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CN116191350A - 一种基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路 - Google Patents

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CN116191350A
CN116191350A CN202211737388.4A CN202211737388A CN116191350A CN 116191350 A CN116191350 A CN 116191350A CN 202211737388 A CN202211737388 A CN 202211737388A CN 116191350 A CN116191350 A CN 116191350A
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CN
China
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overvoltage protection
wire
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Application number
CN202211737388.4A
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English (en)
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罗建勤
马勇
冯再均
王轩
张楠
张博铭
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Shanghai Shuying Technology Co ltd
Original Assignee
Shanghai Shuying Technology Co ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及电力系统过电压及绝缘防护技术领域，尤其为一种基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，电路的防护单元包括进线端、出线端和非线性电阻片。本发明提出了一种基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路组成，针对上述组成提出了电路连接方式及结构。利用本发明的拓扑可以将储能器件能量完全吸收，从源头上抑制了能量的震荡，可将相‑相、相‑地的各种过电压有效阻尼抑制在极低的水平，可对发电机、电力变压器、高压电动机等弱绝缘设备完全能起到积极的保护作用。实现多场景过电压抑制，保护设备本体安全。

Description

一种基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路
技术领域
本发明涉及电力系统过电压及绝缘防护技术领域，尤其是一种基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路。
背景技术
短路故障电流的快速开断是断路器最重要的性能之一，尤以发电机、主变压器出口三相短路为甚，断路器承受不了大的额定电流&高短路遮断容量而造成发电机定子或主变绕组烧毁。电力系统的操作、截流、谐振及雷击等过电压时刻都在威胁着电气设备的绝缘及电力系统的安全运行，其中尤以单相间歇性弧光接地过电压最为严重，常因单相接地进而变成多相接地，且因处理不及时引起事故扩大而造成电力系统的大面积停电。电力系统中存在着分布电感、电容，在电路换路过渡过程中，由于(电源侧或负载侧)的储能器件间能量的转换诱发振荡而产生过电压。针对上述问题，本发明提出采用多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路拓扑，将储能器件能量完全吸收，从源头上抑制了能量的震荡，可将相-相、相-地的各种过电压有效阻尼抑制在极低的水平，可对发电机、电力变压器、高压电动机等弱绝缘设备完全能起到积极的保护作用。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，以解决上述背景技术中提出的缺陷。
本发明采用的技术方案如下：
提供一种基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，电路的防护单元包括进线端、出线端和非线性电阻片。
作为本发明的一种优选技术方案：所述进线端分为上进线端和下出线端，所述上进线端和下出线端均为外部接线端子，与外部系统A、B、C三相电路的其中一相相连。
作为本发明的一种优选技术方案：所述非线性电阻片由三种不同规格的电阻片组成，分别为氧化锌电阻片、碳化硅电阻片和PTC电阻片。
作为本发明的一种优选技术方案：所述PTC电阻片成分包括碳酸钡。
作为本发明的一种优选技术方案：所述氧化锌电阻片与碳化硅电阻片并联，并联后与PTC电阻片串联，氧化锌电阻片与碳化硅电阻片并联后的上公共节点与上进线端相连，PTC电阻片下节点与下出线端相连。
作为本发明的一种优选技术方案：所述防护单元形成一个整体，称为1柱。
作为本发明的一种优选技术方案：所述三相电路的拓扑组成包括防护单元、自带中性点星型连接电路和接地点。
作为本发明的一种优选技术方案：所述防护单元由4柱组成，分别为A柱、B柱、C柱、G柱；所述A柱、B柱、C柱用于抑制A相、B相、C相相对地及相间母线过电压，吸收A相、B相、C相系统过电压振荡能量；所述G柱用于系统非对称故障情况下零序电压的抑制及能量吸收。
作为本发明的一种优选技术方案：所述A柱、B柱、C柱、G柱接线形式如下：A柱上进线与系统A相母线连接，B柱上进线与系统B相母线连接，C柱上进线与系统C相母线连接；A柱下出线与B柱下出线及C柱下出线连接形成中性点；A柱、B柱、C柱整体上形成自带中性点星型连接电路。
作为本发明的一种优选技术方案：所述G柱上进线端与中性点连接，下出线端与系统接地点相连。
本发明提供的基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，与现有技术相比，其有益效果有：
本发明提出了一种基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路组成，针对上述组成提出了电路连接方式及结构。利用本发明的拓扑可以将储能器件能量完全吸收，从源头上抑制了能量的震荡，可将相-相、相-地的各种过电压有效阻尼抑制在极低的水平，可对发电机、电力变压器、高压电动机等弱绝缘设备完全能起到积极的保护作用。实现多场景过电压抑制，保护设备本体安全。
附图说明
图1为本发明优选实施例的防护单元示意图；
图2为本发明优选实施例中三相系统防护电路拓扑图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-图2，本发明优选实施例提供了一种基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，电路的防护单元包括进线端、出线端和非线性电阻片。
所述进线端分为上进线端和下出线端，所述上进线端和下出线端均为外部接线端子，与外部系统A、B、C三相电路的其中一相相连。
所述非线性电阻片由三种不同规格的电阻片组成，分别为氧化锌电阻片、碳化硅电阻片和PTC电阻片。
所述PTC电阻片成分包括碳酸钡。
所述氧化锌电阻片与碳化硅电阻片并联，并联后与PTC电阻片串联，氧化锌电阻片与碳化硅电阻片并联后的上公共节点与上进线端相连，PTC电阻片下节点与下出线端相连。
所述防护单元形成一个整体，称为1柱。
所述三相电路的拓扑组成包括防护单元、自带中性点星型连接电路和接地点。
所述防护单元由4柱组成，分别为A柱、B柱、C柱、G柱；所述A柱、B柱、C柱用于抑制A相、B相、C相相对地及相间母线过电压，吸收A相、B相、C相系统过电压振荡能量；所述G柱用于系统非对称故障情况下零序电压的抑制及能量吸收。
所述A柱、B柱、C柱、G柱接线形式如下：A柱上进线与系统A相母线连接，B柱上进线与系统B相母线连接，C柱上进线与系统C相母线连接；A柱下出线与B柱下出线及C柱下出线连接形成中性点；A柱、B柱、C柱整体上形成自带中性点星型连接电路。
所述G柱上进线端与中性点连接，下出线端与系统接地点相连。
本实施例中，如图1所示，防护单元组成包括：进线端、出线端、非线性电阻片。进线端分上进线端、下出线端，与外部系统A、B、C其中一相相相连。R0为氧化锌(ZnO)电阻片，R1为碳化硅(SiC)电阻片，R2为PTC电阻片，主要成分为碳酸钡。氧化锌(ZnO)电阻片与碳化硅(SiC)电阻片并联，并联之后与PTC电阻片串联，氧化锌(ZnO)电阻片与碳化硅(SiC)电阻片并联后的上面公共节点与上进线端相连，PTC电阻片下节点与下出线端相连。防护单元形成一个整体，称为1柱。可以应用于变电站母线过电压保护、出线间隔对地短路故障保护、发电机出线保护、变压器回路过电压保护等多个场景。
如图2所示，三相电路拓扑组成包含：防护单元、自带中性点星型连接电路、接地点。防护单元由4柱组成，分别为A柱，B柱，C柱，G柱。A柱上进线与系统A相母线连接，B柱上进线与系统B相母线连接，C柱上进线与系统C相母线连接；A柱下出线与B柱下出线及C柱下出线连接形成中性点；A柱，B柱，C柱整体上形成自带中性点星型连接电路。G柱上进线端与中性点连接，下出线端与系统接地点相连。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，其特征在于：电路的防护单元包括进线端、出线端和非线性电阻片。
2.根据权利要求1所述的基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，其特征在于：所述进线端分为上进线端和下出线端，所述上进线端和下出线端均为外部接线端子，与外部系统A、B、C三相电路的其中一相相连。
3.根据权利要求1所述的基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，其特征在于：所述非线性电阻片由三种不同规格的电阻片组成，分别为氧化锌电阻片、碳化硅电阻片和PTC电阻片。
4.根据权利要求3所述的基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，其特征在于：所述PTC电阻片成分包括碳酸钡。
5.根据权利要求4所述的基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，其特征在于：所述氧化锌电阻片与碳化硅电阻片并联，并联后与PTC电阻片串联，氧化锌电阻片与碳化硅电阻片并联后的上公共节点与上进线端相连，PTC电阻片下节点与下出线端相连。
6.根据权利要求1所述的基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，其特征在于：所述防护单元形成一个整体，称为1柱。
7.根据权利要求2所述的基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，其特征在于：所述三相电路的拓扑组成包括防护单元、自带中性点星型连接电路和接地点。
8.根据权利要求7所述的基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，其特征在于：所述防护单元由4柱组成，分别为A柱、B柱、C柱、G柱；所述A柱、B柱、C柱用于抑制A相、B相、C相相对地及相间母线过电压，吸收A相、B相、C相系统过电压振荡能量；所述G柱用于系统非对称故障情况下零序电压的抑制及能量吸收。
9.根据权利要求8所述的基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，其特征在于：所述A柱、B柱、C柱、G柱接线形式如下：A柱上进线与系统A相母线连接，B柱上进线与系统B相母线连接，C柱上进线与系统C相母线连接；A柱下出线与B柱下出线及C柱下出线连接形成中性点；A柱、B柱、C柱整体上形成自带中性点星型连接电路。
10.根据权利要求9所述的基于多特性非线性电阻片组合的过电压防护电路，其特征在于：所述G柱上进线端与中性点连接，下出线端与系统接地点相连。
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