CN105226657B - 一种用于配电网低电压治理的串并联综合补偿装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于配电网低电压治理的串并联综合补偿装置，包括：串联补偿模块，设于主回路中，并与主回路中的快速真空开关连接；并联补偿模块，通过真空接触器与主回路连接；控制器，分别与快速真空开关和真空接触器连接，用于根据配电网系统末端电压及负荷，通过快速真空开关和真空接触器控制串联补偿模块和并联补偿模块工作。与现有技术相比，本发明同时配置了串联补偿模块和并联补偿模块，根据系统的需求对串联和并联电容器回路进行综合控制，不但能改变线路电抗，而且还能改变系统的无功潮流，同时还可以吸收谐波，使装置的调压能力和调压范围大大增强。

Description

一种用于配电网低电压治理的串并联综合补偿装置
技术领域
本发明涉及配电网低电压治理领域，尤其是涉及一种用于配电网低电压治理的串并联综合补偿装置。
背景技术
合格的电压质量既是用电客户生产生活的需要，也是供电企业保证电网安全、可靠和经济运行的重要条件，配电网是直接向用电客户供电的电力网络。电压质量尤为重要，尤其是当供电半径超过合理的长度时，线路电压损失太大，末端电压太低，呈现出负荷大，线路长，充电功率较大的特点，如果进行线路改造，工程造价较高且工期较长，工作量较大；采用传统的单纯并联补偿对低功率因数负载效果较好，当功率因数较高时容易过补偿，且调节手段单一，调节范围有限，已经难以满足安全用电的要求；单一装设串联电容器后可以减小线路阻抗，相当于减小了供电半径，但由于受系统短路水平的制约，补偿度是有限制范围的，而且无法吸收负荷产生的谐波，当负荷增加，使电压超出了串联电容器的控制范围，或负荷的波动太大，单纯使用串联电容器不能起到好的效果。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于配电网低电压治理的串并联综合补偿装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于配电网低电压治理的串并联综合补偿装置，包括：
串联补偿模块，设于主回路中，并与主回路中的快速真空开关连接；
并联补偿模块，通过真空接触器与主回路连接；
控制器，分别与快速真空开关和真空接触器连接，用于根据配电网系统末端电压及负荷，通过快速真空开关和真空接触器控制串联补偿模块和并联补偿模块工作。
所述串联补偿模块包括相互串联的串联电容器和放电电抗器，所述控制器通过快速真空开关控制串联电容器的投退。
所述串联补偿模块还包括氧化锌避雷器，该氧化锌避雷器与串联电容器并联后与所述放电电抗器串联。
所述串联补偿模块还包括穿心式电流互感器，该穿心式电流互感器与所述串联电容器串联后与所述氧化锌避雷器并联。
所述并联补偿模块包括并联电容器、串联电抗器和放电线圈，所述并联电容器的一端通过真空接触器与主回路连接，另一端分别与串联电抗器和放电线圈接地，所述控制器通过真空接触器控制并联电容器的投退。
所述真空接触器和并联电容器之间设有电流互感器。
所述综合补偿装置还包括电压互感器，该电压互感器与真空接触器连接。
所述综合补偿装置还包括两个柱上隔离开关，所述串联补偿模块的两端通过两个柱上隔离开关设于主回路中，且所述并联补偿模块的一端依次通过真空接触器和一个柱上隔离开关与主回路连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)同时配置了串联补偿模块和并联补偿模块，根据系统的需求对串联和并联电容器回路进行综合控制，不但能改变线路电抗，而且还能改变系统的无功潮流，同时还可以吸收谐波，使装置的调压能力和调压范围大大增强，而且本装置经济、可靠性高、维护工作量小，特别适用于解决农网及配电网长线路、大负荷、低末端电压的问题。
2)放电电抗器在柱上隔离开关旁路时起放电作用，正常运行时还可以与串联电容器配合使用，故障时可以限制短路电流，而且不需要专门的放电回路，节省了布置及空间。
3)氧化锌避雷是电力系统目前实际运行效果最好的，可以吸收电力系统中的过电压，保护电力系统设备的绝缘，并且防止系统外部过电压对系统绝缘的损害。
4)穿心式电流互感器可以实现串联电容器的主保护采用电流不平衡保护。
5)放电线圈解决了投切频繁时的放电问题。
6)并联电容器支路与串联电容器支路共用一把隔离刀，节省了设备及空间，而且使串并联装置必须同时检修，增加了安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1、快速真空开关，2、柱上隔离开关，3、串联电容器，4、穿心式电流互感器，5、放电电抗器，6、氧化锌避雷器，7、电压互感器，8、真空接触器，9、电流互感器，10、放电线圈，11、并联电容器，12、串联电抗器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种用于配电网低电压治理的串并联综合补偿装置，如图1所示，包括：
串联补偿模块，设于主回路中，并与主回路中的快速真空开关1连接；
并联补偿模块，通过真空接触器8与主回路连接，其中，真空接触器8为具有开断容性电流能力的真空接触器8；
控制器，分别与快速真空开关1和真空接触器8连接，用于根据配电网系统末端电压及负荷，通过快速真空开关1和真空接触器8控制串联补偿模块和并联补偿模块工作，其中，控制器需要采集配电网系统电压和线路电流。
串联补偿模块包括相互串联的串联电容器3和放电电抗器5，放电电抗器5在柱上隔离开关2旁路时起放电作用，正常运行时还可以与串联电容器3配合使用，故障时可以限制短路电流，而且不需要专门的放电回路，节省了布置及空间，控制器则通过快速真空开关1控制串联电容器3的投退。
串联补偿模块还包括氧化锌避雷器6，该氧化锌避雷器与串联电容器3并联后与放电电抗器5串联。
串联补偿模块还包括穿心式电流互感器4，该穿心式电流互感器4与串联电容器3串联后与氧化锌避雷器6并联，穿心式电流互感器4可以实现串联电容器3的主保护采用电流不平衡保护。
并联补偿模块包括并联电容器11、串联电抗器12和放电线圈10，并联电容器11的一端通过真空接触器8与主回路连接，另一端分别与串联电抗器12和放电线圈10接地，控制器通过真空接触器8控制并联电容器11的投退。并联电容器采用放电线圈，解决了投切频繁时的放电问题，在控制器的协调作用下，可以较大幅度的改善末端电压和线路无功潮流，同时并联电容器11部分可以根据系统情况设计成专用来吸收谐波的滤波器，使电压波形也得到改善，
真空接触器8和并联电容器11之间设有电流互感器9。
综合补偿装置还包括电压互感器7，该电压互感器7与真空接触器8连接。
综合补偿装置还包括两个柱上隔离开关2，串联补偿模块的两端通过两个柱上隔离开关2设于主回路中，且并联补偿模块的一端依次通过真空接触器8和一个柱上隔离开关2与主回路连接。并联电容器支路与串联电容器支路共用柱上隔离开关2，节省了设备及空间，而且使串并联装置必须同时检修，增加了安全性。
本申请的综合补偿装置在使用时，根据系统参数及要求、负荷情况及电能质量状况确定串联电容器3和并联电容器11参数，且对系统进行谐波仿真，并决定串联电抗器的参数3。
负荷实际运行情况的控制策略根据系统分析计算给出，对于电压高低及负荷多少进行模式识别，并采取了减少投切震荡的措施。应用时，整套装置除快速真空开关1和柱上隔离开关2布置在柱上，其余设备都布置于柜内，并置于柱上，所有电抗器采用干式铁芯电抗器，以节省空间。串联电容器保护用氧化锌避雷器6应考虑故障情况下的吸收能量，可采用多柱并联，具体由研究仿真后决定。

Claims (5)

1.一种用于配电网低电压治理的串并联综合补偿装置，其特征在于，包括：
串联补偿模块，设于主回路中，并与主回路中的快速真空开关(1)连接，
并联补偿模块，通过真空接触器(8)与主回路连接，
控制器，分别与快速真空开关(1)和真空接触器(8)连接，用于根据配电网系统末端电压及负荷，通过快速真空开关(1)和真空接触器(8)控制串联补偿模块和并联补偿模块工作；
所述串联补偿模块包括相互串联的串联电容器(3)和放电电抗器(5)，所述控制器通过快速真空开关(1)控制串联电容器(3)的投退；
所述串联补偿模块还包括氧化锌避雷器(6)，该氧化锌避雷器与串联电容器(3)并联后与所述放电电抗器(5)串联；
所述综合补偿装置还包括两个柱上隔离开关(2)，所述串联补偿模块的两端通过两个柱上隔离开关(2)设于主回路中，且所述并联补偿模块的一端依次通过真空接触器(8)和一个柱上隔离开关(2)与主回路连接，
应用时，除快速真空开关(1)和柱上隔离开关(2)布置在柱上，其余设备都布置于柜内，并置于柱上，所有电抗器采用干式铁芯电抗器，以节省空间。
2.根据权利要求1所述的一种用于配电网低电压治理的串并联综合补偿装置，其特征在于，所述串联补偿模块还包括穿心式电流互感器(4)，该穿心式电流互感器(4)与所述串联电容器(3)串联后与所述氧化锌避雷器(6)并联。
3.根据权利要求1所述的一种用于配电网低电压治理的串并联综合补偿装置，其特征在于，所述并联补偿模块包括并联电容器(11)、串联电抗器(12)和放电线圈(10)，所述并联电容器(11)的一端通过真空接触器(8)与主回路连接，另一端分别与串联电抗器(12)和放电线圈(10)接地，所述控制器通过真空接触器(8)控制并联电容器(11)的投退。
4.根据权利要求3所述的一种用于配电网低电压治理的串并联综合补偿装置，其特征在于，所述真空接触器(8)和并联电容器(11)之间设有电流互感器(9)。
5.根据权利要求3所述的一种用于配电网低电压治理的串并联综合补偿装置，其特征在于，所述综合补偿装置还包括电压互感器(7)，该电压互感器(7)与真空接触器(8)连接。
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