[发明专利]一种串联补偿设备的保护系统

说明书

本发明提出了一种串联补偿设备的保护系统，在串联变压器绕组端间跨接避雷器和旁路开关，在故障发生后、旁路开关合闸前，当串联补偿设备出现过电压、避雷器达到定值动作，将串联变压器绕组旁路，对设备进行过电压保护；在串联变压器绕组端配置接地避雷器，防止雷击过电压和操作过电压对设备造成损坏。所述保护系统的避雷器和旁路开关相互配合，对设备过电压进行协调保护，防止过电压应力继续发展，提高了设备整体的可靠性。

技术领域

本发明属于电力系统中电力电子技术领域，具体涉及一种串联补偿设备的保护系统。

背景技术

静止同步补偿器采用电压源型换流器，其中的主要电力电子元器件、电容相对于变压器、电抗器、线路等设备对过电压异常敏感。

对于实际运行的工程，过电压是换流阀的重大威胁，阀组的器件、电容过电压能力有限。微秒级的过电压就可能导致器件的损坏。对于电力电子器件，控制电路或者内部故障都可能导致设备处于充电状态，电容电压不断上升，最终造成器件过电压爆炸。为保护其他部分、防止爆炸，减少对整个阀组及系统的影响，需要及时把故障切除。机械旁路开关的动作需要一定的时间，在此时间内充电电流可能导致电压进一步升高，因此需要另外的设备来快速的切除故障。

时间极短、幅值高的交直流电网过电压，如操作过电压、雷电过电压，一般无法仅通过保护系统来防护，需要通过合理的耐压设计，如配置避雷器等进行预防。但避雷器的动作时间相对较短，长时间动作会造成避雷器的损坏。

因此，需要针对保护系统和避雷器的优缺点，制定一种更为快速有效的保护系统，能够在系统扰动、模块故障或交直流电网过电压时，防止过电压应力继续发展，提高换流器的可靠性。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种串联补偿设备的保护系统,能够保证设备在系统扰动、模块故障或交直流电网过电压时，均能可靠的动作，保护设备不受过电压应力而损坏。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种串联补偿设备的保护系统，包括串联变压器、旁路开关和避雷器，所述避雷器包括接地避雷器和跨接避雷器；

串联变压器线路侧绕组的近母线端和近线路端均配置接地避雷器；当串联补偿设备离线路及母线原有避雷器的距离小于设定的阈值时，所述串联变压器线路侧绕组的近母线端和近线路端不配置接地避雷器；

在串联变压器线路侧绕组两端配置跨接的避雷器和旁路开关，两者并联，在串联变压器其它侧绕组两端配置跨接的避雷器；

当所述配置的串联变压器线路侧绕组两端跨接的避雷器的保护水平能够保护串联补偿设备时，不配置跨接在串联变压器其它侧绕组两端的避雷器；

当所述配置的串联变压器其它侧绕组两端跨接的避雷器的保护水平能够保护串联补偿设备时，不配置跨接在串联变压器线路侧绕组两端的避雷器；

跨接避雷器、接地避雷器和旁路开关配合，保护串联补偿设备的安全。

作为本发明的进一步优选方案，在所述串联变压器其它侧绕组两端配置跨接的旁路开关。

作为本发明的进一步优选方案，在所述串联变压器其它侧绕组侧配置接地避雷器。

作为本发明的进一步优选方案，所述串联变压器其它侧采用星形接线方式，或者采用三角形接线方式。

作为本发明的进一步优选方案，所述串联变压器其它侧绕组均采用星形接线方式时，所述串联变压器增加平衡绕组。

作为本发明的进一步优选方案，所述串联变压器其它侧绕组采用星形接线方式时，中性点直接接地或者经电阻接地。

作为本发明的进一步优选方案，所述串联变压器包含有平衡绕组时，平衡绕组两端不配置跨接的避雷器。