[发明专利]过电压抑制装置

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于抑制闭合电路断路器时产生的过电压的过电压抑制装置。

背景技术

在未通过电感器补偿的无负载传输线中，在电路断路器中断传输线之后，传输线上仍有直流电压。已知如果在仍有直流电压的状态下重新闭合电路断路器会产生过电压(闭合浪涌)。过电压的幅度变为系统电压的若干倍。如果像这样产生了大的过电压，担心会影响到系统中安装的设备绝缘状况。

因此，作为一种用于在闭合无负载传输线时抑制过电压的方法，已知提供一种具有电阻器的电路断路器。在日本的500kV系统中，例如，采用具有电阻器的电路断路器来抑制像这样的过电压。在具有电阻器的电路断路器中，将通过串联电阻器和触点构成的电阻器触点与电路断路器的主触点并联。在具有电阻器的电路断路器中，在电路断路器的主触点之前闭合电阻器的触点。通过这种方式抑制过电压。

另一方面，在由电感器补偿的无负载传输线中，在电路断路器中断传输线之后，由于其静电电容和电感的原因，在传输线中产生振荡电压。在这种情况下，如果在电路断路器触点之间电压大时的时间点重新闭合电路电路断路器，会产生过电压。作为在重新闭合电感器补偿的传输线时抑制过电压的方法，已知一种用于控制电路断路器闭合相位的方法。这是一种如下的方法：在触点间电压小时的时间点重新闭合电路断路器。作为估计电极触点间电压变小的时间点的方法，已知以下方法。

作为一种方法，如下文所述，公开了一种方法，通过对电路断路器触点间的电压进行函数近似，在最佳时机闭合电路断路器。首先，将功率源电压假设为市电频率的正弦波。此外，如果线路侧的振荡电压由单一频率构成，也可以假设其为正弦波。通过正弦波对两个电压进行函数近似，从而估计触点之间的电压。基于触点之间的电压决定电路断路器的闭合时间。

作为第二种方法，如下文所述，公开了一种方法，通过测量电路断路器触点间的电压零点间的时间，在触点间电压将来的零点闭合电路电路断路器。测量断路后触点间电压周期中电压零点间的时间以及触点间电压下一周期中电压零点间的时间。如果触点间电压零点之间的这两个时间是相同的，就可以找到触点间电压的频率。通过这种方式，无论触点间电压波形是什么，都可以估计触点间电压的将来零点。

不过，在上述过电压抑制方法中，分别存在以下问题。

在利用具有电阻元件的电路断路器抑制过电压的情况下，必须要特别向通常的电路断路器增加具有电阻元件的电路断路器。因此，在将电路断路器看做整体的情况下，电路断路器可能尺寸变得很大。

在传输线中，存在安装电感器以补偿其电容性功率的情况。在电路断路器断开安装了电感器的传输线时，在传输线中产生电压振荡，其频率由传输线的静电电容和电感器的电感决定。线路电压振荡的频率一般不同于功率源电压的频率。在这种情况下，电路断路器的触点间电压在一方面中变成多频率波。

这次，在通过对电路断路器触点间电压进行函数近似在最佳时机闭合电路电路断路器的情况下，有以下问题。

在传输线的用于确定线路电压振荡的频率的静电电容中，存在涉及自相位的对地分量、其它相位之间的相互分量以及其它相位的对地分量。根据传输线的几何布局，这些静电电容针对每相变为不同的值。因此，线路侧电压的振荡波形变为单一频率正弦波是非常稀有的。通常，在很多情况下，振荡波形自身已经处于多频波状态。在这种情况下，对线路电压振荡自身进行函数近似是困难的。因此，从函数近似获得触点间电压实际上极其困难。

在电路断路器触点间施加电压的状态下闭合电路断路器的情况下，在触点间电压变得大于触点间电介质强度时，在触点之间产生放电。如果产生放电，在触点机械接触之前，电路断路器处于电气接触中。这种放电被称为预电弧放电。

在这里，在电路断路器触点间电压处于多频波状态的情况下，可能有电压的波高值变得不低于功率源电压的情况。在这种情况下，如果在触点间电压处于零点时尝试闭合电路断路器，由于在触点间电压大时上述预电弧放电的原因，电路断路器可能因为放电而变为闭合状态。在这种情况下，产生大的过电压。于是，在触点间电压处于多频波形式的情况下，不可能通过仅测量触点间电压的零点来抑制过电压。

本公开的目的是提供一种过电压抑制装置，即使在电路断路器触点间电压是多频波的情况下，这种过电压抑制装置也能够抑制在闭合电路电路断路器时产生的过电压。

发明内容