CN201608537U - 多级大范围全容量有载调压动态无功补偿装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及的一种多级大范围全容量有载调压动态无功补偿装置，其特征在于：它包括受电电容开关柜(A)、电压无功综合控制机构和多级大范围全容量有载调压动态无功补偿系统(B)，所述的多级大范围全容量有载调压动态无功补偿系统(B)由与受电电容开关柜(A)连接的高压隔离开关、与所述高压隔离开关连接的内置有载调压分接开关的自耦调压变压器，以及并联在自耦调压变压器输出端的N组由高压真空接触器、电流互感器、避雷器、电流熔断器、放电线圈、电容器和串联电抗器构成的无功补偿电路组成；克服了目前普遍使用的有载调压动态无功补偿装置存在的补偿容量越大，其无功调节范围越小、精度越差的现象；尤其在轻载工况下，更无法满足负荷无功需求，过补严重，甚至造成系统电压过高的缺陷。

Description

多级大范围全容量有载调压动态无功补偿装置
技术领域
本实用新型涉及一种电压无功补偿装置，尤其是一种多级大范围全容量有载调压动态无功补偿装置，属于电力设备技术或装置类。
背景技术
传统的电压无功调节都是通过改变电容器投入的数量及调节主变电压分接头开关来实现的，这势必带来两个问题：一是不能适应系统感性无功的变化，只能在某一较大的范围内进行调节；二是电容器投切产生过电压，频繁操作必将严重影响电容器的使用寿命。
针对上述问题，目前研究较多的有载调压动态无功补偿装置(简称调压无功装置)，是采用Q＝2πfCU2的原理，改电容器的分组投切为一次固定接入，通过调节自耦变压器的分接开关来改变电容器端电压从而实现动态无功补偿的目的，解决了电容器投切中的过电压和涌流等技术问题，改滞后调节为实时调节。但往往由于受到分接开关器件的级差容量和级差电压等的限制，无功调节范围仅局限于36％～100％QN(电容器组总容量)，且存在补偿容量越大，其无功调节范围越小、精度越差的现象；尤其在轻载工况下，更无法满足负荷无功需求，过补严重，甚至造成系统电压过高。
实用新型内容
本实用新型发明的目的：旨在提出一种多级大范围全容量有载调压动态无功补偿装置，不仅结构简单、无功调节范围大、工作可靠、且增加成本低，同时还能满足轻载工况下的无功需求。
这种多级大范围全容量有载调压动态无功补偿装置，其特征在于：它包括受电电容开关柜A、电压无功综合控制机构和多级大范围全容量有载调压动态无功补偿系统B，所述的多级大范围全容量有载调压动态无功补偿系统B由与受电电容开关柜A连接的高压隔离开关、与所述高压隔离开关连接的内置有载调压分接开关的自耦调压变压器，以及并联在自耦调压变压器输出端的N组由高压真空接触器、电流互感器、避雷器、电流熔断器、放电线圈、电容器和串联电抗器构成的无功补偿电路组成；其中所述高压真空接触器的输入端连接自耦调压变压器的输出端，高压真空接触器输出端以序先后与电流互感器、电流熔断器、电容器、串联电抗器串联连接，并在电流互感器与电流熔断器之间并联避雷器，在电流熔断器和电容器两端并联放电线圈；其中所述各组高压真空接触器及自耦调压变压器内的有载调压分接开关均受控于电压无功综合控制装置，所述受电电容开关柜A中的断路器亦受控于电压无功综合控制装置；同时，所补偿系统主变高压进线侧PT、CT和所补偿母线高压侧PT、CT及所述各组电流互感器的二次侧均接入电压无功综合控制装置；由此组成多级大范围全容量有载调压动态无功补偿装置。
根据以上技术方案提出的这种多级大范围全容量有载调压动态无功补偿装置，克服了目前普遍使用的有载调压动态无功补偿装置存在的补偿容量越大，其无功调节范围越小、精度越差的现象；尤其在轻载工况下，更无法满足负荷无功需求，过补严重，甚至造成系统电压过高的缺陷。
附图说明
附图1为本实用新型机构方案原理图。
图中：1-高压母线  2～3-受电电容开关柜(含断路器)  4-高压隔离开关  5-自耦调压变压器  6-高压真空接触器  6n-第n个高压真空接触器7-电流互感器  7n-第n个电流互感器  8-避雷器  8n-第n个避雷器  9-熔断器  9n-第n个熔断器  10-放电线圈  10n-第n个放电线圈  11-电容器  11n-第n个电容器  12-串联电抗器  12n-第n个串联电抗器  13-电压无功综合控制装置  14-有载调压分接开关
具体实施方式
如图所示的这种多级大范围全容量有载调压动态无功补偿装置，它是对现有普遍使用的调压无功装置的一种创造性改进，这种多级大范围全容量有载调压动态无功补偿装置，其特征在于：它包括受电电容开关柜A、电压无功综合控制装置13和多级大范围全容量有载调压动态无功补偿系统B，所述的多级大范围全容量有载调压动态无功补偿系统B由与受电电容开关柜A连接的高压隔离开关4、与所述高压隔离开关4连接的内置有载调压分接开关14的自耦调压变压器5，以及并联在自耦调压变压器5输出端的N组由高压真空接触器6、电流互感器7、避雷器8、电流熔断器9、放电线圈10、电容器11和串联电抗器12构成的无功补偿电路组成，其中所述高压真空接触器6的输入端连接自耦调压变压器5的输出端，高压真空接触器6输出端以序先后与电流互感器7、电流熔断器9、电容器11、串联电抗器12串联连接，并在电流互感器与电流熔断器之间并联避雷器8，在电流熔断器和电容器两端并联放电线圈10；其中所述各组高压真空接触器及自耦调压变压器内的有载调压分接开关均受控于电压无功综合控制装置，所述受电电容开关柜A中的断路器亦受控于电压无功综合控制装置；同时，所补偿系统主变高压进线侧PT、CT和所补偿母线高压侧PT、CT及所述各组电流互感器的二次侧均接入电压无功综合控制装置；由此组成多级大范围全容量有载调压动态无功补偿装置。
技术方案中的第n个高压真空接触器6、第n个电流互感器7、第n个避雷器8、第n个电流熔断器9、第n个放电线圈10、第n个电容器11和第n个串联电抗器12均按上述连接方式连接。
多级大范围全容量有载调压动态无功补偿装置，在自耦调压变和分接开关都不改变的情况下(无需额外增加自耦调压变和分接开关)，对电容器组进行分级并按比例分成N组(N≤3)。使原9档可调节的调压无功装置，可实现(2N-1)×9档连续可调节，大大丰富了补偿容量级别，使补偿更细化，补偿效果更精确，电压更趋于稳定。
本专利解决了补偿容量越大而无功调节范围越小、精度越差的问题，实现全容量无功连续调节范围9％~100％QN，满足轻载工况下的无功需求。其结构简单、无功调节范围大、工作可靠、且增加成本低，具有很好的推广意义。
注：全容量是指目前分接开关最大额度通过电流下的无功补偿容量。
对于35kV系统9档可调节的调压无功装置，设容量为30000kvar，受制于分接开关目前级差容量≤1500kvar的限制，无功调节范围仅为64％~100％QN；而本专利可实现连续27档可调，无功调节范围达21％~100％QN。
具体设置：对电容器组进行分级并按比例(1∶2)分成两组，各档容量变比详见下表1。
表1
Figure GSA00000018673000051
以下结合附图和实施理论计算表2～3对本专利进行特征表述：设置内置有载调压分接开关的自耦调压变压器5，自耦调压变压器5的各调压级分别与有载调压分接开关的对应分接位置连接，通过高压隔离开关4，受电电容开关柜A连接于补偿侧高压母线1；有载调压分接开关、高压真空接触器6…第n个高压真空接触器6n、电容开关柜断路器3受控于电压无功综合控制装置13；电容器11…第n个电容器11n、串联电抗器12…第n个串联电抗器12n、分组电流互感器7…第n个分组电流互感器7n、避雷器8…第n个避雷器8n、放电线圈10…第n个放电线圈10n、熔断器9…第n个熔断器9组成为按比例分级电容器组TBB。
功能实现过程如下：
电压无功综合控制装置13首先根据受电电容开关柜内断路器3开关状态，发出有载调压分接开关14调档指令，置为一档，然后利用在线测量的系统电压、功率因数与整定的电压、功率因数相比较，根据电压优先控制“九区图”逻辑，判断有载调压分接开关应该处于的分接位置，进行动态调档调容，实现电压无功的综合控制。当有载调压分接开关置为一档或置为最高档仍不能满足电压无功要求(置为一档时电压超高限、无功过补；置为最高档时电压超低限、无功不足)时，电压无功综合控制装置13根据高压真空接触器6和第n个高压真空接触器6n开关状态，判断分接开关各档实际对应补偿容量，做出切除或投入高压真空接触器6和第n个高压真空接触器6n对应的各电容器组指令。例如电压无功综合控制装置13检测到系统处于，分接开关已置为一档仍旧电压超高限或无功过补时，则作出切除高压真空接触器6n对应的电容器组指令，此时即对应表2中(假设M＝2，S＝3)，补偿容量由全部投入时45％QN变为投入第一组的15％QN或投入第二组的24％QN。从而本专利实现根据电压优先控制“九区图”逻辑，以减少电容开关动作次数为原则，实现多级大范围全容量的电压无功综和控制。
电压无功综合控制装置13实时检测高压真空接触器6和第n个高压真空接触器6n开关状态，为防止滑档，减少开关动作次数，故在投入第二组开关前首先控制器发出降档指令，保证一档投入原则。对于补偿容量重叠的位置，以减少电容开关动作次数为原则。
计算表2～3是本发明装置实施理论计算依据。
对于现有固定电容器组的调压无功装置，无功调节范围为36％～100％QN；而本专利可实现(2N-1)×9档连续可调节，无功调节范围达1/S×45.0％～100％QN。注：S＝1+M(M≤4)具体设置：将分级电容器组总容量，按等压调节范围45％～100％QN，重新设置自耦调压变压器5的各调压级，并与有载调压分接开关的分接位置相对应；对电容器组进行分级并按比例(1∶M)分成两组，各档容量变比详见下表2。
表2
Figure GSA00000018673000071
对电容器组进行分级并按比例(1∶A∶B)分成N组，注：S＝1+A+B  (S≤9)、N≤3。
各档容量变比详见下表3。
表3
Figure GSA00000018673000072

Claims (1)

1.一种多级大范围全容量有载调压动态无功补偿装置，其特征在于：它包括受电电容开关柜(A)、电压无功综合控制机构(1)和多级大范围全容量有载调压动态无功补偿系统(B)，所述的多级大范围全容量有载调压动态无功补偿系统(B)由与受电电容开关柜(A)连接的高压隔离开关(4)、与所述高压隔离开关(4)连接的内置有载调压分接开关的自耦调压变压器(5)，以及并联在自耦调压变压器(5)输出端的N组由高压真空接触器(6)、电流互感器(7)、避雷器(8)、电流熔断器(9)、放电线圈(10)、电容器(11)和串联电抗器(12)构成的无功补偿电路组成，其中所述高压真空接触器(6)的输入端连接自耦调压变压器(5)的输出端，高压真空接触器(6)输出端以序先后与电流互感器(7)、电流熔断器(9)、电容器(11)、串联电抗器(12)串联连接，并在电流互感器与电流熔断器之间并联避雷器(8)，在电流熔断器和电容器两端并联放电线圈(10)；其中所述各组高压真空接触器及自耦调压变压器内的有载调压分接开关均受控于电压无功综合控制装置，所述受电电容开关柜(A)中的断路器亦受控于电压无功综合控制装置；同时，所补偿系统主变高压进线侧PT、CT和所补偿母线高压侧PT、CT及所述各组电流互感器的二次侧均接入电压无功综合控制装置；由此组成多级大范围全容量有载调压动态无功补偿装置。
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GR01 Patent grant
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Assignor: Zhuiri Electrical Co., Ltd., Shanghai

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Denomination of utility model: Multi-stage wide-range full-capacity on-load voltage-regulating dynamic reactive power compensation device

Granted publication date: 20101013

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Record date: 20110309

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Granted publication date: 20101013

Termination date: 20180202