CN1738188A - 交流有级可控并联电抗器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交流可控并联电抗器装置。该可控电抗器本体由变压器型结构主电抗器和分级电抗器组成。其中一次线圈为主线圈，直接接到网路上；二次线圈为控制线圈，外接断路器和晶闸管控制装置；三次线圈为补偿线圈，外接滤波补偿装置，变压器型主电抗器与二次侧串接分级电抗器，共装在一个油箱内构成可控电抗器的本体。交流有级可控单相并联电抗器主要由高抗本体、断路器、晶闸管控制装置及中央控制器组成。具有普通电抗器所有功能和特性；调节方便，响应时间快；无谐波产生，噪音低，振动低，安全可靠性高；损耗较低；将谐波隔离，减少对电网影响。用于超高压和特高压电网，长距离输电电网上使用，优越性显得更为突出，有好的社会和经济效益。

Description

交流有级可控并联电抗器装置

技术领域

本发明涉及电力输电线路上用的电抗器，特别适用于交流有级可控单相或三相并联电抗器装置。

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，当线路输送功率接近自然功率或输送更大电力时，普通并联高抗不能调节和退出，造成系统电压降低，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

本发明的目的是提供一种结构简单，使用方便，动态补偿，实行柔性交流输电，保障电网安全、稳定、优质运行的有级可控并联电抗器。

本发明的另一发明目的是提供一种三相交流有级可控并联电抗器。

实现发明目的的第一技术方案是这样解决的：一种交流可控单相并联电抗器装置，交流有级可控单相并联电抗器装置又是由高抗本体、断路器、晶闸管控制装置及中央控制器三部分组成，其突出的实质性特点在于包括一次、二次甚至三次线圈的变压器型结构主电抗器和分级电抗器的可控电抗器，其中一次线圈为主线圈，直接接到电力网路上，二次线圈为控制线圈，外接断路器、晶闸管控制装置、串联连接有隔离开关；一次线圈直接接在电力网路上，二次线圈串接有至少两个或两个以上分级电抗器，每个分级电抗器分别并联有断路器、晶闸管装置和串联连接有隔离开关，上述变压器型主电抗器与二次侧串接的分级电抗器，共装在一个油箱内构成可控电抗器的本体。

一种交流有级可控三相并联电抗器装置，包括变压器型主电抗器和分级电抗器，其突出的实质性特点在于一次线圈为主线圈，三相联结成“Y”接，直接接到网路上，中性点短接后经小电抗器接地或直接接地，每相的二次侧分别串有分级电抗器，每个分级电抗器分别并联有断路器、晶闸管装置、和串联连接有隔离开关，二次侧各相闭合连接，末端直接接地。

整个装置包括有一个逻辑控制程序在内，其每组动作顺序为：合闸时，先开通晶闸管装置，后合闸断路器；断开时，先断开断路器，后关闭晶闸管装置，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。断路器(D)的控制也通过本装置来控制，整个装置能就地控制或远方控制，手动控制或自动控制，整个装置内设有指令信号和逻辑控制信号，当接到外部发来的信号时，按信号要求，合闸或断开任意断路器和晶闸管装置，整个装置设有接收远方信号端子接口、交，直流控制电源接线板。

本发明与现有技术相比，无论是在单相还是三相，电网中采用本装置有以下优点，1)具有普通电抗器的所有功能和特性；2)调节方便，响应时间快(毫秒级)；3)无谐波产生，噪音低，振动低，安全可靠性高；4)相对于其它类型可控并联电抗器，投资较低、总占地面积较少，便于电站的现场布置；5)将更多的谐波隔离，减少对电网的影响。本产品还可做成交流分级连续可控并联电抗器器或交流全连续可控并联电抗器。控制装置设有逻辑控制程序，可以就地控制，也可以远控；可以手动控制，也可以自动控制。任一级容量的调节都是一次直接到位，从指令发出到容量调节完毕，响应时间都是毫秒级，每组TK为双向导通，不设调节器，调节范围及级数：本产品空载时的容量为0％，调节范围及级数根据系统需要来设定，原则上不做限定，一般调节范围为25-100％，级数分为4级。即25％、50％、75％、100％或55-100％分4级即55％、70％、85％、100％。广泛用于超高压和特高压电网建设和发展，尤其是在长距离输电线路电网上使用，其优越性显得更为突出。根据系统无功补偿容量的需求以及系统的运行工况、故障情况等因素，由中央控制器采集信号，直接发送到控制装置和断路器，实现自动调节，从而提高输电能力，保持系统电压稳定，实行柔性交流输电，保障电网安全、稳定、优质运行的功能。

附图说明

图1为单相交流有级可控并联电抗器接线原理图；

图2为三相交流小电抗器接线原理图；

图3为图2的每相可控并联电抗器接线原理图。

具体实施方式

附图为本发明的实施例。

下面结合附图对发明的内容作进一步说明：

参照图1所示，本体由变压器型主电抗器和分级电抗器组成，一次线圈A-X直接接在网路上，二次线圈a-x串接有分级电抗器XK1、XK2、XK3，每个分级电抗器分别并联有断路器D、晶闸管装置TK、串联连接有隔离开关K，即在a2点与x之间并联断路器D3和晶闸管装置TK3，与分级电抗器XK3形成并联，在a1点与x之间并联断路器D2和晶闸管装置TK2，与分级电抗器XK3、XK2形成并联，在a点与x之间并联断路器D1和晶闸管装置TK1，与分级电抗器XK3、XK2、XK1形成并联。分级电抗器的投切是通过各个分级电抗器所并联的断路器D和晶闸管装置TK的短接或断开来实现。

参照图2所示，交流有级可控三相并联电抗器装置，包括变压器型主电抗器、在二次侧三相主回路的首端a、b、c与末端x、y、z之间均并联一组结构完全相同的分级电抗器与控制装置，在变压器型主电抗器的一次侧三相联结成“Y”接，中性点经小电抗器接地或直接接地，即末端x、y、 z短接后经小电抗器接地或直接接地。二次侧为单相闭合连接，末端可以直接接地。也就是说在三相主回路的a相中，在a2点与x之间并联断路器D3和晶闸管装置TK3，与分级电抗器器XK3形成并联，在a1点与x之间并联断路器D2和晶闸管装置TK2，与分级电抗器XK3、XK2形成并联，在a点与x之间并联断路器D1和晶闸管装置TK1，与分级电抗器XK3、XK2、XK1形成并联；在三相主回路的b相中，在b2点与y之间并联断路器D3和晶闸管装置TK3，与分级电抗器XK3形成并联，在b1点与y之间并联断路器D2和晶闸管装置TK2，与分级电抗器XK3、XK2形成并联，在b点与y之间并联断路器D1和晶闸管装置TK1，与分级电抗器XK3、XK2、XK1形成并联；在三相主回路的c相中，在c2点与z之间并联断路器D3和晶闸管装置TK3，与分级电抗器XK3形成并联，在c1点与z之间并联断路器D2和晶闸管装置TK2，与分级电抗器XK3、XK2形成并联，在c点与z之间并联断路器D1和晶闸管装置TK1，与分级电抗器XK3、XK2、XK1形成并联。

所述产品的自动控制过程按以下步骤进行：

整个装置要求设有逻辑控制程序，每组动作顺序为：合闸时，先开通晶闸管装置TK，后合闸断路器D；断开时，先断开断路器D，后关闭晶闸管装置TK。并设置三相电气联动装置，断路器D的控制也通过本装置来控制。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)，根据信号要求，合闸或开断任意断路器D和晶闸管装置TK，以现实系统对电抗器器容量的调节要求。要求整个装置设有接收远方信号端子接口，设有交，直流控制电源接线板。

交流有级可控并联电抗器器调节电抗器容量控制表例举：以调节范围25～100％为例：

D2    TK2	×	×	0	×
					D3    TK3	×	0	×	×

其中：×——表示断开

      0——表示合闸导通

注：隔离开关K1、K2、K3在正常运行时一直处于合闸状态

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、故障情况等因素来调节电抗器容量。前面例举控制表的实施可以是手动控制也可以是自动控制。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，控制装置就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。

当断路器D的投切时间能满足系统运行要求时，可以取消晶闸管控制装置，这样使整个装置更简单、投资更节省，更有利于推广应用。

交流有级可控并联电抗器器是一种具有一次、二次甚至三次线圈的变压器型结构的可控电抗器，一次线圈为主线圈，直接接到网路上；二次线圈为控制线圈，外接断路器和晶闸管控制装置；一次线圈和二次线圈之间的短路阻抗不小于100％，这也是本装置与变压器的不同之处。在额定电压下，普通变压器是不允许二次短路的，而本装置在正常运行时二次是处于短路状况的，借助于外接断路器D和晶闸管控制装置TK进行短接或断开。交流有级可控并联电抗器二次侧串接有分级电抗器，与变压器型主电抗器共装在一个油箱内构成可控电抗器的本体。整套交流有级可控并联电抗器主要由三部分组成：1)高抗本体；2)断路器D；3)晶闸管控制装置TK及隔离开关K。当断路器D的投切时间能满足系统运行要求时，可以取消晶闸管控制装置TK。

综上所述，电力电网在实际运行过程中，经常出现三相电压不平衡现象，此时通过本实用新型装置就可以用逻辑控制程序就地控制，任一级容量的调节都是一次直接到位，从指令发出到容量调节完毕，即为自动调节，根据系统需要改变无功功率，动态优化电网无功补偿，进而提高输电能力和保持系统电压稳定，实行柔性交流输电，保障电网安全、稳定、优质运行的功能。联结方式：可以做成交流有级单相可控并联电抗器。也可做成交流有级三相可控并联电抗器，一次侧三相联结成“Y”接，中性点经小电抗器接地或直接接地。二次侧为单相闭合连接，末端可以直接接地。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、故障情况等因素来调节电抗器容量。前面例举控制表的实施可以是手动控制也可以是自动控制。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，控制装置就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。分级电抗器数量根据调压范围的不同有所不同。隔离开关，在正常运行时，均处在合闸状态。

Claims (2)

1、一种交流可控单相并联电抗器装置，包括主电抗器，其特征在于交流有级可控单相并联电抗器装置又是由高抗本体、断路器、晶闸管控制装置三部分组成，其一次、二次甚至三次线圈的变压器型结构由主电抗器和分级电抗器组成可控电抗器，其中一次线圈为主线圈，直接接到网路上，二次线圈为控制线圈，外接断路器(D)、晶闸管控制装置(TK)、隔离开关(K)，一次线圈(A-X)直接接在网路上，二次线圈(a-x)串接有至少两个或两个以上分级电抗器(XK1、XK2、XK3...)，每个分级电抗器(XK)分别并联有断路器(D1、D2、D3...)和晶闸管装置(TK1、TK2、TK3...)，两端串联连接有隔离开关(K1)，上述变压器型主电抗器与二次侧串接的分级电抗器，共装在一个油箱内构成可控电抗器的本体。

2、一种交流有级可控三相并联电抗器装置，包括变压器型主电抗器和分级电抗器，其特征在于一次线圈(A-X、B-Y、C-Z)为主线圈，三相联结成“Y”接，直接接到网路上，中性点(X、Y、Z)短接后经小电抗器接地或直接接地，每相的二次侧分别串有分级电抗器(XK1、XK2、XK3...)，每个分级电抗器分别并联有断路器(D1、D2、D3...)、晶闸管装置(TK1、TK2、TK3...)、串联连接有隔离开关(K1)，二次侧各相闭合连接，末端直接接地。

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