CN201528207U - 一种动态高压无功自动补偿装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供的动态高压无功自动补偿装置，包括控制器，与控制器分别连接的采样电流互感器、电压互感器、保护型电流互感器、高压交流永磁同步切换开关，高压交流永磁同步切换开关、滤波电抗器串连连接，最终并联连接电容器，控制器包括MCU微处理机控制单元和GPRS网络通讯单元，GPRS网络通讯单元设置一通讯接口，MCU微处理机控制单元和GPRS网络通讯单元配合可实现针对安装点电压和无功运行工况的动态补偿。解决了高压并联电容器无功补偿装置在实际运行过程中，装置不能过零投切、电容器合闸涌流大，开关投切寿命短易损坏，补偿不够精细以及智能化不高的技术问题。具有体积小、安装简单、可靠性高、维护方便等优点。

Description

一种动态高压无功自动补偿装置
技术领域
本实用新型涉及一种电力装置，具体涉及一种动态高压无功自动补偿装置。
背景技术
随着配电系统负荷的增长和对供电质量要求的提高，对无功补偿的需求也相应增加。目前，我国配电网无功补偿通常在配电变压器低压侧(0.4kV侧)进行，但总投资高，且不能对配变、配电及高压负荷的无功进行补偿。在变电站集中补偿模式中，整体无功缺额较大，且由于季节、昼夜负荷差别大，高峰时补偿严重不足。因此，在高压配电线路中进行无功补偿是十分必要的。
我国目前部分地区使用线路高压无功功率补偿分散地安装在线路上，有以下不足
1)投切电容器所选用的开关为真空断路器，存在弊端，其一：不能过零投切；其二：存在合闸操作过电压；其三：存在合闸涌流；其四：使用寿命有限；其五：安装及其不方便。
2)成本高：由于每个部分都在户外运行，所要求的绝缘等级高于户内式元器件，所以相应的投资就大可靠性不高：由于元器件外置，受环境的影响比较大。
2)电容器合闸涌流大，开关投切寿命短易损坏。。
3)控制方式单一仅有单组投切不能动态分级精细补偿。
4)智能化程度不高，不能通过无线网络GPRS远程传输。
5)不能克服高压线路上的谐波对电网和设备的危害，为了补偿高压线路上的无功功率，通常的做法是给高压线路并联适当容量的电容器组。而如果高压线路上由于谐波源(如晶闸管控制设备、电弧炉、轧制机等)的存在而出现过大的谐波电流，则电容器由于自身的原因极易受到谐波电流的影响而造成损害，甚至毁坏。此外，电容器还可能与系统电感相互作用而产生并联谐振，而一旦发生并联谐振，高压线路上已经存在的谐波电流还会被进一步放大，从而给电容器自身和装置开关其它及与高压线路相连的设备造成更大的损害。
6)不能实现2级及以上更细分组的动态补偿。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种过零投切、多组精细分级的动态高压无功自动补偿装置，解决了背景技术中高压并联电容器无功补偿装置在实际运行过程中，装置不能过零投切、电容器合闸涌流大，开关投切寿命短易损坏，补偿不够精细以及智能化不高的技术问题。
本实用新型的技术解决方案是：
一种动态高压无功自动补偿装置，包括控制器，与控制器分别连接的采样电流互感器、电压互感器、保护型电流互感器、高压交流永磁同步切换开关，所述高压交流永磁同步切换开关、滤波电抗器串连连接，最终并联连接电容器，
其特殊之处在于：所述控制器包括MCU微处理机控制单元和GPRS网络通讯单元，所述GPRS网络通讯单元设置一通讯接口，所述MCU微处理机控制单元和GPRS网络通讯单元配合可实现针对安装点电压和无功运行工况的动态补偿；高压交流永磁同步切换开关还连接一谐波抑制的滤波电抗器，所述同步切换开关位于滤波电抗器和并联电容器前端，所述滤波电抗器还连接一并联电容器；同步切换开关为能实现过零投切的高压交流永磁同步切换开关。
上述熔断器为跌落式熔断器。
上述避雷器为氧化锌避雷器。
上述控制器、电压互感器、保护型电流互感器、高压交流同步切换开关、滤波电抗器、并联电容器，均置于一箱体内。
上述箱体包括一穿墙套管，所述穿墙套管与10KVA、B、C三相连接。
上述箱体为不锈钢或者冷轧钢板箱体。
本实用新型的优点在于：
1】装置采用高压交流永磁同步开关投切电容器。实现过零投切，而且特别适合开断容性电流，操作寿命长(达10万次以上)。
2】装置实现了分级、多级等容或不等容投切，使得高压无功补偿更加精细
3】提供了多种补偿控制方式。用户可针对安装点电压和无功运行工况，选用最合适的控制方式，达到最佳的节能降损效果
4】装置具有对电网运行数据进行分析、统计功能，能存储最近两个月的整点记录和近100次的投切记录
5】装置采用智能化通信控制，可通过GPRS和无线通讯模块方式实现遥控、遥测和遥调。
6】该系列产品可具备谐波抑制功能，内部电抗器的使用，实现滤波和无功补偿双重功能，同时限制电容器投入电网时的涌流，有效抑制电网五次、七次及高次谐波的放大。
7】装置体积小，安装简单，可靠性高，维护方便。软件操作简单，显示界面友好。
附图说明
图1为本实用新型原理图；
图2为本实用新型结构示意图；
附图标号说明：1-控制器，101-MCU微处理机控制单元，102-GPRS网络通讯单元，103-通讯接口，2-采样电流互感器，3-电压互感器，4-保护型电流互感器，5-同步切换开关，6-熔断器，7-避雷器，8-箱体，9-穿墙套管，10-滤波电抗器，11-并联电容器。
具体实施方式
参见图1，一种动态高压无功自动补偿装置，包括控制器1，与控制器1分别连接的采样电流互感器2、电压互感器3、保护型电流互感器4、高压交流永磁同步切换开关5，其中控制器1包括MCU微处理机控制单元101和GPRS网络通讯单元102，所述GPRS网络通讯单元102设置一通讯接口103，所述MCU微处理机控制单元101和GPRS网络通讯单元102配合可实现针对安装点电压和无功运行工况的动态补偿。MCU微处理机控制单元101由数字信号处理器TMS320F2812完成运算。控制器1根据采集到电网的实时数据进行判断，合理的发出控制指令给高压交流同步切换开关5，完成电容器的投切，实现针对安装点电压和无功运行工况的动态补偿。高压交流永磁同步切换开关5还连接一谐波抑制的滤波电抗器10，滤波电抗器10还连接一并联电容器11。高压交流永磁同步切换开关5为能实现过零投切的永磁同步切换开关。电容回路串联一定比例的电抗器，可有效的减小电容器投入时的合闸涌流，增加了设备的使用寿命，同时可抑制对线路谐波电流的放大，减少对电网的谐波污染。跌落熔式断器对整套装置进行短路保护，若装置发生短路故障，跌落式熔断器立即熔断，防止短路故障对装置和线路造成危害。其中避雷器7为氧化锌避雷器。
参见图2，控制器1、电压互感器3、保护型电流互感器4、高压交流永磁同步切换开关5、均置于一箱体8内。本装置采用了一体化分级结构，将保护型电流互感器4、电压互感器3、高压交流永磁同步切换开关5等置于一个箱体8中，既减小了外部环境的影响，提高了可靠性，又降低了成本，并使安装方便化，从而弥补了现有无功补偿装置的不足。箱体8包括一穿墙套管9，所述穿墙套管9与10KVA、B、C三相连接。其中箱体8为不锈钢或者冷轧钢板箱体。
本装置工作过程如下：电网线路经过穿墙套管9进入箱体8内，箱体8内的电压互感器3和采样电流互感器2对三相线路采样并将采样信号送入控制器1，再由控制器1软件算法计算无功功率等电能参数，控制器1输出控制信号至控制电路来控制补偿电容器组的投切，使三相电网线路的功率因数达到要求，可实现针对安装点电压和无功运行工况的动态补偿。MCU微处理机控制单元101对由采样电路送来的采样信号进行分析、计算并决定是否输出控制信号给控制电路。其中控制器1的信号采集电路包括电压互感器、电流互感器、光藕等组成。该电路从外部采集信号送给MCU微处理机控制单元101。MCU微处理机控制单元101由数字信号处理器(DSP)TMS320F2812完成运算。GPRS网络通讯单元102可以用来实现与INTERNET互联网络进行无线通讯。
该装置不仅能够进行动态无功补偿，而且能够抑制电网谐波，从而避免或减小了谐波对电网、设备和补偿电容器自身的危害。装置保护功能齐全，运行安全可靠。

Claims (6)

1.一种动态高压无功自动补偿装置，包括控制器(1)，与控制器(1)分别连接的采样电流互感器(2)、电压互感器(3)、保护型电流互感器(4)、高压交流永磁同步切换开关(5)，所述高压交流永磁同步切换开关(5)串连连接滤波电抗器，最终并联连接并联电容器，
其特征在于：所述控制器(1)包括MCU微处理机控制单元(101)和GPRS网络通讯单元(102)，所述GPRS网络通讯单元(102)设置一通讯接口(103)，所述MCU微处理机控制单元(101)和GPRS网络通讯单元(102)配合可实现针对安装点电压和无功运行工况的动态补偿，
所述同步切换开关(5)还连接一谐波抑制的滤波电抗器(10)，所述同步切换开关(5)位于滤波电抗器(10)和并联电容器(11)之前，所述滤波电抗器(10)还连接一并联电容器(11)。
所述同步切换开关(5)为能实现过零投切的高压交流永磁同步切换开关。
2.根据权利要求2所述动态高压无功自动补偿装置，其特征在于：所述熔断器(6)为跌落式熔断器。
3.根据权利要求3所述动态高压无功自动补偿装置，其特征在于：所述避雷器(4)为氧化锌避雷器。
4.根据权利要求4所述动态高压无功自动补偿装置，其特征在于：所述控制器(1)、电压互感器(3)、保护型电流互感器(4)、同步切换开关(5)、滤波电抗器(10)、并联电容器(11)，均置于一箱体(8)内。
5.根据权利要求5所述动态高压无功自动补偿装置，其特征在于：所述箱体(8)包括一穿墙套管(9)，所述穿墙套管(9)与10KV电网系统连接。
6.根据权利要求6所述动态高压无功自动补偿装置，其特征在于：所述箱体(8)为不锈钢或者冷轧钢板箱体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102437570A (zh) * 2011-09-23 2012-05-02 四川省电力公司自贡电业局 变压器中线电流抑制装置模拟运行系统及可靠性判断方法
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CN104600722A (zh) * 2015-02-09 2015-05-06 吕春美 一种高压并联电容器智能过零投切装置

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