过电压抑制方法及其装置 |
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| 申请号 | CN201380045397.X | 申请日 | 2013-08-21 | 公开(公告)号 | CN104603900A | 公开(公告)日 | 2015-05-06 |
| 申请人 | 株式会社东芝; | 发明人 | 腰塚正; 丸山志郎; 斋藤实; 松冈博之; | ||||
| 摘要 | 提供3相 断路器 将感应性负载切断时能够进行开路时刻的控制来抑制因再起弧而产生过 电压 的过电压抑制方法及其装置。 电流 计测单元取入从电流计测用器件输出的1相的电流，在3相断路器将感应性负载切断时计测3相断路器中流动的电流(电流计测步骤)。 相位 检测单元基于电流计测用器件的计测结果检测从3相断路器的3相中选择的第一切断相及该第一切断相的电流切断点(相位检测步骤)。开路指令输出单元将如下范围设定为开路范围并在该开路范围内向3相断路器输出开路指令，该范围为，从以电流切断点为基点追溯了能够不产生再起弧地切断电流的最短 电弧 时间而得的时刻起至从第一切断相前进120°相位后的相中的电流零点为止之间(开路指令输出步骤)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种过电压抑制方法，当设置在电源与感应性负载之间的3相断路器将所述感应性负载切断时，抑制因所述3相断路器的再起弧而产生过电压，其中，包括： |
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| 说明书全文 | 过电压抑制方法及其装置技术领域背景技术[0002] 一般来讲，断路器将反应器(reactor)等感应性负载切断时，在开路的触点间产生电弧。此时，根据从电弧产生起至消弧为止的电弧时间的长度，有时在成为切断目标的电流零点之前出现电流零点而断路器再起弧。若断路器再起弧则会产生高频的过电压，因此，可能会威胁到器件的绝缘。 [0003] 于是，以往提出了通过控制断路器的开路时刻来抑制过电压的方法。例如，在IEEE Transaction on Power Delivery,Vol.18,No.2,April2003“Application of Controlled Switching to 500-kV Shunt Reactor Current Interruption”(以下称作非专利文献1)中公开了下面那样的过电压抑制方法。即，设定应该进行切断的电流零点，从所设定的电流零点追溯能够不产生再起弧地将电流切断的最短电弧时间。预先计测出这样的最短电弧时间。 [0004] 并且，在最短电弧时间的开始时刻与所设定的电流零点的前一个电流零点之间，以使断路器开路的方式对断路器赋予开路指令。通过如以上那样控制断路器的开路时刻，能够避免比应该进行切断的电流零点更靠前地(或者说更早地)出现电流零点。由此，能够防止断路器的再起弧而防止过电压的产生。 [0005] 先行技术文献 [0006] 非专利文献 [0007] 非 专利 文 献1：IEEE Transaction on Power Delivery,Vol.18,No.2,April2003“Application of Controlled Switching to 500-kV Shunt Reactor Current Interruption” 发明内容[0008] 发明要解决的课题 [0009] 以往的过电压抑制方法被应用在单独操作各相的各相操作型断路器中。但是，作为断路器的类型，不仅有各相操作型，还已知有一并操作3相的3相断路器。在3相断路器的情况下，为了用单个操作机构来操作U相、V相、W相这3个切断部，而通过1次的开路指令使3相的切断部同时动作。 [0010] 因此，在对3相断路器应用了以往的过电压抑制方法的情况下，在3相之中即便在某相的切断部中没有比应该进行切断的电流零点更靠前地出现电流零点，却有时在其他相的切断部中比应该进行切断的电流零点更靠前地出现了电流零点。作为其结果，很有可能断路器会再起弧而产生大的过电压。如上述那样，很难在3相断路器中防止因再起弧产生过电压。 [0011] 本实施方式是为了解决上述的课题而提出的，其目的在于提供一种过电压抑制方法以及其装置，在3相断路器将感应性负载切断时，通过进行开路时刻的控制能够抑制过电压的产生。 [0012] 用于解决课题的手段 [0013] 为了实现上述的目的，本实施方式所涉及的过电压抑制方法具备如下的结构。即，[0014] 一种过电压抑制方法，当设置在电源与感应性负载之间的3相断路器将所述感应性负载切断时抑制了因所述3相断路器的再起弧产生过电压，其中，该方法包括： [0015] (a)电流计测步骤，当所述3相断路器将所述感应性负载切断时，计测所述3相断路器中流动的电流； [0016] (b)相位检测步骤，基于所述电流计测步骤的计测结果，检测从3相中选择出的第一切断相以及该第一切断相的电流切断点；以及 [0017] (c)开路指令输出步骤，将如下范围设定为开路范围，在该开路范围内向所述3相断路器输出开路指令，该范围为，从以所述电流切断点为基点追溯了能够不产生再起弧地切断电流的最短电弧时间而得的时刻起、至从所述第一切断相前进了120°相位后的相中的电流零点为止之间。 [0019] 图1是第一实施方式的框图。 [0020] 图2是表示第一实施方式中的断路器电流与开路时刻的关系的波形图。 [0021] 图3是表示第二实施方式中的断路器电流与开路时刻的关系的波形图。 具体实施方式[0022] (1)第一实施方式 [0023] 以下，参照图1以及图2对本发明所涉及的第一实施方式进行说明。另外，在各图中，对相同部分赋予相同附图标记并适当地省略重复的说明。图1是表示3相断路器及感应性负载、用于实现过电压抑制方法的过电压抑制装置的连接关系的框图，图2是表示将感应性负载中流动的电流用3相断路器切断了时的电流波形以及开路时刻的波形图。 [0024] (结构) [0025] 图1中，100为电力系统的电源母线。电源母线100中，经由一并操作型的3相断器200，连接有反应器等感应性负载300。感应性负载300通过3相断路器200而被相对于电源母线100进行接通或者切断。感应性负载300的右端在图1中并没有示出，但是，有如分路反应器那样连接有3相端子的情况，也有如限流反应器那样连接于用于与其他电源母线连接的送电线的情况。在分路反应器中，所述的连接点有被接地的情况也有不被接地的情况。例如，图2示出了假定感应性负载300为分路反应器且右端非接地时的3相电流波形例。 [0026] 在电源母线100与3相断路器200之间设置有电流计测用器件400。电流计测用器件400是计测3相断路器200中流动的电流的器件，具体地说为仪表用变流器CT等。 [0027] 电流计测用器件400以及3相断路器200上连接有第一实施方式所涉及的过电压抑制装置500。过电压抑制装置500具备电流计测单元501、相位检测单元502和开路指令输出单元503。 [0028] 电流计测单元501取入从电流计测用器件400输出的1相的电流，在3相断路器200将感应性负载300切断时，计测3相断路器200中流动的电流(电流计测步骤)。相位检测单元502基于电流计测单元501的计测结果，检测从3相断路器200的3相中选择的第一切断相以及该第一切断相的电流切断点(相位检测步骤)。在图2所示的例子中，将U相假定为第一切断相，将U相的电流被切断的电流零点设为电流切断点4。此外，U相以外的V、W相的电流在电流切断点5被切断。 [0029] 开路指令输出单元503设定向3相断路器200输出开路指令的开路范围，在该开路范围内向3相断路器200输出开路指令(开路指令输出步骤)。图2所示的开路范围7在开路指令输出单元503中如下那样被设定。以第一切断相的电流切断点4为基点追溯最短电弧时间6，将开路范围7设为从追溯到的时刻起至从第一切断相前进了120°相位后的相中的电流零点10为止之间。如果第一切断相为U相，则前进了120°相位后的相是W相。这样设定开路范围7并在开路范围7内向3相断路器输出开路指令为第一实施方式的特征。 [0030] 如上所述，最短电弧时间6是指能够不产生再起弧地切断电流的电弧时间，是进行预先计测而得到的。如果与该最短电弧时间6相比时间上更靠前地3相断路器200开路，则至少作为第一切断相的U相能够在电流切断点4的时刻不产生再起弧地切断电流。 [0031] 然而，电流计测单元501取入从电流计测用器件400输出的1相的电流，因此，如果假设取入U相，则在电流计测单元501中不对V相、W相的电流波形进行计测。但是，由于W相的电流是使U相的电流波形前进了120°相位后的电流，因此，实际上即使不计测W相的电流，只要能够知道U相的电流波形，也就知道W相的电流波形，很容易求出其电流零点10。在第一实施方式中，通过这样决定电流零点10，能够设定开路范围7。 [0032] 另外，在3相断路器200的接通时，不可否认有时会因为操作机构的动作偏差等而导致开路时间有偏差。但是，3相断路器200的开路时的偏差是能够通过预先取得其特性来由进行相位控制的控制装置修正的。因此，即使开路时间存在偏差，也能够正确地设定3相断路器200的开路范围7。 [0033] (作用效果) [0034] 在图2中，如果在开路范围7内3相断路器200开路，则U相能够在电流切断点4的时刻不产生再起弧地切断电流。此外，U相以外的V、W相的电流在电流切断点5被切断。其中，W相在穿过开路范围7之后一次都不穿过电流零点。因此，能够在电流切断点5的时刻不产生再起弧地切断电流。 [0035] 另一方面，V相如图2所示那样，一出到开路范围7外之后就穿过电流零点8。因此，V相在电流零点8产生再起弧。但是，电流零点8的穿过是在刚刚出到开路范围7外产生的，从开路时刻经过后的电弧时间非常短。一般来讲，已知电弧时间越短则再起弧时的极间电压越小，过电压也越小。 [0036] 因此，V相即便在电流零点8产生了再起弧，也不会产生会危及到器件的绝缘那样大的过电压。换句话说，V相穿过电流零点8而产生的过电压在允许范围内，在最终的电流切断点5能够不产生过电压地将V相切断。 [0037] 根据上述的第一实施方式，从追溯了最短电弧时间6而得的时刻起设定开路范围7，在该开路范围7内向3相断路器200输出开路指令。此时，U相以及W相都不穿过电流零点，能够在电流切断点4以及5的时刻不产生再起弧地切断电流。 [0038] 此外，V相虽然刚出到开路范围7外后就穿过电流零点8，但是电弧时间非常短，因此，不会产生危及器件的绝缘那样大的过电压。因此，通过允许电流零点8中的小的过电压，在3相断路器200的任意相中都能够抑制因再起弧产生过电压，能够确保优良的可靠性。 [0039] (第二实施方式) [0040] 图3是用于说明第二实施方式的图，示出了将感应性负载300中流动的电流用3相断路器200切断了时的电流波形以及开路时刻的波形图。在第二实施方式中，关于3相断路器200、感应性负载300、过电压抑制装置500之间的连接结构、以及过电压抑制装置500的结构，由于与图1所示的第一实施方式相同，因此省略图示。 [0041] (结构) [0042] 在第二实施方式的开路指令输出单元503中，将作为第一切断相的U相中的电流切断点4的前一个电流零点11与从作为第一切断相的U相延迟了120°相位后的V相中的电流零点8之间，设定为开路设定范围12，将该开路设定范围12内且第一切断相的最短电弧时间6’的范围外设定为开路范围7’。 [0043] (作用效果) [0044] 在第二实施方式中，3相断路器200开路后，V相穿过电流零点8而产生再起弧。在电流零点8，与所述第一实施方式同样，不会产生危及器件的绝缘那么大的过电压。 [0045] 另一方面，还假定通过最短电弧时间6’而使开路时刻成为W相的电流零点9的图3中的左侧的情况。但是，如上所述，电弧时间越短则再起弧时的极间电压越小、过电压也越小，因此，在电流零点9也不会产生危及器件的绝缘那么大的过电压。因此，W相以及V相因穿过电流零点8、9而产生的过电压在允许范围内，在最终的电流切断点5能够不产生过电压地将W相以及V相切断。 [0046] 根据以上的第二实施方式，在假定了较长的最短电弧时间6’的情况下，也能够通过在开路范围7’内向3相断路器200输出开路指令来在3相的任意相中抑制因再起弧产生过电压。 [0047] (其他实施方式) [0048] 另外，上述的实施方式只是在本说明书中作为一例来提示，并不意图限定发明的范围。即，能够以其他各种方式来实施，能够在不脱离发明的范围内进行各种省略、置换及变更。这些实施方式及其变形例包含在发明的范围及宗旨内，同样包含在权力要求书所记载的发明及其等同的范围内。 [0049] 附图标记的说明 [0050] 4……第一切断相的电流切断点 [0051] 5……第二、第三切断相的电流切断点 [0052] 6，6’……最短电弧时间 [0053] 7，7’……开路范围 [0054] 8，9，10，11……电流零点 [0055] 12……开路设定范围 [0056] 100……电源母线 [0057] 200……断路器 [0058] 300……感应性负载 [0059] 400……电流计测器件 [0060] 500……过电压抑制装置 [0061] 501……电流计测单元 [0062] 502……相位检测单元 [0063] 503……开路指令输出单元 |
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