CN104901321A - 一种长距离电缆输配电网电压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长距离电缆输配电网电压控制系统，包括电流互感器、可调电抗器、SVG变流器和检测控制组件，所述电流互感器用于把高压侧电流转换为标准二次电流；所述可调电抗器通过第一开关组件与负载并联在同一段母线上，用于在线路负荷低时，根据控制系统的命令进行无级感性无功功率调节；所述SVG变流器通过第二开关组件与负载并联在同一段母线上，用于根据检测控制组件提供的命令，发出感性或容性无功功率；所述检测控制组件用于检测电网、可调电抗器及SVG变流器的参数信息，通过对参数信息的实时处理，自动控制设备的运行。本发明具有结构简单、运行可靠、自动化程度高等优点。

Description

一种长距离电缆输配电网电压控制系统

技术领域

本发明主要涉及到电网输配电领域，特指一种适用于长距离电缆输配电网电压控制系统。

背景技术

目前，电网的输配电线路采用了大量的电缆。在交流电压作用下，电缆线路对电网进行容性无功充电，电压等级越高，电缆截面越大，线路越长，则无功充电功率越大。这种容性无功功率不仅使得电缆线路两端节点电压升高，由于无功功率在电网中流动，也将影响其他节点电压水平。

在低负荷时，电网整体电压较高，此时电缆线路的无功充电功率将进一步抬升电网电压水平，严重时会引起电压越限，影响电网的安全运行和设备的正常工作。对于这个问题，目前常用的方法是在电网线路并联电抗器来抑制电缆线路的无功充电功率。在低负荷时，这种方法可以较好的抑制电网电压抬升，但在线路负荷高时，负载消耗大量的无功功率，会严重降低线路的电压，由于并联电抗器的总容量是不变的，此时即使将电抗器退出运行，电网电压还是会低于正常水平。长距离电缆输配电网在轻载时容性无功一般都很大，过载时需要补偿的无功相对来说较小，如果单纯采用SVG来进行调节，技术难度很大，设备成本会很高，IGBT模块数量多，容易发生故障，另外过载时实际出力小，造成能力浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、运行可靠、自动化程度高的长距离电缆输配电网电压控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种长距离电缆输配电网电压控制系统，包括电流互感器、可调电抗器、SVG变流器和检测控制组件，所述电流互感器用于把高压侧电流转换为标准二次电流；所述可调电抗器通过第一开关组件与负载并联在同一段母线上，用于在线路负荷低时，根据控制系统的命令进行无级感性无功功率调节；所述SVG变流器通过第二开关组件与负载并联在同一段母线上，用于根据检测控制组件提供的命令，发出感性或容性无功功率；所述检测控制组件用于检测电网、可调电抗器及SVG变流器的参数信息，通过对参数信息的实时处理，自动控制设备的运行。

作为本发明的进一步改进：在可调电抗器与第一开关组件之间、SVG变流器与第二开关组件之间均设置有电压互感器，所述电压互感器用于把系统高电压按比例关系变换成标准二次电压，同时将高电压与电气工作人员隔离。

作为本发明的进一步改进：所述第一开关组件和第二开关组件均包括隔离开关和断路器，所述隔离开关用于承载正常回路条件下的电流、及在规定时间内异常条件下的电流，分闸后建立可靠的绝缘间隙，将设备或线路与电源用一个明显断开点隔开；所述断路器用于在正常运行时接通或断开电路，故障情况在继电保护装置的作用下迅速断开电路。

作为本发明的进一步改进：还包括微机保护组件，用于接收电压与电流保护信号，当信号异常时，向断路器发出跳闸指令，将故障部分从系统切除。

作为本发明的进一步改进：在所述可调电抗器上设置有可控硅阀组，用于实现对可调电抗器输出容量的无级控制。

作为本发明的进一步改进：在可调电抗器的线路上和SVG变流器的线路上均设置有避雷器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的长距离电缆输配电网电压控制系统，能根据不同的负载情况来控制电网的电压，使其保持在正常的范围内。本发明采用可调电抗器与SVG并联的电路结构，大容量可调电抗器技术成熟，成本相对较低，运行也可靠，在电网轻载时可抑制电压升高，SVG则主要用于电网重载时提高电网电压。

2、本发明的长距离电缆输配电网电压控制系统，可以自动控制电网电压在合理范围内，无需人工干预，可现实无人值守；本发明采用可控硅和IGBT电子开关，响应速度快，可实现从感性到容性无功的无级调节，实现投入时对系统的零冲击。

附图说明

图1是本发明在具体应用实例中的结构原理示意图。

图例说明：

1、隔离开关；2、断路器；3、电流互感器；4、避雷器；5、电压互感器；6、可控硅阀组；7、可调电抗器；8、SVG变流器；9、检测控制组件；10、微机保护组件。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明的长距离电缆输配电网电压控制系统，与负载并联在同一段母线上，包括电流互感器3、可调电抗器7、SVG变流器8、检测控制组件9，电流互感器3用于把高压侧电流转换为1A或5A的标准二次电流，供保护、计量、仪表装置使用；可调电抗器7通过第一开关组件与负载并联在同一段母线上，用于在线路负荷低时，根据控制系统的命令进行无级感性无功功率调节，抑制线路电压的升高；SVG变流器8通过第二开关组件与负载并联在同一段母线上，用于根据检测控制组件9提供的命令，发出感性或容性无功功率，在一定范围内既可以升高电压也可以降低电压。检测控制组件9用于检测电网、可调电抗器7及SVG变流器8的参数信息，通过对参数信息的实时处理，自动控制设备的运行。

在具体应用实例中，进一步在可调电抗器7与第一开关组件之间、SVG变流器8与第二开关组件之间均设置有电压互感器5，电压互感器5用于把系统高电压按比例关系变换成100V的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用，同时将高电压与电气工作人员隔离。

在具体应用实例中，第一开关组件和第二开关组件的组成相同，均包括隔离开关1和断路器2，隔离开关1用于承载正常回路条件下的电流、及在规定时间内异常条件（例如短路）下的电流，分闸后建立可靠的绝缘间隙，将设备或线路与电源用一个明显断开点隔开，以保证人员和设备的安全。断路器2用于在正常运行时接通或断开电路，故障情况在继电保护装置的作用下迅速断开电路。当线路负荷高时，线路电压降低，此时通过断开断路器2将并联电抗器退出运行。

在具体应用实例中，进一步包括微机保护组件10，用于接收电压与电流保护信号，当信号异常时，向断路器2发出跳闸指令，将故障部分从系统切除。

在具体应用实例中，进一步在可调电抗器7上设置有可控硅阀组6，用于实现对可调电抗器7输出容量的无级控制。

在具体应用实例中，进一步在可调电抗器7的线路上和SVG变流器8的线路上均设置有避雷器4，避雷器4用于释放雷电或系统操作过电压能量，保护电气设备免受瞬时过电压危害。

由上可知，本发明的长距离电缆输配电网电压控制系统，是与负载并联在同一段母线上，安装位置可以根据实际情况安装在电网首端、中部或者末端。通过实时检测电网的电压，根据实际情况提供容性或感性的无功功率，控制电网电压保持在合理的范围内。当系统或装置本体发生故障时，微机保护组件10发出跳闸指令，使装置从系统切除。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种长距离电缆输配电网电压控制系统，其特征在于，包括电流互感器（3）、可调电抗器（7）、SVG变流器（8）和检测控制组件（9），所述电流互感器（3）用于把高压侧电流转换为标准二次电流；所述可调电抗器（7）通过第一开关组件与负载并联在同一段母线上，用于在线路负荷低时，根据控制系统的命令进行无级感性无功功率调节；所述SVG变流器（8）通过第二开关组件与负载并联在同一段母线上，用于根据检测控制组件（9）提供的命令，发出感性或容性无功功率；所述检测控制组件（9）用于检测电网、可调电抗器（7）及SVG变流器（8）的参数信息，通过对参数信息的实时处理，自动控制设备的运行。

2.根据权利要求1所述的长距离电缆输配电网电压控制系统，其特征在于，在可调电抗器（7）与第一开关组件之间、SVG变流器（8）与第二开关组件之间均设置有电压互感器（5），所述电压互感器（5）用于把系统高电压按比例关系变换成标准二次电压，同时将高电压与电气工作人员隔离。

3.根据权利要求1或2所述的长距离电缆输配电网电压控制系统，其特征在于，所述第一开关组件和第二开关组件均包括隔离开关（1）和断路器（2），所述隔离开关（1）用于承载正常回路条件下的电流、及在规定时间内异常条件下的电流，分闸后建立可靠的绝缘间隙，将设备或线路与电源用一个明显断开点隔开；所述断路器（2）用于在正常运行时接通或断开电路，故障情况在继电保护装置的作用下迅速断开电路。

4.根据权利要求3所述的长距离电缆输配电网电压控制系统，其特征在于，还包括微机保护组件（10），用于接收电压与电流保护信号，当信号异常时，向断路器（2）发出跳闸指令，将故障部分从系统切除。

5.根据权利要求1或2所述的长距离电缆输配电网电压控制系统，其特征在于，在所述可调电抗器（7）上设置有可控硅阀组（6），用于实现对可调电抗器（7）输出容量的无级控制。

6.根据权利要求1或2所述的长距离电缆输配电网电压控制系统，其特征在于，在可调电抗器（7）的线路上和SVG变流器（8）的线路上均设置有避雷器（4）。