基于电力电子补偿变电站送电防涌流系统的制作方法

本实用新型属于配电网络技术领域，具体涉及一种基于电力电子补偿变电站送电防涌流系统。

背景技术：

相关技术中，根据线路送电规则规定，线路设备送电时不允许带负荷送电，否则会产生很强的冲击电流，对设备造成崩溃式损坏，甚至造成上级开关跳闸。对于电力电子补偿变电站而言，既要解决不带负荷送电，又要解决空载送电后，带负荷时产生的冲击电流对设备造成的损害，即研发电力电子补偿变电站送电防涌流技术对提高设备可靠性乃至线路可靠性意义非凡。

如果设备带负荷供电产生的涌流会对设备造成严重损坏。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于电力电子补偿变电站送电防涌流系统以解决冲击电流对设备造成的损害问题。

为实现以上目的，实用新型采用如下技术方案：一种基于电力电子补偿变电站送电防涌流系统，包括：电压耦合模块、防涌流模块、可控硅组件以及控制电路，所述电压耦合模块、防涌流模块、可控硅组件分别与所述控制电路连接；

所述电压耦合模块用于将电压耦合到线路中；

所述可控硅组件用于根据电压信号对可控硅单体进行导通；

所述防涌流模块用于保护冲击电流对系统的损坏；

所述控制电路用于根据电压信号控制可控硅组件和防涌流模块以导通回路。

进一步的，所述可控硅组件包括：

第一可控硅单体、第二可控硅单体、第三可控硅单体、第四可控硅单体、第一熔断器以及第二熔断器；

所述第二可控硅单体、第一熔断器串联后与第一可控硅单体并联，所述第三可控硅单体、第二熔断器串联后与第四可控硅单体并联。

进一步的，所述防涌流模块包括：

真空接触器，所述电压耦合模块的输入端连接电源输入端，其输出端连接真空接触器的输入端，所述真空接触器的输出端连接电源输出端；所述可控硅组一端与所述电压耦合模块连接，另一端与控制电路连接，所述真空接触器与所述控制电路连接。

进一步的，所述防涌流模块包括：

第一电阻和控制开关；

所述第一电阻与所述控制开关串联之后并联在所述电压耦合模块的两端。

进一步的，所述防涌流模块还包括：

第二电阻和第三电阻；

所述第二电阻并联在第一可控硅单体的两端，所述第三电阻并联在所述第四可控硅单体的两端。

进一步的，所述控制电路包括：

中央处理器，用于根据所述电压耦合模块输出的电压信号控制所述防涌流模块以导通回路。

进一步的，所述可控硅组件还包括：

第四电阻和压敏电阻；

所述第四电阻和压敏电阻串联后并联在所述电压耦合模块的两端。

进一步的，所述控制电路的主干路上连接单级断路器。

进一步的，所述电压耦合模块包括：

变压器。

进一步的，所述中央处理器采用芯片dsptms320-f28335。

本实用新型采用以上技术方案，所能达到的有益效果包括：

本申请的一种基于电力电子补偿变电站送电防涌流系统可应用在多种类型的供电线路中，如6kv供电线路、10kv供电线路、35kv供电线路或者其他电压的供电线路。

本申请实施例提供的一种基于电力电子补偿变电站送电防涌流系统，通过利用控制开关器件的顺序投切及送电初始化选择导通回路保持，解决冲击电流对设备造成的损害问题。本申请提供的技术方案可减少设备安装时施工量、能承受短时高冲击电流、降低线路电压震荡时间、保护上级开关、可靠性高等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型提供的基于电力电子补偿变电站送电防涌流系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的基于电力电子补偿变电站送电时的涌流拓扑图；

图3为本实用新型提供的基于电力电子补偿变电站送电时防涌流拓扑图；

图4为本实用新型提供的基于电力电子补偿变电站送电时防涌流拓扑图；

图5为本实用新型提供的基于电力电子补偿变电站电压档位切换时防涌流拓扑图；

图6为本实用新型提供的基于电力电子补偿变电站电压档位切换时防涌流拓扑图；

图7为本实用新型提供的基于电力电子补偿变电站电压档位切换时防涌流拓扑图；

图8为本实用新型提供的基于电力电子补偿变电站线路突然停电时冲击电流示意图；

图9为本实用新型提供的基于电力电子补偿变电站突然停电时涌流拓扑图；

图10为本实用新型提供的基于电力电子补偿变电站突然停电时防涌流拓扑图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的基于电力电子补偿变电站送电防涌流系统。

如图1所示，本实用新型提供一种基于电力电子补偿变电站送电防涌流系统，包括：电压耦合模块1、防涌流模块2、可控硅组件3以及控制电路4，所述电压耦合模块1、防涌流模块2、可控硅组件3分别与所述控制电路4连接；

所述电压耦合模块1用于将电压耦合到线路中；

所述可控硅组件3用于根据电压信号对可控硅单体进行导通；

所述防涌流模块2用于保护冲击电流对系统的损坏；

所述控制电路4用于根据电压信号控制可控硅组件3和防涌流模块2以导通回路。

电力电子补偿变电站送电瞬间，由于设备后端台区变压器较多，产生较大的冲击电流返回至电力电子补偿变电站，通过电压耦合模块1返送至可控硅组件3，由于电流较大可能会使可控硅组件3损坏。

本申请提供的一种基于电力电子补偿变电站送电防涌流系统的工作原理是，在送电时、电压档位切换时或者断电时，利用控制电路4控制防涌流模块2及相关器件的顺序投切及送电初始化选择导通回路保持，从而使得可控硅组件3能够承受短时高冲击电流，降低线路电压震荡时间，保护上级开关。

需要说明的是，本申请的一种基于电力电子补偿变电站送电防涌流系统可应用在多种类型的供电线路中，如6kv供电线路、10kv供电线路、35kv供电线路或者其他电压的供电线路。本申请中实施例以10kv供电线路为例。

其中，电压耦合模块1采用变压器t2。

优选的，所述控制电路4包括：

中央处理器(图中未示出)，用于根据所述电压耦合模块1输出的电压信号控制所述防涌流模块2以导通回路。

中央处理器采用芯片dsptms320-f28335。

优选的，本申请中，如图2所示，所述可控硅组件3包括：

第一可控硅单体k1、第二可控硅单体k2、第三可控硅单体k3、第四可控硅单体k4、第一熔断器fu1以及第二熔断器fu2；

所述第二可控硅单体k2、第一熔断器fu1串联后与第一可控硅单体k1并联，所述第三可控硅单体k3、第二熔断器fu2串联后与第四可控硅单体k4并联。

具体的，线路涌流的产生分为三种：送电时涌流、电压档位切换时涌流、断电时涌流。

第一种情况，送电时涌流；

如图2所示，当电力电子补偿变电站没有采取防涌流技术送电时瞬间，线路产生大的涌流经电压耦合模块1返回至控制回路可控硅单体k1--k4，此时可控硅单体k1-k4还没有吸合，涌流致使此处能量积攒超出可控硅工作参数，造成可控硅k1-k4击穿，从而使l、n短路烧断熔断器fu1、fu2，回路崩溃，损坏设备。

一些实施例中，如图3所示，本申请实施例提供的基于电力电子补偿变电站送电防涌流系统，所述防涌流模块2包括：

真空接触器km，所述电压耦合模块的输入端连接电源输入端，其输出端连接真空接触器的输入端，所述真空接触器的输出端连接电源输出端；所述可控硅组一端与所述电压耦合模块1连接，另一端与控制电路4连接，所述真空接触器与所述控制电路4连接。

具体的，如图3所示，为避免送电时瞬间涌流对设备造成损坏，在输出侧加装真空接触器km，当送电时真空接触器km处于断开状态，设备得电后，控制电路4选择无熔断器保护的回路作为导通回路，即第一可控硅单体k1、第四可控硅单体k4闭合保持一定时间t，此时变压器t2控制侧回路处于正常工作状态，t时间后自动闭合真空接触器km，真空接触器km闭合后线路将产生涌流，如图4所示，由于第一可控硅单体k1、第四可控硅单体k4已处于闭合状态形成回路，此处不会积攒能量，况且可控硅组件3瞬时可承受的电流为其额定电流的10倍，不会对其造成损坏，由于第二可控硅单体k2、第三可控硅单体k3处于断开状态，没有涌流流过，熔断器fu1、fu2不会被烧断。即采用此方式在送电瞬间不会损坏设备，实现了电力电子补偿变电站带负荷送电功能。

第二种情况，电压档位切换时涌流；

电力电子补偿变电站控制部分投切时，可把变压器t2等效为电流源，即控制侧不允许断路，若切换过程中出现断路，将产生涌流，烧断熔断器fu1、fu2，甚至击穿可控硅组件。

一些实施例中，如图5和图6所示，本申请实施例提供的基于电力电子补偿变电站送电防涌流系统，所述防涌流模块2包括：

第一电阻r1和控制开关kr1；

所述第一电阻r1与所述控制开关kr1串联之后并联在所述电压耦合模块1的两端。

具体的，本申请在变压器t2一次侧并联增加第一电阻r1与控制开关kr1的组合。当补偿变电站由k1、k4导通向k2、k3导通转换时，先将kr1导通把第一电阻r1并接与变压器t2一侧线圈，k1、k4再断开，此时变压器t2线圈经过kr1与r1形成回路如图6所示，防止t2一次侧开路，此时闭合k2、k3，经延时断开kr1如图7所示，完成投切。整个投切过程由于第一电阻r1与控制开关kr1的组合的配合使用，t2一次侧的电流源没有出现开路现象，从而不会产生涌流损坏设备。

第三种情况，线路停电时涌流；

如图8所示，当电力电子补偿变电站由正常运行时，线路突然停电，线路台区变压器需要释放能量，势必在线路中形成短时的冲击电流。可控硅的关断条件：1)关断门极驱动信号，2)丢失驱动信号后下一个电压过零点时关断，若断电时k2、k3处于闭合状态，正常情况下关断应该在a点时关断，由于线路停电，电压波形失真，过零点由a延长至b点，丢失驱动信号后k2、k3不能关断，线路仍处于导通状态，此时线路中台区变压器释放能量产生冲击电流，经过k2、k3形成回路如图9所示，由于电流较大从而烧坏熔断器fu1、fu2。

一些实施例中，如图10所示，所述防涌流模块2还包括：

第二电阻r2和第三电阻r3；

所述第二电阻r2并联在第一可控硅单体k1的两端，所述第三电阻r3并联在所述第四可控硅单体k4的两端。

具体的，如图10所示，在电力电子补偿变电站装置中加装第二电阻r2、第三电阻r3，用于吸收线路冲击电流从而保护可控硅和熔断器。当线路断电时r2、r3吸收大部分冲击电流，使得流过k2、k3电流为小电流，从而不会烧坏熔断器。当k1--k4全部断开后，冲击电流通过r2、r3形成回路，亦保护了断电时可控硅不被冲击电流而击穿。

本申请通过加装部分硬件结合软件程序的延时控制，解决了上电、调节、断电三方面产生涌流对设备造成的损害，使得设备在线路中运行更加稳定、安全可靠。

优选的，如图3所示，所述可控硅组件3还包括：

第四电阻r4和压敏电阻rv1；

所述第四电阻r4和压敏电阻rv1串联后并联在所述电压耦合模块1的两端。

优选的，所述控制电路4的主干路上连接单级断路器。

具体的，单级断路器的设置，避免电源的异常或故障进入控制电路进而引发短路或其他故障毁坏控制电路中的电气元件。

综上所述，本实用新型提供的基于电力电子补偿变电站送电防涌流系统通过设置电压耦合模块、防涌流模块、可控硅组件以及控制电路，利用控制开关器件的顺序投切及送电初始化选择导通回路保持，解决冲击电流对设备造成的损害问题。本申请提供的技术方案可减少设备安装时施工量、能承受短时高冲击电流、降低线路电压震荡时间、保护上级开关、可靠性高等优点。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。