CN101286642A

CN101286642A - 35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置

Info

Publication number: CN101286642A
Application number: CNA2007101440583A
Authority: CN
Inventors: 吴文宣; 陈金祥; 林国庆; 张明龙
Original assignee: Fujian Electric Power Testing And Research Institute
Current assignee: Fujian Electric Power Testing And Research Institute
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2008-10-15

Abstract

本发明涉及一种用于调整无功功率的交流干线或交流配电网络的电路装置，特别是一种35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置，包括有相互并联的复数个电容补偿电路和与该复数个电容补偿电路对应电连接的负荷开关，该复数个负荷开关分别与开关柜电连接，并通过该开关柜连接到10kV母线上。本发明的特点在于，克服了本领域技术人员的技术偏见，利用负荷开关的体积小、成本低等特点来作为各补偿电路的投切开关，达到如下技术效果：不增加开关柜的数量而实现分量投入电网无功补偿，避免一次性补偿投入对电网造成的影响；更为合理地实现对电网的无功补偿，减少过补偿或欠补偿，而不占用10kV设备的间隔。

Description

35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置

技术领域

本发明涉及一种用于调整无功功率的交流干线或交流配电网络的电路装置，特别是一种电容器无功补偿装置，本发明适用于35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿。

背景技术

现有技术中，35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置包括有电容补偿电路和开关柜，其中电容器的容量都是按照主变压器额定容量的比例进行定额配置，分组并接在各不同的10kV母线上进行投切。由于高压变电站的10kV设备间隔数量有限，用于无功补偿的间隔不宜过多，因此每组电容器无功补偿装置的设计容量都比较大，且为固定值，为一种集中补偿方式。使用时根据需要将该补偿装置通过开关柜接入电网，从而对电网进行无功补偿，这种情况下，投切电容器组造成的10kV母线电压波动会很大。如果减少电容器组容量来减小投切时的电压波动，则根据补偿要求，需要增加补偿支路，例如原来定额电容器容量为10000kVar，增加补偿电路后，容量可拆分为3000kVar、3000kVar和4000kVar等三条补偿电路，但增加补偿电路后，根据传统的设计要求势必需要增加等量的开关柜以与所增加的补偿电路一一对应，实现对各补偿电路进行投切和保护作用，然而所增加的开关柜将占用变电站10KV设备的间隔，另外开关柜设备还是一种高投资设备，因此该种无功补偿装置在此大成本上导致其难以实施。

发明构成

本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种不增加占用设备间隔数量、成本低廉、且在投切补偿时可减小电网电压波动的35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置。

本发明是通过以下途径来实现的：

35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置，包括有一开关柜，其结构要点在于，还包括有相互并联的复数个电容补偿电路和与该复数个电容补偿电路对应电连接的负荷开关，该复数个负荷开关分别与开关柜电连接，并通过该开关柜连接到10kV母线上。

原有技术中，增加补偿电路后，根据35kV及以上电压等级变电站的设计原则，考虑其安全和稳定的条件，需要增加相应的开关柜或者高压真空开关，然而设计原则导致本领域的技术人员形成一种技术偏见，不从其他角度考虑解决问题的途径；而本发明正是突破了传统的设计原则，克服了技术偏见：由于负荷开关体积小，成本低，同时其设计电压等级可符合10kV母线的要求，因此对各电容补偿电路的投切操作采用负荷开关来完成，各负荷开关分别连接到开关柜中，将开关柜原有的投切和保护作用一分为二，投切由负荷开关完成，开关柜仍然保留原有的保护作用，使整个补偿装置仍然具有安全和稳定的条件。由于负荷开关的占地面积大大小于开关柜，也小于高压真空开关，可以与电容补偿电路进行成套安装，而不占用10kV设备的间隔，且成本远低于开关柜和高压真空开关，因此相比增加开关柜或高压真空开关来说成本大为减少，这样就使得减小补偿投切容量，对电容补偿电路实现分步投切成为容易实现的技术方案。

另外，由于电网的各个参数都是处于一定波动范围的，电网的无功损耗也有波动，原有的集中式定额补偿容易使电网处于过补偿或者欠补偿状态，无法对该定额补偿进行调整，以适应电网的波动，而本发明所采用的分步投入补偿电路则可解决这个问题，原定额的总固定值被分化为几个小值，通过增加电容补偿电路使得每个电容补偿电路中的补偿容量变小，在使用时可以逐个投入电容补偿电路，小容量的补偿电路投入电网可以减少电网波动，使电网电压的波动控制在合格范围内。可以根据需要将所需要的电网补偿量投入补偿，达到最好的补偿效果。

本发明可以进一步具体为：

复数个电容补偿电路中的电容容量按总额定容量进行配比。

这就可以根据实际情况来进行处理，例如：

分为三个电容补偿电路，分别按总容量的33.3％、33.3％、33.3％进行配比，这样就可以实现对电网无功补偿按33.3％、66.7％、100％等各不同比例进行按需补偿。还可以按20％、30％、50％进行配比，这样就可以实现对电网无功补偿按20％、30％、50％、70％、80％、100％等各不同比例进行按需补偿。

或者，分四个电容补偿电路，均按总额定容量的25％配比，可以实现对电网无功补偿按25％、50％、75％和100％的比例进行按需补偿。等量均分的配比方式可以使电容补偿电路批量生产化，降低生产成本。

一种可选的较好的补偿方式是，分三个电容补偿电路，分别按总容量的25％、25％、50％进行配比，同样可以实现对电网无功补偿按25％、50％、75％和100％的比例等量均分的进行按需补偿。这样比例配置比较符合电网的需求，同时电容补偿电路也不应过多，以三个为好。

复数个电容补偿电路中，有一个电容补偿电路所连接的负荷开关为常闭开关。或者：

该电容补偿电路直接通过开关柜与电网电连接。

该电容补偿电路可以作为电网中在线的无功补偿电路，其或者通过一常闭的负荷开关连接到开关柜，或者直接连接到开关柜，以作为常用在线补偿电路，这是因为电网的无功损耗是永远存在的，因此可以采用小容量的补偿电路作为时时在线补偿用，使电网的运行环境更为优化，需要再投入时，再增加投入补偿量。

当作为常用在线的补偿电路直接连接到开关柜时，该补偿电路可根据开关柜原有的投切作用投入到电网或从电网中切离。这样，还带来一出乎意料的技术效果：即可减少一组负荷开关设备的成本，降低了整体设备的投入成本，使本发明更具有实际实施的实用价值。

上述常用在线的补偿电路应为所有补偿电路中容量最低的电路。

本发明还可以进一步具体为：

还包括有一自动控制装置，其包括有取样装置、比较装置、基准装置以及驱动装置，取样装置与电网连接，驱动装置与负荷开关驱动连接，取样装置取样电网无功参数，并送入比较装置，比较装置将所取样的数据与基准装置中的基准值进行比较，当比较值超过或低于基准值一定范围时，将发送控制信号给驱动装置，并通过驱动装置控制负荷开关的投入和切断。

自动控制装置可实现根据电网的波动情况对负荷开关的进行自动投切，从而实现对电网无功补偿的自动调节，满足电网时时波动的无功补偿要求。

综上所述，本发明的特点在于，在35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置中，克服了本领域技术人员的技术偏见，将原有的开关柜的作用一分为二，采用负荷开关对电容补偿电路进行投切操作，而只需要使用一个开关柜来实现原有的线路保护作用，从而达到如下技术效果：无须增加开关柜的数量，在不需要增加过多的成本基础上就可实现分量投入电网无功补偿，避免了一次性补偿投入对电网造成的影响；分量投入补偿可以实现对电网的动态补偿和按需补偿，更为合理地实现对电网的无功补偿，减少过补偿或欠补偿。另外，由于负荷开关的占地面积大大小于开关柜或者真空开关，因此可以与电容补偿电路进行成套安装，而不占用10kV设备的间隔。

附图说明

图1所示为本发明所述电容器无功补偿装置实施例1的电路示意图；

图2所示为本发明所述电容器无功补偿装置实施例2的电路示意图；

图3所示为本发明所述自动控制装置的原理流程图。

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

具体实施例

实施例1：

参照附图1，35kV及以上电压等级变电站的10kV母线用电容器无功补偿装置，包括一面开关柜；由相互并联的三个电容补偿电路组成的电容/电抗柜；由该三个电容补偿电路分别对应连接的负荷开关QF1、QF2和QF3组成的进线投切柜，还有一与上述负荷开关驱动连接的自动控制装置。三个电容补偿电路中的电容量分别按总容量的25％、25％、50％进行配比，三个补偿电路通过各自的负荷开关连接到开关柜。

附图中，电容补偿电路包括有串联连接的电容C(1，2，3)和电感L(1，2，3)，和上述串联电路并联的放电线圈(即互感器)TV(1～3，4～6，7～9)，以及接地刀闸QS2(1，2，3)。在实际操作中，QF1、QF2、QF3采用负荷开关，不设保护，不开断短路电流，而三组接地刀闸QS21、QS22、QS23均必须相互闭锁，全开或全合后才能进行其他操作，当放电线圈的任一组二次动作都跳主开关QF，当线路或者设备上出现故障情况，开关柜均可进行故障保护操作。

参照附图3，自动控制装置，其包括有取样装置、比较装置、基准装置以及驱动装置，取样装置与电网连接，驱动装置与负荷开关及开关柜驱动连接，取样装置取样电网无功参数，并送入比较装置，比较装置将所取样的数据与基准装置中的基准值进行比较，当比较值超过或低于基准值一定范围时，将发送控制信号给驱动装置，并通过驱动装置控制负荷开关和开关柜的投入和切断。

该自动控制装置为一种现有技术，可以采用现有的设备进行相应的数据改造即可。

本发明未述部分与现有技术相同。

实施例2

参照附图2，35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置，包括一面开关柜、由相互并联的三个电容补偿电路组成的电容/电抗柜，由与该三个电容补偿电路其中条电路对应连接的负荷开关QF1、QF2组成的进线投切柜，还有一与上述负荷开关驱动连接的自动控制装置。三个电容补偿电路中的电容量分别按总容量的33.3％、33.3％、33.3％进行配比，并联的两条电容补偿电路通过各自的负荷开关连接到开关柜，另一并联的电容补偿电路直接连接到开关柜。自动控制装置的驱动装置与该进线投切柜驱动控制连接，既与该两个负荷开关驱动控制连接。

另外开关柜还负责对该直接连接到开关柜的补偿电路实行投切操作，在任一补偿情况下，当开关柜合闸并入电网后，该补偿电路为常用在线补偿电路，其余补偿电路作为增加补偿容量的扩充电路，当不需要补偿时，开关柜可断开，使整个补偿装置不再接入电网。

本实施例未述部分与实施例1相同。

Claims

1、35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置，包括有一开关柜，其特征在于，还包括有相互并联的复数个电容补偿电路和与该复数个电容补偿电路对应电连接的负荷开关，该复数个负荷开关分别与开关柜电连接，并通过该开关柜连接到电网中。

2、根据权利要求1所述的35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置，其特征在于，复数个电容补偿电路中的电容容量按总额定容量进行按需配比，也可以按等量间隔均分配比。

3、根据权利要求2所述的35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置，其特征在于，共有三个电容补偿电路，分别按总容量的33.3％、33.3％、33.3％进行配比。

4、根据权利要求2所述的35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置，其特征在于，共有四个电容补偿电路，均按总额定容量的25％配比。

5、根据权利要求2所述的35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置，其特征在于，共有三个电容补偿电路，分别按总容量的25％、25％、50％进行配比。

6、根据权利要求1所述的35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置，其特征在于，复数个电容补偿电路中，有一个电容补偿电路所连接的负荷开关为常闭开关，或者该电容补偿电路直接通过开关柜与电网电连接。

7、根据权利要求6所述的35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置，其特征在于，常用在线的补偿电路应为所有补偿电路中容量最低的电路。

8、根据权利要求1所述的35kV及以上电压等级变电站10kV母线用电容器无功补偿装置，其特征在于，还包括有一自动控制装置，其包括有取样装置、比较装置、基准装置以及驱动装置，取样装置与电网连接，驱动装置与负荷开关驱动连接，取样装置取样电网无功参数，并送入比较装置，比较装置将所取样的数据与基准装置中的基准值进行比较，当比较值超过或低于基准值一定范围时，将发送控制信号给驱动装置，并通过驱动装置控制负荷开关的投入和切断。