一种串联电抗器的保护系统

技术领域

本发明涉及电力设备相关技术领域，尤其是指一种串联电抗器的保护系统。

背景技术

目前，高压无功补偿装置中，为了抑制谐波、限制合闸涌流，需在并联电容器中串联电抗器，串联电抗器是无功补偿装置中的重要设备，但长期以来串联电抗器处于无保护下运行，往往是事故扩大引起电抗器起火才被发现，为了改变这种情况，GB50227-2008给出了设置串联电抗器专用保护。

GB50227-2008推荐的专用保护方式有：（1）油浸铁芯设置瓦斯保护；（2）电抗器周围设置高灵敏度的烟雾报警器----效果有限，不能确保电抗器安全运行；（3）电抗器两端跨接电压互感器，设置端电压保护----对电抗率小于4.5%无效；上述方法都有明显的缺点，由于当前的检测及保护手段有限，无法及时检测到电抗器匝间绝缘击穿现象。因此现有的无功补偿装置中，串联电抗器基本没有安装任何保护，对串联电抗器的安全运行带来了巨大的安全隐患。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种安全可靠性高的串联电抗器的保护系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种串联电抗器的保护系统，包括电容器、电抗器、放电线圈、避雷器、隔离开关和接地刀闸，所述的放电线圈与电容器并联，所述的电容器与电抗器串联，所述的避雷器置于电容器和电抗器的连接处，所述的隔离开关与电抗器连接，所述接地刀闸的一端置于隔离开关和电抗器的连接处，所述接地刀闸的另一端接地，所述的电抗器包括第一电抗器和第二电抗器，所述的第一电抗器上串联有第一电流互感器，所述的第二电抗器上串联有第二电流互感器，所述的第一电抗器和第一电流互感器连接后与第二电抗器和第二电流互感器连接后并联，所述的第一电流互感器和第二电流互感器均连接有控制器。

使用时，在正常情况下，第一电抗器和第二电抗器中的线圈电感相等，故流过两个线圈的电流也相等，但当其中一个线圈发生匝间击穿，电感变化明显，另一个线圈电感不变，这样流过两个线圈的电流就会明显不同，电流互感器将测得的流过两个线圈的电流大小传输至控制器，控制器会对测得数据进行处理，当电流超出设定值时，控制器发信号给上级的断路器，使得电容器成套装置跳闸；这样设计实现了对电抗器匝间短路事故的有效检测，实现无人值守的情况下第一时间切断故障电抗器回路，避免事故的扩大，能确保串联电抗器的安全运行，安全可靠性大大提高了。

作为优选，所述的第一电抗器和第二电抗器均为半容量电抗器，所述的电容器分别连接第一电抗器的一端和第二电抗器的一端，所述第一电抗器的另一端连接第一电流互感器的一端，所述第二电抗器的另一端连接第二电流互感器的一端，所述第一电流互感器的另一端和第二电流互感器的另一端连接后与隔离开关连接，所述接地刀闸的一端置于第一电流互感器的另一端和第二电流互感器的另一端的连接处。

作为另一种优选，所述的第一电抗器与第二电抗器并联之后形成一个双绕组线圈电抗器，所述的双绕组线圈电抗器包括两个线圈，分别为线圈一和线圈二，所述的电容器分别连接线圈一的一端和线圈二的一端，所述线圈一的另一端连接第一电流互感器的一端，所述线圈二的另一端连接第二电流互感器的一端，所述第一电流互感器的另一端和第二电流互感器的另一端连接后与隔离开关连接，所述接地刀闸的一端置于第一电流互感器的另一端和第二电流互感器的另一端的连接处。

作为优选，所述第一电抗器与第二电抗器之间的电感偏差在-2—2%范围内。

作为优选，所述第一电抗器流过的电流与第二电抗器流过的电流之比在0.96—1.04范围内。

本发明的有益效果是：实现了对电抗器匝间短路事故的有效检测，实现无人值守的情况下第一时间切断故障电抗器回路，避免事故的扩大，能确保串联电抗器的安全运行，安全可靠性大大提高了。

附图说明

图1是本发明的电路原理图；

图2是双绕组线圈电抗器的电路原理图。

图中：C. 电容器，TV. 放电线圈，FV. 避雷器，L. 电抗器，QE. 接地刀闸，QS. 隔离开关，1. 第一电抗器，2. 第二电抗器，3. 第一电流互感器，4. 第二电流互感器，5. 控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所述的实施例中，一种串联电抗器的保护系统，包括电容器C、电抗器L、放电线圈TV、避雷器FV、隔离开关QS和接地刀闸QE，放电线圈TV与电容器C并联，电容器C与电抗器L串联，避雷器FV置于电容器C和电抗器L的连接处，隔离开关QS与电抗器L连接，接地刀闸QE的一端置于隔离开关QS和电抗器L的连接处，接地刀闸QE的另一端接地，电抗器L包括第一电抗器1和第二电抗器2，第一电抗器1上串联有第一电流互感器3，第二电抗器2上串联有第二电流互感器4，第一电抗器1和第一电流互感器3连接后与第二电抗器2和第二电流互感器4连接后并联，第一电流互感器3和第二电流互感器4均连接有控制器5。

第一电抗器1和第二电抗器2均为半容量电抗器L，电容器C分别连接第一电抗器1的一端和第二电抗器2的一端，第一电抗器1的另一端连接第一电流互感器3的一端，第二电抗器2的另一端连接第二电流互感器4的一端，第一电流互感器3的另一端和第二电流互感器4的另一端连接后与隔离开关QS连接，接地刀闸QE的一端置于第一电流互感器3的另一端和第二电流互感器4的另一端的连接处。

如图2所示，第一电抗器1与第二电抗器2并联之后形成一个双绕组线圈电抗器L，双绕组线圈电抗器L包括两个线圈，分别为线圈一和线圈二，电容器C分别连接线圈一的一端和线圈二的一端，线圈一的另一端连接第一电流互感器3的一端，线圈二的另一端连接第二电流互感器4的一端，第一电流互感器3的另一端和第二电流互感器4的另一端连接后与隔离开关QS连接，接地刀闸QE的一端置于第一电流互感器3的另一端和第二电流互感器4的另一端的连接处。两台电流互感器接于a1、a2前端，用于提取流过线圈a1—a和a2—a的电流，并将测量结果传输至控制器5。

第一电抗器1与第二电抗器2之间的电感偏差在-2—2%范围内。第一电抗器1流过的电流与第二电抗器2流过的电流之比在0.96—1.04范围内。

使用时，在正常情况下，第一电抗器1和第二电抗器2中的线圈电感相等，故流过两个线圈的电流也相等，即：I1=I2，但当其中一个线圈发生匝间击穿，电感变化明显，另一个线圈电感不变，这样流过两个线圈的电流就会明显不同，电流互感器将测得的流过两个线圈的电流大小传输至控制器5，控制器5会对测得数据进行处理，当电流I1/I2超出设定值时，控制器5发信号给上级的断路器，使得电容器C成套装置跳闸。