CN104810837A - 一体化多级补偿单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电容器领域，具体而言，涉及一种一体化多级补偿单元。其包括油箱、瓷瓶、投切开关、电抗器和电容器；瓷瓶设置在油箱的上方；投切开关、电抗器和电容器均设置在油箱内；投切开关、电抗器和电容器均为多个集成设置；电抗器和电容器设置在投切开关的下方；电抗器和电容器间隔设置；投切开关、电抗器和电容器依次连接形成多个回路。本发明提供的一体化多级补偿单元，将投切开关、电抗器和电容器集成设置在同一个油箱内，在不影响电热补偿的前提下，实现了减小整体多级补偿装置的体积，降低了整个装置的生产成本。

Description

一体化多级补偿单元

技术领域

本发明涉及电容器领域，具体而言，涉及一种一体化多级补偿单元。

背景技术

电力系统中无功功率的存在会使供电设备的利用率降低，供电线路损耗增加，大量的浪费电力能源，因此必须安装无功补偿装置。

定补电容器，无法根据负荷变化，自动投切电容器，容易出现过补偿，同样增加线损，降低供电设备利用率。因此目前均采用高压无功自动补偿装置来进行补偿。

目前高压无功补偿装置，以采用开关分组自动投切电容器的方式为主。另外还有TCR、MCR、STATCOM等动态补偿，但成本高，适合特定场合，且常用于35kV及以上系统，不是高压自动补偿的主流。

采用开关分组自动投切电容器的方式，目前的主要型式如图1所示，将相互分离的单套电容器3，电抗器4，放电线圈2，熔断器，投切开关1等安装在一套柜体内。由它们共同完成一级补偿单元的无功补偿功能。如果要实现多级补偿需按上述方案配置多套单级补偿单元。

现有的分组自动投切电容器的补偿单元，由5种以上分离元件构成，各元件单独设计，外观及绝缘型式也不同，外观不同由图1可知显而易见，绝缘有浇注成型的，有绝缘油浸渍的，型式不一。另外各元件均有自己的外壳。

各元件不同相间，例如投切开关的A相同B相间；不同带电体间，如电抗器带电部分同电容器壳间；带电体同柜体间都有空气中空间距离及爬电距离要求。例如室内安装的设备，10kV设备各元件不同相间要求最小空间距离125mm，室外安装的设备其要求为200mm，带电体同壳体网状遮拦户内要求为225mm，户外要求为300mm。爬电距离根据污秽等级要求，如Ⅳ级污秽等级，则需要爬电距离372mm以上。

现有技术方案，因为上述原因体积较大每级约为1200mm×1500mm×2300mm以上。各元件独立，成本高。小容量多级补偿装置，因单级电容器及电抗器需要求容量也较小，但因为上述方案多数元件外形并不随着容量减小而体积减小，绝缘距离也不跟随容量变化的变化而变化，因此，并不能显著地减少补偿单元体积，因而缺点更明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体化多级补偿单元，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供了一种一体化多级补偿单元，包括油箱、封闭油室、瓷瓶、投切开关、电抗器和电容器；

瓷瓶设置在油箱的上方；

投切开关设置在封闭油室内；

封闭油室、电抗器和电容器均设置在油箱内；

投切开关、电抗器和电容器均为多个集成设置；

电抗器和电容器设置在投切开关的下方；

电抗器和电容器间隔设置；

投切开关、电抗器和电容器依次连接形成多个电路回路。

进一步的，投切开关上连接有放电电阻；

放电电阻还连接电容器远离电抗器的一端。

进一步的，投切开关为双向开关；

双向开关的一端连通电容器，另一端连通放电电阻。

进一步的，放电电阻设置在封闭油室内。

进一步的，多个投切开关均固定设置在底板上。

进一步的，封闭油室上设置有油室压力释放阀。

进一步的，油箱上设置有油位计。

进一步的，油箱上设置有油箱压力释放阀。

进一步的，投切开关为多个一体化设置。

进一步的，油箱内设置有散热波纹片。

本发明提供的一体化多级补偿单元，将投切开关、电抗器和电容器集成设置在同一个油箱内，在不影响电热补偿的前提下，实现了减小整体多级补偿电容器的体积，降低了整个装置的生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一级补偿电容器的结构示意图；

图2为本发明一体化多级补偿单元的示意图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为图2的B-B剖视图；

图5为本发明一体化多级补偿单元的外形结构示意图；

图6为图5的侧视图；

图7为本发明一体化多级补偿单元的三级开关同相一体化结构示意图。

附图标记：

1：投切开关      2：放电线圈        3：电容器

4：电抗器        5：封闭油室        6：油箱

7：瓷瓶          8：底板            9：放电电阻连接端

10：电容器连接端 11：油室压力释放阀 12：油箱压力释放阀

13：油位计

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例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的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图所示，本发明提供了一种一体化多级补偿单元，包括油箱6、封闭油室5、瓷瓶7、投切开关1、电抗器4和电容器3；

瓷瓶7设置在油箱6的上方；

投切开关1设置在封闭油室5内；

封闭油室5、电抗器4和电容器3均设置在油箱6内；

投切开关1、电抗器4和电容器3均为多个集成设置；

电抗器4和电容器3设置在投切开关1的下方；

电抗器4和电容器3间隔设置；

投切开关1、电抗器4和电容器3依次连接形成多个回路。

将多级补偿电容器进行一体化设置，即将除瓷瓶7以外的所有零部件均安装在油箱6内，且将多个投切开关1集成，将多个电容器3和电抗器4集成，投切开关1、电抗器4和电容器3的数量相同，此时，就能够将整个一体化多级补偿单元的体积大大的缩小，同时减少了箱体的存在，大大的降低了生产成本。

将投切开关1设置在封闭油室5内，在投切开关1进行动作时产生的炭化物质不会进入到电容器3及电抗器4所在的位置，也就不会影响到电容器3和电抗器4的工作效率以及使用寿命。

此时，将封闭油室5设置在油箱6内部的上部，电容器3和电抗器4设置在封闭油室5的下方，通过邮箱内的油液进行浸泡。

在集成时，可以是一排投切开关1集成，一排电抗器4集成，一排电容器3集成，之后将电抗器4、电容器3和投切开关1进行逐一的串联，形成多个回路，对实现对电容的多级补偿。这样的设置方式是集成方式简单，生产工艺方便。

还可以是将电抗器4和电容器3间隔设置为两排，再与投切开关1进行串联，形成多个回路。这样的设置方式能够最大程度的减少集成后的体积，进一步减小整个一体化多级补偿单元的体积。

优选的实施方式为，投切开关1上连接有放电电阻；

放电电阻还连接电容器3远离电抗器4的一端。

在投切开关1上设置放电电阻，可以使投切开关1具有了电容器3投切以及电容器3放电的功能。在电容器3断电后，可以将放电电阻与电容器3形成回路，进而对电容器3进行放电。

需要指出的是，为电容器3放电的装置可以是放电电阻，但不仅仅局限于放电电阻，其还可以是其他如放电线圈等，只要能够对电容器3进行放电即可。

优选的实施方式为，投切开关1为双向开关；

如图3所示，双向开关的一端为电容器连接端10，其与电容器3连接，另一端为放电电阻连接端9，其与放电电阻连接。

将投切开关1设置为双向开关，其一端与电抗器4连接，另一端与放电电阻连接，电抗器4的另一端与放电电阻的另一端均与电容器3连接，实现电抗器4与放电电阻并联，通过双向开关实现电抗器4和放电电阻只有一个在回路中，进而实现对电容器3进行充电或放电的功能。

双向开关可以是扳动开关，也可以是滑动开关等，其只要能够实现双向开关的功能，能够使电路中只有电抗器4或放电电阻即可。

优选的实施方式为，放电电阻设置在封闭油室5内。

将放电电阻也设置在封闭油室5内，可以通过封闭油室对放电电阻进行浸渍。

优选的实施方式为，多个投切开关1均固定设置在底板8上。

多个投切开关1均固定在底板8上，以三级补偿为例，设置有三个投切开关1，将投切开关1设置为一排固定设置在底板8上，通过底板8将三个投切开关1集成在一起。

将底板8设置在油箱6内，投切开关1和底板8一同浸油即可。

优选的实施方式为，封闭油室5上设置有油室压力释放阀11。

在封闭油室5内设置油室压力释放阀11可以在封闭油室5内的压力过大时，能够通过打开油室压力释放阀11进行释放压力。

油室压力释放阀11可以是压力开关，即在封闭油室5的压力达到预定压力时，压力开关开启，释放封闭油室5内的油液压力，在封闭油室5的压力小于预定压力时，压力开关闭合，进而保证封闭油室5的密封性。

优选的实施方式为，油箱6上设置有油位计13。

在油箱6上设置油位计13，可以通过油位计13观察油箱6内的油液量，当油液过少时，能够及时对油箱6内的油液进行补充，以保证电容器3和电抗器4能够得到足够的浸渍。

油位计13有许多种，如管式油位计13、浮标式油位计13等，本实施例中采用了管式油位计13对油箱6内的液位进行观察。

优选的实施方式为，油箱6上设置有油箱压力释放阀12。

在油箱6上设置油箱压力释放阀12，同封闭油室5上设置的油室压力释放阀11的作用和效果一样，同时也可以使用压力开关作为油箱压力释放阀12。

优选的实施方式为，投切开关1为多个一体化设置。

优选的实施方式为，油箱6内设置有散热波纹片。

在油箱6内设置散热波纹片，可以对油箱6内的油温进行散热降温，避免了电容器3和电抗器4以及放电电阻在工作时对油液进行加热，而加快油液的挥发，进而增加油箱6内的压力。当油箱6内的压力达到一定值时，被油箱压力释放阀12释放，此时就会减少油箱6内的油液量，进而在多次释放压力后，就会影响到电容器3和电抗器4的浸渍效果。

本发明还可以这样理解，多级补偿以三级自动补偿装置为例，为了小型化将三级投切开关1共同分布在一个开关安装底板8上，另外三级开关的每相静触头也设计成为一体化。从有效地小型化了多级投切开关1。

将三级投切开关1小型一体化设计的同时也将三级电容器3放电用的放电电阻集中安装在了此开关上，放电电阻完成了传统放电线圈的主要功能。从而使本开关具有了三级电容器3投切及三级电容器3放电的功能。另外将上述开关单独封闭在一个油室内，开关动作时产生的炭化物质不能进入电容器3及电抗器4所在区域。

将多组电容器3和电抗器4及具有单独封闭油室5带放电电阻的多级投切开关1放置在同一个油箱6内，油箱6配有散热波纹片以及高压出线瓷瓶7、多级开关单独的油室压力释放阀11、整个油箱6的油位计13及油箱压力释放阀12，从而完成了多级自动补偿的功能其整体外观如图5和图6所示：

上述多级小型一体化高压无功补偿单元发明，同原分离元件单级电容器3补偿单元多级组合相比，以三级补偿，每级补偿100kvar为例，本发明补偿单元外型尺寸约为：700mm×1300mm×1250mm，而三级现有补偿装置的尺寸约为：3600mm×1500mm×2300mm，本发明三级补偿尺寸不到现有单级补偿1200mm×1500mm×2300mm尺寸，因此本发明极大地减小了设备的体积，还因本设计的小型化及一体化设计节省了独立元件的单独绝缘结构及外壳，从而极大地节约了成本。本例中本发明成本仅为原设计1/2-1/3左右，成本设备分级越多，单级容量分级越小优势越明显。

本发明仅以三级补偿为例阐述了多级小型一体化高压无功补偿单元，本发明还可将方案延伸为单级补偿，两级补偿，四级补偿等，根据级数的不同可能修改带过渡电阻的三级投切开关1为其它单板布置多级开关的方式，也可能修改开关静端为其它级数的一体化。发明中单元也可能仅一体化了一部分元件，或根据需要集合在本发明单独油室或油箱6内放置了其它补偿所需元件，也应看做本发明替代。

本发明提供的一体化多级补偿单元，将投切开关1、电抗器4和电容器3集成设置在同一个油箱6内，在不影响电热补偿的前提下，实现了减小整体多级补偿电容器的体积，降低了整个装置的生产成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种一体化多级补偿单元，其特征在于，包括油箱、封闭油室、瓷瓶、投切开关、电抗器和电容器；

所述瓷瓶设置在所述油箱的上方；

所述投切开关设置在所述封闭油室内；

所述封闭油室、所述电抗器和所述电容器均设置在所述油箱内；

所述投切开关、所述电抗器和所述电容器均为多个集成设置；

所述电抗器和所述电容器设置在所述投切开关的下方；

所述电抗器和所述电容器间隔设置；

所述投切开关、所述电抗器和所述电容器依次连接形成多个电路回路。

2.根据权利要求1所述的一体化多级补偿单元，其特征在于，所述投切开关上连接有放电电阻；

所述放电电阻还连接所述电容器远离所述电抗器的一端。

3.根据权利要求2所述的一体化多级补偿单元，其特征在于，所述投切开关为双向开关；

所述双向开关的一端连通所述电容器，另一端连通所述放电电阻。

4.根据权利要求3所述的一体化多级补偿单元，其特征在于，所述放电电阻设置在所述封闭油室内。

5.根据权利要求1所述的一体化多级补偿单元，其特征在于，多个所述投切开关均固定设置在底板上。

6.根据权利要求1所述的一体化多级补偿单元，其特征在于，所述封闭油室上设置有油室压力释放阀。

7.根据权利要求1所述的一体化多级补偿单元，其特征在于，所述油箱上设置有油位计。

8.根据权利要求1所述的一体化多级补偿单元，其特征在于，所述油箱上设置有油箱压力释放阀。

9.根据权利要求1所述的一体化多级补偿单元，其特征在于，所述投切开关为多个一体化设置。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一体化多级补偿单元，其特征在于，所述油箱内设置有散热波纹片。