本發明涉及電路領域，尤其涉及一種10kv電力電子補償變電站防線路短路裝置和方法。

背景技術：

1、10kv電力電子補償變電站是一種串聯于10kv線路中的電壓調整設備，設備在線路中的接線圖如圖1。補償變電站二次側k1，kx是可控硅，該可控硅只作為開關使用，過零投切。設備中的電抗器作為保護，防止k1，kx同時損壞時并聯變壓器不會短路，起限流作用。在設備調壓時，電抗器在系統中運行，補償變電站設計時已經考慮了各種原件的參數匹配。

2、補償變電站正常調壓時，設備接線圖如圖2：

3、10kv線路的負荷投切會造成大涌流，線路短路故障，更會使線路電流大幅高于額定電流。當主線路電流增加時，會造成二次側短路也增加。當線路電流超過額定電流很多時，二次側電流也會增加很多，使電抗器電壓增加很多，k1兩端電壓是400v和電抗器電壓的矢量和，導致k1兩端電壓升高，而k1的正常工作電壓是530v，由于上述原因，會導致k1兩端電壓大于530v，從而導致k1電壓擊穿，補償變電站故障。該運行狀況在線路中的發生發生率高，如果不能解決該運行狀況下的設備故障，補償變電站無法長期安全運行。

4、2024年11月20日，以“電子?and?補償?and?防?and?短路?and?快速”為摘要關鍵詞，勾選允許同義詞拓展，在中國專利公開數據庫中進行了檢索，未發現相關文獻。

5、2024年11月20日，以“補償?and?變電站?and?防短路”為摘要關鍵詞，勾選允許同義詞拓展，在中國專利公開數據庫中進行了檢索，未發現相關文獻。

6、2024年11月20日，以“電子?and?補償?and?防?and?短路?and?快速”在中國知網上進行摘要檢索，并未發現任何相關文獻。

7、2024年11月20日，以“electronic?with?compensation?with?anti?with?shortcircuit?with?fast?response”在美國專利商標局網站上進行檢索，并未發現相關文獻；檢索網址https://ppubs.uspto.gov/pubwebapp/。

8、2024年11月20日，以“electronic?and?compensation?and?anti?and?shortcircuit?and?fast?response”在韓國專利廳上進行檢索，并未發現相關文獻；檢索網址http://eng.kipris.or.kr/enghome/main.jsp。

9、發現了三篇無關文獻：申請號：?1020147027309激光分裂和器件層轉移系統和方法；其涉及使用激光照射的方法和系統；

10、申請號：?1020197018815無線通信技術、裝置和方法提供了用于無線通信的收發器、與接收器和天線結構；

11、申請號：?1020147011240基于傳感器輸入的視頻顯示修改以實現透明近眼顯示涉及包括支持電子裝置的腕部nfc（近場通信）的nfc裝置。

12、2024年11月20日，以“electronic?and?compensation?and?anti?and?shortcircuit?and?fast?response”在wipo的https://patentscope2.wipo.int/上進行檢索，

13、2024年11月20日，以“electronic?and?compensation?and?anti?and?shortcircuit?and?fast?response”在日本特許廳的網https://www.j-platpat.inpit.go.jp/上進行檢索，并未發現相關文獻。

14、和本專利的構思完全不同。

技術實現思路

1、發明的目的：為了提供效果更好的一種10kv電力電子補償變電站防線路短路裝置和方法，具體目的見具體實施部分的多個實質技術效果。

2、為了達到如上目的，本發明采取如下技術方案：

3、一種10kv電力電子補償變電站防線路短路裝置，其特征在于，

4、該防線路短路裝置由設備直接物理接通，并在0.1ms內快速卸去電抗器的電流；

5、并聯變壓器t2并聯連接著快速保護開關k3和補償變電站二次側可控硅開關一k1；

6、并聯變壓器t2連接著變壓器t1；

7、并聯變壓器t2還連接著電抗器和電壓模塊。

8、本發明進一部技術方案在于，該快速保護開關k3包含有一個可控硅驅動回路，

9、可控硅驅動回路包含有一個壓敏電阻，壓敏電阻連接著光耦，光耦連接著電阻二r2，電阻二r2連接著電阻一r1、電阻三r3、電阻四r4以及一個雙向晶閘管。

10、一種10kv電力電子補償變電站防線路短路的方法，其特征在于，利用如上任意所述的一種10kv電力電子補償變電站防線路短路裝置；

11、快速保護開關k3和補償變電站二次側可控硅開關一k1并聯，檢測補償變電站二次側可控硅開關一k1兩端電壓，當電壓大于520v時，快速保護開關k3快速導通，變壓器t1二次側電流通過快速保護開關k3短接，二次側電流不會流過電抗器，從而使補償變電站二次側可控硅開關一k1兩端沒有電壓，保護了補償變電站二次側可控硅開關一k1；快速保護開關k3導通3個周波，由于補償變電站二次側可控硅開關一k1沒有電壓，快速保護開關k3自動斷開，電流再流過電抗器，如果線路電流恢復正常，快速保護開關k3不再導通，如果線路電流還是大，造成補償變電站二次側可控硅開關一k1兩端電壓大于520v，保護開關再次導通，保證補償變電站二次側可控硅開關一k1電壓不大于520v；如此往復操作，直至線路恢復正常。

12、本發明進一部技術方案在于，壓敏電阻開啟值選520v，當電壓大于520v時，控制線路導通，給可控硅控制極一個信號，信號維持3個周波，導通可控硅，該可控硅導通采用即時導通，以保證快速保護的要求。

13、采用如上技術方案的本發明，相對于現有技術有如下有益效果：能夠快速進行保護，避免擊穿，能夠快速實現保護。采用該技術，可以取代目前使用的限流電抗器，可以減少線路壓降，提高線路電壓，從而減小線路損耗；同時限流電抗器的損耗很高，一般為額定容量的10%左右，以一臺4000kvar電抗器為例，運行損耗400kw，年耗電350萬度，年節電245萬元。

技術特征：

1.一種10kv電力電子補償變電站防線路短路裝置，其特征在于，該防線路短路裝置由設備直接物理接通，并在0.1ms內快速卸去電抗器的電流；并聯變壓器（t2）并聯連接著快速保護開關（k3）和補償變電站二次側可控硅開關一（k1）；并聯變壓器（t2）連接著變壓器（t1）；并聯變壓器（t2）還連接著電抗器和電壓模塊。

2.如權利要求1所述的一種10kv電力電子補償變電站防線路短路裝置，其特征在于，該快速保護開關（k3）包含有一個可控硅驅動回路，可控硅驅動回路包含有一個壓敏電阻，壓敏電阻連接著光耦，光耦連接著電阻二（r2），電阻二（r2）連接著電阻一（r1）、電阻三（r3）、電阻四（r4）以及一個雙向晶閘管。

3.一種10kv電力電子補償變電站防線路短路的方法，其特征在于，利用權利要求1-2任意所述的一種10kv電力電子補償變電站防線路短路裝置；快速保護開關（k3）和補償變電站二次側可控硅開關一（k1）并聯，檢測補償變電站二次側可控硅開關一（k1）兩端電壓，當電壓大于520v時，快速保護開關（k3）快速導通，變壓器（t1）二次側電流通過快速保護開關（k3）短接，二次側電流不會流過電抗器，從而使補償變電站二次側可控硅開關一（k1）兩端沒有電壓，保護了補償變電站二次側可控硅開關一（k1）；快速保護開關（k3）導通3個周波，由于補償變電站二次側可控硅開關一（k1）沒有電壓，快速保護開關（k3）自動斷開，電流再流過電抗器，如果線路電流恢復正常，快速保護開關（k3）不再導通，如果線路電流還是大，造成補償變電站二次側可控硅開關一（k1）兩端電壓大于520v，保護開關再次導通，保證補償變電站二次側可控硅開關一（k1）電壓不大于520v；如此往復操作，直至線路恢復正常。

4.如權利要求3所述的一種10kv電力電子補償變電站防線路短路的方法，其特征在于，壓敏電阻開啟值選520v，當電壓大于520v時，控制線路導通，給可控硅控制極一個信號，信號維持3個周波，導通可控硅，該可控硅導通采用即時導通，以保證快速保護的要求。

技術總結
本發明涉及電路領域，尤其涉及一種10kV電力電子補償變電站防線路短路裝置和方法。該防線路短路裝置由設備直接物理接通，并在0.1MS內快速卸去電抗器的電流；并聯變壓器（T2）并聯連接著快速保護開關（K3）和補償變電站二次側可控硅開關一（K1）；并聯變壓器（T2）連接著變壓器（T1）；并聯變壓器（T2）還連接著電抗器和電壓模塊。有益效果：可以取代目前使用的限流電抗器，可以減少線路壓降，提高線路電壓，從而減小線路損耗；同時限流電抗器的損耗很高，一般為額定容量的10%左右，以一臺4000kvar電抗器為例，運行損耗400kW，年耗電350萬度，年節電245萬元。

技術研發人員：譚協初,張金賀,梁新華,安建華
受保護的技術使用者：濟南拉斐葉電力科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24