CN102088189A - 线路晶闸管投切电容动态无功补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种线路晶闸管投切电容动态无功补偿装置，包括晶闸管投切电容器组、外部电流互感器、可编程控制器和输出变压器，晶闸管投切电容器组和外部电流互感器均与可编程控制器连接，晶闸管投切电容器与输出变压器串联，外部电流互感器和输出变压器均与电力系统并联连接。本发明将低压动态无功补偿和升压输出变压器技术结合起来，工作状态完全自动进行，确保投切电容器无冲击、无涌流、无过渡过程，能够有效改善线路电力质量，节约能源、净化供用电环境；提高了功率因数，节约电费；解决了供电电压三相平衡和无功问题。

Description

线路晶闸管投切电容动态无功补偿装置

技术领域

本发明涉及一种用于改善输电线路电能质量的无功补偿装置，属于电能质量控制技术领域。

背景技术

谐波与电磁干扰、功率因数降低已并列为电力系统的三大公害，当电网的电能质量被干扰或污染，达不到电能质量标准时，就要针对性的对电能质量进行改善。电能质量问题又可分为电压质量和电流质量两个大的方面。电压质量问题是指会影响用户设备正常运行的不理想的系统电压，包括电压的闪变、瞬时过电压、谐波畸变、各相电压不平衡等情况；电流质量问题是指电力电子设备等非线性负荷给电网带来的电流畸变，包括流入电网的谐波电流，以及无功、不平衡负荷电流、低频负荷变化造成的闪烁等。功率因数低造成的危害有：增加了线路上的电压损失，降低了电压质量；降低发、供电设备的有效利用率；增加部分企业的电费支出，加大生产成本；增加供电线路的损失，而为了减少损失则必须增大供电线路的导线截面，增加投资。

目前，国内大量应用的10kV配电线路无功补偿装置多数是整组人工投切方式，这类装置只能做到高负荷时投入、低负荷时切除，不能随着负荷的变化以及对无功功率的需求及时自动进行相应的调整，更不能实现电压无功补偿综合自动调节。由于是人工操作，有可能造成无功功率的欠补和过补。欠补偿会影响电能质量增加损耗，而过补偿即无功倒送也会影响电能质量增加损耗。一般为防止过补偿通常装设容量较小，从而使线路长期处于欠补状态，因此整组补偿的精度低。另外，用电负荷经常变动的工矿企业，以及对无功需求不断变化的场合，均需要有自动调节装置来实现动态电压控制和无功补偿。然而，现有电网的综合自动控制还不能很好地满足无功功率自动补偿的特殊要求。

现在的趋势是采用电力电子装置进行动态无功补偿，最常用的就是晶闸管投切电容器补偿，一种迅速动态补偿无功的新型电力电子装置，能对无功进行快速跟踪补偿。

发明内容

本发明针对现有电网无功功率自动补偿技术存在的不足，提供一种能够对无功进行快速跟踪补偿的线路晶闸管投切电容动态无功补偿装置。

本发明的线路晶闸管投切电容动态无功补偿装置采用以下技术方案：

该线路晶闸管投切电容动态无功补偿装置包括晶闸管投切电容器组、外部电流互感器、可编程控制器和输出变压器，晶闸管投切电容器组和外部电流互感器均与可编程控制器连接，晶闸管投切电容器与输出变压器串联，外部电流互感器和输出变压器均与电力系统并联连接；通过外部电流互感器采集电力系统的电流及电压信号，可编程控制器将采集到的电力系统无功电流值与整定值比较，当可编程控制器检测到的电力系统无功电流超过整定值时，自动判断出晶闸管投切电容器组中需投电容器组的级数，可编程控制器对指定晶闸管投切电容器组输出触发信号，使之导通投入运行，输出变压器将低压补偿转换为高压补偿，从而对高压输电线路进行补偿，当负载无功电流值低于整定值时，可编程控制器发出控制信号，晶闸管投切电容器组退出工作。

本发明将低压动态无功补偿和升压输出变压器技术结合起来，工作状态完全自动进行，确保投切电容器无冲击、无涌流、无过渡过程，能够有效改善线路电力质量，节约能源、净化供用电环境；提高了功率因数，节约电费；解决了供电电压三相平衡和无功问题。

附图说明

附图是本发明线路晶闸管投切电容动态无功补偿装置的结构原理示意图。

其中：1、晶闸管投切电容器组，2、输出变压器，3、外部电流互感器，4、可编程控制器。

具体实施方式

如附图所示，本发明的线路晶闸管投切电容动态无功补偿装置包括晶闸管投切电容器组1、外部电流互感器3、可编程控制器4和输出变压器2，晶闸管投切电容器组1和外部电流互感器3均与可编程控制器4连接，晶闸管投切电容器1与输出变压器2串联，外部电流互感器3和输出变压器2均与电力系统并联连接。

通过外部电流互感器3采集电力系统的电流及电压信号，可编程控制器4将采集到的电力系统无功电流值与整定值比较，当可编程控制器4检测到的负载无功电流超过整定值时，自动判断出晶闸管投切电容器组1中需投电容器组的级数，可编程控制器4对指定晶闸管投切电容器组1输出触发信号，使之导通投入运行，当负载无功电流值低于整定值时，可编程控制器4发出控制信号，晶闸管投切电容器组1退出工作。

根据线路的基本固定的无功负荷设计无功定补容量，对可变无功进行自动跟踪补偿，通过可编程控制器4自动检测，以电力系统线路电压、无功功率为判定依据实现对线路无功功率的自动跟踪，改变线路的无功潮流分布，减少线路的有功损耗和电压损失，增加线路和输出变压器2输送有功功率的能力，提高供电线路末端的电压，改善线路的供电质量，提高线路出口的功率因数。该装置可以自行判断、分析，通过时间、电压、时间电压、无功功率和电压无功五种控制方式，实现高压并联电容组的自动投切。同时本装置还具备完善的保护功能，具有电容器过流速断保护、过流保护、过电压保护、欠电压保护、电容器延时保护、缺相保护、拒动保护和日动作次数限制等功能，还具有有线和无线通讯功能。

本发明的线路晶闸管投切电容动态无功补偿装置具有以下特点：

1.高速实时的补偿功能：因为速度非常快，最快能达到20ms，速度非常理想。

2.没有投入涌流：因为投入时是在两端电压完全相等ΔV＝0的状态下合上去，所以没有涌流存在。

3.切离没有暂态电流：因为切离的时候是在电流波形通过零点的时候瞬间切离，所以不会有暂态电流的存在。

4.高速的投切性能：因为没有如同一般电容器放电的需要，所以可以随时依需求再合再分，完全没有时间限制。比如说使用传统的接触器时，如要它脱离后再合的时间一般要一分钟以上，而这个晶闸管的设计可以设定在0.1秒，也就是说在0.1秒以后又可以重新投入使用。

5.延长电容器的使用寿命：因为电容器在合分时是如此地平顺，所以没有遭到弧光的伤害，对它的绝缘来讲完全没有损害，所以使用寿命比一般的电容器长了好几倍。

Claims (1)

1.一种线路晶闸管投切电容动态无功补偿装置，包括晶闸管投切电容器组、外部电流互感器、可编程控制器和输出变压器，其特征是：晶闸管投切电容器组和外部电流互感器均与可编程控制器连接，晶闸管投切电容器与输出变压器串联，外部电流互感器和输出变压器均与电力系统并联连接；通过外部电流互感器采集电力系统的电流及电压信号，可编程控制器将采集到的电力系统无功电流值与整定值比较，当可编程控制器检测到的电力系统无功电流超过整定值时，自动判断出晶闸管投切电容器组中需投电容器组的级数，可编程控制器对指定晶闸管投切电容器组输出触发信号，使之导通投入运行，输出变压器将低压补偿转换为高压补偿，从而对高压输电线路进行补偿，当负载无功电流值低于整定值时，可编程控制器发出控制信号，晶闸管投切电容器组退出工作。