[发明专利]一种可控型金属氧化物避雷器及过电压控制方法

说明书

本发明公开了一种可控型金属氧化物避雷器及过电压控制方法，所述避雷器包括：串联连接的避雷器固定单元和避雷器可控单元，与所述避雷器固定单元并联的第一电阻，与所述避雷器可控单元并联的第二电阻，以及与是避雷器可控单元并联的控制单元；过电压控制方法包括：在受到冲击电压后，所述可控型金属氧化物避雷器接收动作命令，所述电力电子开关合闸，电流依次流经所述第一电阻和避雷器固定单元组成的并联支路、电感和电力电子开关；一段时间后，旁通断路器合闸；再一段时间后，电力电子开关的触发脉冲停发，电子电子开关断开，电流依次流经第一电阻和避雷器固定单元组成的并联支路、电感和旁通断路器，将冲击电压的电流导向大地。

技术领域

本发明涉及超特高压一次设备技术领域，并且更具体地，涉及一种可控型金属氧化物避雷器及过电压控制方法。

背景技术

金属氧化物避雷器(MOA)是用于保护输变电设备的绝缘免受过电压危害的重要保护电器，它具有响应快、伏安特性平坦、性能稳定、通流容量大、残压低、寿命长、结构简单等优点，广泛使用于发电、输电、变电、配电等系统中。金属氧化物避雷器的非线性电阻阀片主要成分是氧化锌。氧化锌阀片在正常工作电压下其电阻值很高，实际上相当于一个绝缘体，而在过电压作用下，电阻片的电阻很小，残压很低，使设备得到保护，而过电压消失之后，它又恢复原状。

现有的可控避雷器一般采用机械开关或电力电子开关控制短接部分阀片，从而达到控制避雷器保护特性的，在满足可靠性的条件下，可深度抑制操作过电压，取消断路器合闸电阻，显著提高工程经济性。但是，采用机械开关路线的可控避雷器响应较电力电子开关响应慢，存在时间延迟，同时有敞开式电弧和间隙电弧烧蚀等问题。当振荡过电压峰值瞬时低于固定部分避雷器的直流参考电压时，机械开关的火花间隙会熄弧，而再次高于直流参考电压时，触发间隙需要重新点火触发，若多次振荡间隙存在导通不成功的概率增大，会存在产生较高过电压隐患。另一方面，采用电力电子开关的可控避雷器存在电力电子开关与避雷器可控部分并联后避雷器固定单元的荷电率提高的问题。

发明内容

本发明提出一种可控型金属氧化物避雷器及过电压控制方法，以解决如何快速实现过电压控制以及保持可控避雷器固定单元的荷电率稳定的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种可控型金属氧化物避雷器，包括：串联连接的避雷器固定单元和避雷器可控单元，与所述避雷器固定单元并联的第一电阻，与所述避雷器可控单元并联的第二电阻，以及与所述避雷器可控单元并联的控制单元；

所述避雷器固定单元的一端与系统相连接，所述避雷器可控单元的一端与接地点连接；

所述第一电阻和第二电阻，分别用于控制所述避雷器固定单元和避雷器可控单元的荷电率保持稳定；

所述控制单元包括：电感、电力电子开关和旁通断路器；电感的一端与所述第一电阻相连接，电感的另一端串联连接所述电力电子开关后接地；所述旁通断路器与所述电力电子开关并联；

所述避雷器固定单元和避雷器可控单元用于在受到冲击电压时立即动作，利用所述控制单元旁路所述避雷器可控单元，将冲击电压的电流导向大地。

优选地，其中所述控制单元，还包括：第三电阻和真空断路器，所述第三电阻和真空断路器并联后与所述电力电子开关串联并接地，用于确保所述电力电子开关的成功开断。

优选地，其中所述控制单元和第二电阻并联后的等效电阻与所述第一电阻的阻值之比小于等于预设的比值阈值。

优选地，其中所述预设的比值阈值为所述避雷器固定单元与所述避雷器可控单元1mA直流参考电压比值。

优选地，其中所述避雷器固定单元和避雷器可控单元均设有多个串联的金属氧化物阀片，并且金属氧化物阀片的数量可调节。

根据本发明的另一个方面，提供了一种使用如上所述的可控型金属氧化物避雷器进行过电压控制的方法，所述方法包括：