，切断干式空心并联电抗器时会出现截流过电压和复燃过电压。过电压是造成匝间绝缘击穿的主要原因之一，其中复燃过电压的电压水平更高，破坏程度更严重。因此，采取相应的保护措施来抑制过电压水平，对避免干式空心并联电抗器运行过程烧毁非常必要。现有技术通常采用避雷针和阻容吸收装置来保护干式空心并联电抗器。然而，避雷器对变化速度快且振荡频率高的复燃过电压保护效果差。而为了有效抑制过电压水平，阻容吸收装置需要采用大容量的电容器，存在实施困难和造价高的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述技术问题，提出一种干式空心并联电抗器的过压保护电路。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：

本实用新型提出了一种过压保护电路，包括阻容保护装置以及避雷器；阻容保护装置与干式空心并联电抗器并联，避雷器与阻容保护装置的吸收电容器并联；干式空心并联电抗器、阻容保护装置以及避雷器构成负载电路，过电压保护电路还包括与负载电路以及供电单元连接成回路、用于接通或断开供电单元给负载电路的供电的零电压断路器。

本实用新型上述的过压保护电路中，供电单元包括火线和零线；零电压断路器包括双向晶闸管，双向晶闸管的第一电极接火线，双向晶闸管的第二电极接干式空心并联电抗器的第一端，干式空心并联电抗器的第二端与零线连接；

零电压断路器还包括整流器以及电压比较器，整流器的第一输入端经第一保护电阻器接零线，整流器的第二输入端接火线；整流器的正极输出端先后经开关和分压电路后与电压比较器的同相输入端连接，整流器的负极输出端经分压电路与电压比较器的反相输入端连接；电压比较器的输出端经第二保护电阻器与双向晶闸管的控制极连接。

本实用新型上述的过压保护电路中，分压电路包括第一分压电阻器、第二分压电阻器以及第三分压电阻器；整流器的负极输出端经第三分压电阻器接电压比较器的反相输入端；整流器的正极输出端经开关后再经第二分压电阻器接电压比较器的同相输入端；整流器的正极输出端经开关后还经第一分压电阻器接电压比较器的反相输入端。

本实用新型上述的过压保护电路中，干式空心并联电抗器包括电抗器等效电容器、电抗器电感器以及电抗器等效电阻器；电抗器等效电容器的一端、电抗器电感器的一端和电抗器等效电阻器的一端相连，从而形成干式空心并联电抗器的第一端；电抗器等效电容器的另一端、电抗器电感器的另一端和电抗器等效电阻器的另一端相连，从而形成干式空心并联电抗器的第二端；阻容保护装置还包括阻尼电阻器，阻尼电阻器的一端与干式空心并联电抗器的第一端相连，阻尼电阻器的另一端经吸收电容器后与干式空心并联电抗器的第二端相连；双向晶闸管的第二电极与干式空心并联电抗器的第一端通过电抗器侧引线电感器连接。

本实用新型上述的过压保护电路中，供电单元包括电压源、供电单元引线电感器、供电单元等效电容器和供电单元等效阻尼电阻器；电压源的一端与供电单元引线电感器的一端连接；供电单元引线电感器的另一端接火线，该供电单元引线电感器的另一端还依次经供电单元等效阻尼电阻器以及供电单元等效电容器后与电压源的另一端连接，该电压源的另一端接零线。

本实用新型的干式空心并联电抗器的过压保护电路在采用避雷针和阻容吸收装置保护干式空心并联电抗器的基础上，采用零电压断路器来实现干式空心并联电抗器在零电压处的供电和切断，将对干式空心并联电抗器的冲击电流和过电压降低到最小程度，提高整个系统的灭弧能力，从而降低截流过电压和复燃过电压对干式空心并联电抗器损害，保障了干式空心并联电抗器的安全，实用性强。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1示出了本实用新型优选实施例的干式空心并联电抗器的过压保护电路的电路图；

图2示出了图1所示的过压保护电路应用于三相电抗器的使用电路图。

具体实施方式

本实用新型所要解决的技术问题是：现有技术通常采用避雷针和阻容吸收装置来保护干式空心并联电抗器。然而，避雷器对变化速度快且振荡频率高的复燃过电压保护效果差。而为了有效抑制过电压水平，阻容吸收装置需要采用大容量的电容器，存在实施困难和造价高的问题。本实用新型就该技术问题而提出的技术思路是：在采用避雷针和阻容吸收装置保护干式空心并联电抗器的基础上，采用零电压断路器来实现干式空心并联电抗器在零电压处的供电和切断，将对干式空心并联电抗器的冲击电流和过电压降低到最小程度，提高整个系统的灭弧能力，从而降低截流过电压和复燃过电压对干式空心并联电抗器损害，保障了干式空心并联电抗器的安全，实用性强。

为了使本实用新型的技术目的、技术方案以及技术效果更为清楚，以便于本领域技术人员理解和实施本实用新型，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，图1示出了本实用新型优选实施例的干式空心并联电抗器的过压保护电路的电路图。该过电压保护电路包括阻容保护装置20以及避雷器Ar；阻容保护装置20与干式空心并联电抗器10并联，避雷器Ar与阻容保护装置20的吸收电容器C并联；干式空心并联电抗器10、阻容保护装置20以及避雷器Ar构成负载电路，过电压保护电路还包括与负载电路以及供电单元30连接成回路、用于接通或断开供电单元30给负载电路的供电的零电压断路器40。通过该零电压断路器40，使得零电压断路器40能够关断在供电单元30所输出的交流电的零电压处，这样，可以降低截流过电压和复燃过电压的幅值。

具体地，供电单元30包括火线和零线；零电压断路器40包括双向晶闸管TR，双向晶闸管TR的第一电极接火线，双向晶闸管TR的第二电极接干式空心并联电抗器10的第一端，干式空心并联电抗器10的第二端与零线连接；

零电压断路器40还包括整流器U10以及电压比较器U11，整流器U10的第一输入端经第一保护电阻器R21接零线，整流器U10的第二输入端接火线；整流器U10的正极输出端先后经开关QF和分压电路后与电压比较器U11的同相输入端连接，整流器U10的负极输出端经分压电路与电压比较器U11的反相输入端连接；电压比较器U11的输出端经第二保护电阻器R25与双向晶闸管TR的控制极连接。当开关QF闭合时，反相输入端的电压小于同相输入端的电压；反之，反相输入端的电压不小于同相输入端的电压。当反相输入端的电压小于同相输入端的电压时，电压比较器U11即输出高电平以实现双向晶闸管TR的导通。通过根据双向晶闸管TR的特性，在反相输入端的电压不小于同相输入端的电压时，电压比较器U11即输出低电平，此时，当双向晶闸管TR所接主电路的电压归零时，双向晶闸管TR断开，从而实现零电压断路器40的零电压断路。

进一步地，分压电路包括第一分压电阻器R22、第二分压电阻器R23以及第三分压电阻器R24；整流器U10的负极输出端经第三分压电阻器R24接电压比较器U11的反相输入端；整流器U10的正极输出端经开关QF后再经第二分压电阻器R23接电压比较器U11的同相输入端；整流器U10的正极输出端经开关QF后还经第一分压电阻器R22接电压比较器U11的反相输入端。

进一步地，在本实施例中，干式空心并联电抗器10包括电抗器等效电容器CL、电抗器电感器L以及电抗器等效电阻器RL；电抗器等效电容器CL的一端、电抗器电感器L的一端和电抗器等效电阻器RL的一端相连，从而形成干式空心并联电抗器10的第一端；电抗器等效电容器CL的另一端、电抗器电感器L的另一端和电抗器等效电阻器RL的另一端相连，从而形成干式空心并联电抗器10的第二端；阻容保护装置20还包括阻尼电阻器RC，阻尼电阻器RC的一端与干式空心并联电抗器10的第一端相连，阻尼电阻器RC的另一端经吸收电容器C后与干式空心并联电抗器10的第二端相连；双向晶闸管TR的第二电极与干式空心并联电抗器10的第一端通过电抗器侧引线电感器Lw连接。

进一步地，供电单元30包括电压源Vs、供电单元引线电感器Ls、供电单元等效电容器Cs和供电单元等效阻尼电阻器Rs；电压源Vs的一端与供电单元引线电感器Ls的一端连接；供电单元引线电感器Ls的另一端接火线，该供电单元引线电感器Ls的另一端还依次经供电单元等效阻尼电阻器Rs以及供电单元等效电容器Cs后与电压源Vs的另一端连接，该电压源Vs的另一端接零线。

进一步地，如图2所示，图2示出了图1所示的过压保护电路应用于三相电抗器的使用电路图。在这里，三个干式空心并联电抗器10组成一个电抗器组，每个干式空心并联电抗器10采用一如上所述的过压保护电路进行保护，三个过压保护电路共用同一个开关QF。

本实用新型的干式空心并联电抗器的过压保护电路在采用避雷针和阻容吸收装置保护干式空心并联电抗器的基础上，采用零电压断路器来实现干式空心并联电抗器在零电压处的供电和切断，将对干式空心并联电抗器的冲击电流和过电压降低到最小程度，提高整个系统的灭弧能力，从而降低截流过电压和复燃过电压对干式空心并联电抗器损害，保障了干式空心并联电抗器的安全，实用性强。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。