[其他]超高压并联电抗器火花间隙接入装置

说明书

本实用新型是一种在超高输电线路中用于自动投入超高压并联电抗器的超高压并联电抗器火花间隙接入装置。

超高压输电线路在空载、轻载或事故跳闸时，由于电容效应，会产生线路工频过电压危及电网中的电气设备及系统的正常运行。通常的解决方法是在线路适当的地点装接并联电抗器。虽然这种方法可以有效地限制工频过电压，但是这种固定长期接入的并联电抗器增加了电能消耗，在一定条件下造成了系统调压条件与无功平衡的恶化。同时，运行经验表明并联电抗器长期接入系统运行的可靠性较差。

为了解决上述矛盾，人们提出了使并联电抗器经火花间隙接入系统线路这一做法。即在系统运行正常时，把并联电抗器与系统线路脱开，在系统发生事故跳闸出现工频过电压时，火花间隙击穿，立即投入并联电抗器，随之与火花间隙并联的断路器闭合。但是，为了适合系统中电气设备的绝缘水平，对火花间隙的击穿动作电压范围要求稳定在1.35～1.5V_XG内（V_XG为系统最高运行相电压）。而在断路器切除并联电抗器时，为了使并联电抗器能顺利退出运行，又要求火花间隙能够承受断路器切除电抗器时所产生的1.9～2.0V_XG的过电压而不击穿。这种与一般间隙的自然属性相反的要求，正是实施并联电抗器火花间隙接入装置的困难所在。

目前的技术现状是，个别国家采用了带有隔离器的空气断路器，将火花间隙与该断路器的隔离器并联，达到自动投入并联电抗器的目的。但是，对于大多数断路器来说，由于不带隔离器，所以不能采用这种方式来实现在线路上用火花间隙自动接入并联电抗器的目的。如果要想实现这种方式，就势必增加一台断路器来替代上述带有隔离器的断路器中的隔离器，或者是把现有的断路器更换为带有隔离器的空气断路器。而且，今后的超高压变电所都趋向于采用六氟化硫（SF₆）断路器，如果仅仅为了自动投入电抗器而采用有隔离器的空气断路器并随之增设一套压缩空气装置，势必增加运行费用和维护工作量。显然，这些做法除了特定的条件外，在技术上和经济上都是不合理的。

本实用新型的目的，就是研制一种火花间隙接入回路并与不带隔离器的断路器、并联电抗器组成一个超高压并联电抗器火花间隙接入装置。使之既达到自动投入并联电抗器的目的，又达到在实施中经济、简便、有利于推广的目的。

本实用新型超高压并联电抗器火花间隙接入装置，由不带隔离器的断路器和并联电抗器、火花间隙接入回路三部分组成。

在火花间隙接入回路中：首先，火花间隙是一组若干个成偶数（2、4、6……）个的主间隙，并且这些主间隙是由阻容来分压的，使其总的耐压强度大于2.0V_XG。其次设置引燃间隙，与其中的分压阻容构成稳压回路，并在引燃间隙回路中设置辅助断口和限流电阻。辅助断口闭合时，整组主间隙的动作受引燃间隙控制。投入并联电抗器时，先由引燃间隙动作，而后再由各主间隙逐级动作，其整定值为1.35～1.5V_XG。要使电抗器退出运行时，先将辅助断口断开，使引燃间隙不起作用。这时，整组串联的主间隙可以承受断路器切除并联电抗器时所产生的断口过电压（1.9～2.0V_XG）而不动作，使之并联电抗器得以顺利地退出，达到现场技术的要求。再之，根据实际情况，主间隙的设置，可以是二个，也可以是二个以上的成偶数个的主间隙。当需要有四个及以上成偶数个的主间隙时，在回路中设置电感元件以稳定分压阻容上的电压，保证主间隙的正确动作。

在并联电抗器部分；为了减缓并联电抗器端部电压的上升，保证逐个间隙的正确动作，当并联电抗器的等效对地电容不够大时，在其端部加设电容器。

本实用新型超高压并联电抗器火花间隙接入装置的优点是：（1）其限制过电压的效果与固定接入系统电抗器的方式相同，而其却没有长期接入电抗器所产生的电耗增加，也没有调压条件和无功平衡恶化的不利因素。（2）与用二台断路器替代带有隔离器的空气断路器的做法相比，节省了投资。因为本实用新型的火花间隙接入回路中的辅助断口，其耐压要求只是相同电压等级断路器的一半，只相当“半台”断路器。若按断口数计，只需相同电压等级的断路器断口数的一半就行。或者是采用比相同电压等级低一半电压的断路器就可以。从断流能力考虑，因为对辅助断口的要求甚低，故也可以用负荷开关来替代。特别是，本实用新型所利用的是现有的断路器（即多数是不带隔离器的断路器）和并联电抗器，推广容易。