[实用新型]一种具有防雷隔离与防火预警的静止无功发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能质量检测管理技术领域，特别涉及一种具有防雷隔离与防火预警的静止无功发生器。

背景技术

随着我国经济的不断发展，生产生活所需各种用电设备不断增多，相应的，电力系统的组成部分越来越多，工作状态也更加复杂多变，这就极大地增大了电力系统故障的发生概率。故障电弧在电气类火灾成因中占据了相当大的比例，因此，及时准确地发现故障电弧的出现对保障安全生产和百姓生活有着重要的作用。而静止无功发生器(static var generator,SVG)作为新型无功补偿设备，具有无功电流调节速度快、运行范围广、谐波含量低等优点，在改善电能质量和无功补偿方面起到了非常重要的作用。

电弧是一种气体放电现象，是电流通过某些绝缘介质所产生的瞬间火花。随着我国经济水平的提高，生活用电量增加迅速，配电系统也越来越复杂。由于配电线路空间有限，配电箱中许多导线捆绑一起，当用电处于过负荷状态时会使得电缆绝缘受到损害，进而产生故障电弧引发电气火灾。另外，当线路与线路之间接触不良或环境因数的影响，出现用电通断情况时，连接点处会产生故障电弧进而引发火灾。由于故障电弧的电压有效值与非故障时电压有效值接近，当发生故障电弧时，保护装置将很难发现。

与此同时，随着我国工业生产的不断进步，自动化控制水平也越来越高，越来越多的集散控制系统及智能仪表广泛应用，为了防止这些自动化产品受到雷击灾害，电力系统采取大量避雷接地措施，通常在防雷地和保护地之间装设地电位反击隔离，以防雷击时，由于地电位反击对保护地连接设备造成损害。地电位反击隔离通常在没有浪涌电流时呈现低阻抗，出现浪涌电流时呈现高阻抗，对雷电流起到隔离作用。然而地电位反击隔离设备也有可能会对故障电弧产生的高频电流产生隔离作用，影响故障电弧检测设备的正常工作。

因此，当地电位反击隔离设备，故障电弧检测设备，无功补偿设备独立运行时，有可能互相产生不利影响，造成难以估计的损失。

实用新型内容

为了解决背景技术中所述问题，本实用新型提供一种具有防雷隔离与防火预警的静止无功发生器，是一种兼具地电位反击隔离、防火预警、SVG补偿功能的装置，将故障电弧的电流检测与无功发生器的电流检测部分进行共享，采用同一检测信号，使用共同的主控制单元同时进行故障电弧分析和无功电流计算，使装置能够在故障电弧特征电流被补偿前被采样出来，保证故障电弧的准确检测。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种具有防雷隔离与防火预警的静止无功发生器，是一种兼具地电位反击隔离、防火预警、SVG补偿功能的装置，包括电压传感器、电流传感器、采样电路、信号处理电路、主控MCU、电弧故障报警电路、开关量隔离输出电路、IGBT驱动电路、地电位反击隔离模块和SVG主电路。

所述的主控MCU通过信号处理电路和采样电路连接电压传感器和电流传感器，主控MCU还连接电弧故障报警电路和IGBT驱动电路，通过IGBT驱动电路连接SVG主电路，主控MCU通过IGBT驱动电路输出IGBT的触发脉冲，控制SVG主电路实时补偿电网中的无功电流。

主控MCU将同一电压和电流采样信号分别经过故障电弧分析和无功电流计算后，分别进行故障电弧报警输出和IGBT控制输出；使装置能够在故障电弧特征电流被补偿掉前被采样出来，保证故障电弧的准确检测。

所述地电位反击隔离模块由一个雷电流频率阻抗器构成，串联安装在防雷地与保护地之间形成雷电隔离保护，在正常情况下呈现低阻抗，保证设备的正常安全接地；当雷电流从防雷地端反击时，在雷电流频率下，该元件呈现出高阻抗，隔离雷电的反击，迫使雷电流只能向地网进行泄放，使得保护地端免遭雷电反击危害，当雷电流泄放完成后，该防雷隔离元件又恢复到低阻抗状态。

所述的主控MCU在输出故障电弧报警的同时还通过开关量隔离输出电路控制电源断路器的断开，故障时切断电源。

所述的SVG主回路为电力电子变流器，包括多组IGBT单元，组成两电平或三电平三相电压源型换流器拓扑，还可以组成分相H桥结构拓扑。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的一种具有防雷隔离与防火预警的静止无功发生器，将故障电弧的电流检测与无功发生器的电流检测部分进行共享，采用同一检测信号，使装置能够在故障电弧特征电流被补偿前被采样出来，保证故障电弧的准确检测。