CN102104359A

CN102104359A - 一种交流有级可控单相/三相并联电抗器

Info

Publication number: CN102104359A
Application number: CN2009102485769A
Authority: CN
Inventors: 钟俊涛; 安振; 章海庭
Original assignee: TBEA Shenyang Transformer Group Co Ltd
Current assignee: TBEA Shenyang Transformer Group Co Ltd
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2011-06-22

Abstract

本发明涉及一种交流有级可控单相/三相并联电抗器，具有主电抗器、分级电抗器、检测单元以及中央控制器，其中主电抗器为单相或三相形式，其一次线圈直接接到电力网络中，二次线圈并联一个或多个分级电抗器，每个分级电抗器分别具有控制其投入、切断的控制部分；检测单元的输入端接有电力网路及主电抗器的相关参数信息，输出端与中央控制器相连；中央控制器的控制端连接各分级电抗器的控制部分。本发明将分级电抗器设计成与主电抗器二次线圈并联方式，调节容量范围可以多组合，调节方便，响应速度快；具有普通电抗器的所有功能和特性，将更多的谐波隔离，减少对电网的影响；主电抗器的短路阻抗可以设计成小于100％。

Description

一种交流有级可控单相/三相并联电抗器

技术领域

本发明涉及一种用于电力输电线路中的电抗器，具体的说是一种交流有级可控单相/三相并联电抗器。

背景技术

随着超高压和特高压电网建设和发展，对于较长的输电线路，为了限制工频和操作过电压、需要在线路上配置高压并联电抗器，但常规的高压并联电抗器不可调节的固有特性，容易造成输变电系统电压降低，影响电网安全稳定水平和电能质量，限制了线路输送能力。

发明内容

针对现有技术中存在的常规高压并联电抗器不可调节，影响电网安全稳定水平和电能质量的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种用于实现电网柔性交流输电技术的交流有级可控单相/三相并联电抗器。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种交流有级可控单相并联电抗器具有主电抗器、分级电抗器、检测单元以及中央控制器，其中主电抗器为单相形式，其一次线圈直接接到电力网络中，二次线圈并联一个或多个分级电抗器，每个分级电抗器分别具有控制其投入、切断的控制部分；检测单元的输入端接有电力网路及主电抗器的相关参数信息，输出端与中央控制器相连；中央控制器的控制端连接各分级电抗器的控制部分。

所述每个分级电抗器的控制部分包括断路器、晶闸管组件以及隔离开关，其中隔离开关和晶闸管组件串联后与断路器并联，再接入该分级电抗器所在的并联支路中；断路器、隔离开关以及晶闸管组件的控制端分别与中央控制器的输出端相连。

当主电抗器的短路阻抗小于100％，在主电抗器二次线圈与各分级电抗器的并联节点之间还设有附加电抗器。

本发明交流有级可控三相并联电抗器，具有主电抗器、分级电抗器、检测单元以及中央控制器，其中主电抗器为三相形式，其三相一次线圈为“Y”接，直接接到电力网络中，中性点短接后直接接地，三相二次线圈分别并联一个或多个分级电抗器，每个分级电抗器分别与控制其投入、切断的控制部分相连；二次侧各相闭合连接，末端直接接地。

所述每个分级电抗器的控制回路包括断路器、晶闸管组件以及隔离开关，其中隔离开关和晶闸管组件串联后与断路器并联，再接入该分级电抗器的并联支路中；断路器、隔离开关以及晶闸管组件的控制端分别与中央控制器的输出端相连。

当主电抗器的短路阻抗小于100％，在每相的主电抗器二次线圈与各分级电抗器的并联节点之间还设有附加电抗器。

本发明与现有技术相比，无论是在单相并联电抗器还是三相并联电抗器，电网中采用本发明具有以下优点：

1.本发明将分级电抗器设计成并联方式，调节容量范围可以多组合，调节方便，响应速度快；

2.本发明具有普通电抗器的所有功能和特性，无谐波产生，噪声低、振动低，安全可靠性高；

3.本发明将更多的谐波隔离，减少对电网的影响；

4.本体短路阻抗可以设计成小于100％。

附图说明

图1为本发明结构原理示意图；

图2为本发明交流有级可控单相并联电抗器电气原理图；

图3为本发明交流有级可控三相并联电抗器电气原理图。

具体实施方式

实施例1

本发明包括交流有级可控单相并联电抗器和交流有级可控三相并联电抗器两种形式，其中交流有级可控单相并联电抗器具有主电抗器和分级电抗器，其中主电抗器为单相形式，其一次线圈直接接到电力网络中，二次线圈并联一个或多个分级电抗器，每个分级电抗器分别具有控制其投入、切断的控制部分。

所述每个分级电抗器的控制部分包括断路器、晶闸管组件以及隔离开关，其中隔离开关和晶闸管组件串联后与断路器并连，再接入该分级电抗器所在的并联支路中，断路器、隔离开关以及晶闸管组件的控制端分别与中央控制器4的输出端相连。

上述高阻抗单相变压器型主电抗器与二次侧并接的一个或多个分级电抗器，可以共装在一个油箱内构成可控电抗器的本体，也可以设计成主电抗器与分级电抗器分别放置。

如图1所示，本发明快速响应的交流有级可控电抗器的主体部分1浸渍于油箱内，主体部分1由三个单相的高阻抗式变压器5组成，每个单相高阻抗式变压器5至少含有两个线圈，其中一次线圈直接接在网路上，二次绕组连接到辅助电抗器单元2，该辅助电抗器单元2具有分级电抗器、断路器、晶闸管组件部分，检测单元3通过采集网路及主体的相关参数信息传送到中央控制器4，中央控制器4根据内部指令发出控制调节辅助电抗器单元的隔离开关、断路器的开合等相关信息，实现分级电抗器在不同容量状态下的投切，即实现可控电抗器主体分级电抗或容量的自动控制动态调节特性。

电抗器容量的调节是根据系统补偿容量的需求情况以及系统的运行工况等因素来调节电抗器的容量；自动控制是由中央控制器根据系统需要作出决策并向晶闸管控制装置及断路器发出指令，控制装置按设定好的逻辑控制进行自动控制，实现电抗器容量的自动调节。

具有上述结构的交流有级可控单相并联电抗器阻抗可以设计成接近100％。若主电抗器的短路阻抗设计成小于100％，可以在主电抗器二次线圈与各分级电抗器的并联节点a之间增加附加电抗器L，解决本体短路阻抗小问题。

本实施例的电气结构如图2所示，每相交流有级可控并联电抗器具有一个高阻抗单相变压器型主电抗器和三个分级电抗器，高阻抗单相变压器型主电抗器的一次线圈A-X直接接在电力网络中，二次线圈a-x并接有多个分级电抗器，本实施例为三个，即第1～3分级电抗器XK1、XK2、XK3，其中第1(2、3)分级电抗器XK1(XK2、XK3)串联有第1(2、3)断路器D1(D2、D3)；第1(2、3)晶闸管组件TK1(TK2、TK3)、第1(2、3)隔离开关K1(K2、K3)串联，第1(2、3)晶闸管组件TK1(TK2、TK3)与第1(2、3)隔离开关K1(K2、K3)串联后与第1(2、3)断路器D1(D2、D3)并联，节点为a1(a2、a3)，节点为a1(a2、a3)与x之间即为并联连接的第1(2、3)断路器D1(D2、D3)和第1(2、3)晶闸管组件TK1(TK2、TK3)，而a1(a2、a3)点与a点之间则为第1((2、3)分级电抗器XK1(XK2、XK3)。同时晶闸管组件TK、隔离开关K串联后与断路器D并联、接入a点与x点之间。

分级电抗器的投切是通过控制器控制各部分的断路器和晶闸管组件的投入或断开组合来实现。

隔离开关K和第1～3隔离开关K1、K2、K3在正常运行时一直处于合闸状态，同时，通过晶闸管组件TK和第1～3晶闸管组件TK1、TK2、TK3之间的不同组合切换可以实现可控并联电抗器更多容量的分级调节，以调节范围25-100％为例，其控制过程如下：

交流有级可控单相并联电抗器调节容量控制表举例：

其中：×-----表示断开；○-----表示合闸导通。

本实施例的控制过程如下：

整个装置要求设置有逻辑控制程序，分级电抗器每组动作次序为：合闸时，先开通晶闸管组件，后合闸断路器；断开时，先断开断路器，后关闭晶闸管组件，以提高可控并联电抗器的容量切换快速响应。三相控制时并设置三相电气联动装置，通过电动控制，实现三相同步动作。整个装置能就地控制，也能远方控制，能手动控制也能自动控制。也就是说整个装置内设置有指令信号和逻辑控制功能，当接到外部发来的信号时(就地发来或由中央控制系统发来)，根据信号的要求，合闸或开断任意断路器和晶闸管组件，以实现系统对电抗器容量调节的要求。

实施例2

与实施例1的不同之处在于：本发明为交流有级可控三相并联电抗器，具有主电抗器和分级电抗器，其中主电抗器为三相形式，其三相一次线圈为“Y”接，直接接到电力网络中，中性点短接后经小电抗器接地或直接接地；三相二次线圈中，每相二次线圈分别并联一个或多个分级电抗器，每个分级电抗器分别与控制其投入、切断的控制部分相连；二次侧各相闭合连接，末端直接接地。

所述每个分级电抗器的控制回路包括断路器、晶闸管组件以及隔离开关，其中隔离开关的常开接点和晶闸管组件串联后与断路器的常开接点并联，再接入该分级电抗器的并联支路中；

如图3所示，本实施例中，主电抗器为高阻抗三相变压器型主电抗器，其一次线圈为主线圈，三相连接成“Y”接，直接接到网路上，中性点短接后经小电抗器L0接地或直接接地，二次线圈每相分别并联有一个或多个分级电抗器，每个分级电抗器分别并联有断路器、串联连接的晶闸管组件和隔离开关，二次侧各相闭合连接，末端直接接地。

本实施例中，A相二次侧第1～3分级电抗器为XK1′～XK3′，第1～3断路器为D1′～D3′，第1～3晶闸管组件为TK1′～TK3′、第1～3隔离开关为K1′～K3′；B相二次侧第1～3分级电抗器为XK1″～XK3″，第1～3断路器为D1″～D3″，第1～3晶闸管组件为TK1″～TK3″、第1～3隔离开关为K1″～K3″；C相二次侧第1～3分级电抗器为XK1″′～XK3″′，第1～3断路器为D1″′～D3″′，第1～3晶闸管组件为TK1″′～TK3″′、第1～3隔离开关为K1″′～K3″′。

同时A(B和C)相晶闸管组件TK′(TK″和TK″′)、隔离开关K′(K″和K″′)串联后与断路器D′(D″和D″′)并联、接入a(b和c)点与x(y和z)点之间。

同理，若电抗器的短路阻抗设计成小于100％，可以在二次线圈各相的短路回路中串联一附加电抗器，解决本体短路阻抗小问题。即在三相主电抗器的每相二次线圈中与各分级电抗器的并联节点a(b、c)与x(y、z)之间还设有A(B、C)分级电抗器L′(L″、L″′)。

Claims

1.一种交流有级可控单相并联电抗器，其特征在于：具有主电抗器(1)、分级电抗器(2)、检测单元(3)以及中央控制器(4)，其中主电抗器(1)为单相形式，其一次线圈直接接到电力网络中，二次线圈并联一个或多个分级电抗器，每个分级电抗器分别具有控制其投入、切断的控制部分；检测单元(3)的输入端接有电力网路及主电抗器(1)的相关参数信息，输出端与中央控制器(4)相连；中央控制器(4)的控制端连接各分级电抗器(2)的控制部分。

2.按权利要求1所述的交流有级可控单相并联电抗器，其特征在于：

所述每个分级电抗器的控制部分包括断路器、晶闸管组件以及隔离开关，其中隔离开关和晶闸管组件串联后与断路器并联，再接入该分级电抗器所在的并联支路中；断路器、隔离开关以及晶闸管组件的控制端分别与中央控制器(4)的输出端相连。

3.按权利要求1所述的交流有级可控单相并联电抗器，其特征在于：

当主电抗器(1)的短路阻抗小于100％，在主电抗器二次线圈与各分级电抗器的并联节点之间还设有附加电抗器。

4.一种交流有级可控三相并联电抗器，其特征在于：具有主电抗器(1)、分级电抗器(2)、检测单元(3)以及中央控制器(4)，其中主电抗器(1)为三相形式，其三相一次线圈为“Y”接，直接接到电力网络中，中性点短接后直接接地，三相二次线圈分别并联一个或多个分级电抗器，每个分级电抗器分别具有控制其投入、切断的控制部分；二次侧各相闭合连接，末端直接接地。

5.按权利要求4所述的交流有级可控三相并联电抗器，其特征在于：

所述每个分级电抗器的控制回路包括断路器、晶闸管组件以及隔离开关，其中隔离开关和晶闸管组件串联后与断路器并联，再接入该分级电抗器的并联支路中；断路器、隔离开关以及晶闸管组件的控制端分别与中央控制器(4)的输出端相连。

6.按权利要求4所述的交流有级可控三相并联电抗器，其特征在于：

当主电抗器(1)的短路阻抗小于100％，在每相的主电抗器二次线圈与各分级电抗器的并联节点之间还设有附加电抗器。