CN202373982U - 调压型高压电容器无功调节复合装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种调压型高压电容器无功调节复合装置，涉及变电站无功补偿技术，用于6kV-10kV电网无功功率补偿。本装置的真空断路器QFA和三相自耦调压器TS串联电连接，三相自耦调压器TS的二次侧与有载分接开关QL相连，有载分接开关QL的动触点接高压电容器组无损智能投切装置TSC的输入端，高压电容器组无损智能投切装置TSC的输出端与电抗器L、电容器组之间串联电连接。该装置可根据被补偿系统感性无功功率的变化动态调节补偿电容器的工作电压，实现动态无功补偿；无功补偿功率可在零至最大Q值之间切换解决了过补问题，且在投切电容器时无冲击电流、无燃弧、无过电压，本装置可频繁投切。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种变电站无功补偿技术，特别是一种调压型高压电容器无功调节复合装置，该装置可用于6～10kV电网无功功率补偿。
背景技术：
目前电力系统的6～10kV电容器组无功补偿广泛应用到调压型高压无功补偿装置。此装置存在以下问题：一是在实际运行中存在不能频繁投切真空断路器；二是在合真空断路器时自耦调压器处于短路状态，会产生严重的短路涌流；三是分断时产生操作过电压。在实际运行中调压型高压无功补偿装置一旦投运很少退出，这样就会引起在电网低负荷运行时无功过补。
实用新型内容：
综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本实用新型研制了一种调压型高压电容器无功调节复合装置。本实用新型是在调压型高压电容器无功补偿装置的自耦调压器的二次侧与电容器组之间串入高压电容器组无损智能投切装置TSC，高压电容器组无损智能投切装置TSC是由控制器、电容器投切单元组成，控制器由单片机实时监测，智能控制；电容器组投切单元由晶闸管和真空接触器共同组成。本装置采用实时检测电容器残压技术，当控制器检测到电容器上的残留电压与供电系统的供电电压大小相等、方向相同时，使晶闸管导通。投切电容器无冲击电流、无燃弧、无过电压，可频繁投切，确保对电容器组的无损投切。在持续导通过程中则由真空接触器工作，避免功耗和散热等问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种调压型高压电容器无功调节复合装置，该装置主要有真空断路器QFA，三相自耦调压器TS，有载分接开关QL，高压电容器组无损智能投切装置TSC，电抗L和电容器C组成，其中：真空断路器QFA和三相自耦调压器TS串联电连接，三相自耦调压器TS的二次侧与有载分接开关QL相连，有载分接开关QL的动触点接高压电容器组无损智能投切装置TSC的输入端，高压电容器组无损智能投切装置TSC的输出端与电抗器L、电容器C之间串联电连接。
进一步，所述的高压电容器组无损智能投切装置TSC是由控制器KZQ、电容器组投切单元组成，单片机实时监测，智能控制。
进一步，所述的控制器KZQ是由检测电路、单片机系统、驱动电路组成。
进一步，所述的电容器组投切单元是由两只晶闸管VTH反并联组成晶闸管组，多组串联组成晶闸管阀体，晶闸管阀体与真空接触器KM并联组成电容器组投切单元。
进一步，所述的晶闸管组两端并联有均压电阻R和专用精密电流互感器TA2，专用精密电流互感器TA2和均压电阻R串联。
进一步，所述的电容器组投切单元的接入端与电流互感器TA1连接，电容器组投切单元的输出端与电抗器L、电容器C连接。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型可根据被补偿系统感性无功功率的变化，动态调节补偿电容器的工作电压，实现动态无功补偿，使无功补偿功率可在零至最大Q值之间切换。且在投切电容器时无冲击电流、无燃弧、无过电压，本装置可频繁投切。
2、本实用新型与传统直接分组投切的补偿设备比较，结构先进、跟踪速度快、补偿的效果和可靠性明显提高、经济效益明显、有利于现有系统改造升级。
3、本实用新型在合高压真空断路器时只投入自耦调压器，再通过高压电容器组无损智能投切装置TSC零电压投入电容器组，能避免自耦调压器短路涌流。
4、本实用新型在分闸时先通过高压电容器组无损智能投切装置TSC零电流切断，无操作过电压，因此高压真空断路器可以频繁投切。
5、本实用新型当电网无功过补时，只须断开高压电容器组无损智能投切装置TSC，完全退出电容器组；使无功补偿功率可在零至最大Q值之间切换，解决了调压型高压无功补偿装置过补问题。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的电路框图。
图3是本实用新型的工作电路原理图。
具体实施方式：
以下结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
如图1、2、3所示，一种调压型高压电容器无功调节复合装置，该装置主要有真空断路器QFA，三相自耦调压器TS，有载分接开关QL，高压电容器组无损智能投切装置TSC，电抗器L和电容器C组成，真空断路器QFA和三相自耦调压器TS串联电连接，三相自耦调压器TS的二次侧与有载分接开关QL相连，有载分接开关QL的动触点接高压电容器组无损智能投切装置TSC的输入端，高压电容器组无损智能投切装置TSC的输出端与电抗器L、电容器组之间串联电连接；高压电容器组无损智能投切装置 TSC 是由控制器KZQ、电容器组投切单元组成；控制器KZQ由检测电路、单片机系统、驱动电路组成；检测电路主要负责检测电网PT信号、电容器电流信号、残压信号，然后通过单片机系统进行判断是否符合导通条件，当符合导通条件时再发出控制命令给驱动电路，由驱动电路控制晶闸管VTH导通，整个过程由单片机实时监测，智能控制。电容器组投切单元是由两只晶闸管VTH反并联组成晶闸管组，晶闸管组两端并联有均压电阻R和专用精密电流互感器TA2，专用精密电流互感器TA2和均压电阻R串联；多组晶闸管组串联组成晶闸管阀体，晶闸管阀体与真空接触器KM并联组成电容器组投切单元。电容器组投切单元可以有由多组晶闸管组串联组成晶闸管阀体（本实用新型是由两组晶闸管组串联组成），晶闸管阀体与真空接触器KM并联组成电容器组投切单元，采用实时检测电容器残压技术，当控制系统检测到电容器上的残留电压与供电系统的供电电压大小相等、方向相同时，使晶闸管导通；投切电容器无冲击电流、无燃弧、无过电压，可频繁投切，确保对电容器组的无损投切。在持续导通过程中则由真空接触器KM工作，避免热耗和散热等问题。
如图2所示，图2是本实用新型的电路框图。首先将高压母线A、B、C连接到真空断路器QFA、三相自耦调压器TS上，三相自耦调压器TS为星接；三相自耦调压器TS的二次侧与有载分接开关QL相连，有载分接开关QL的动触点接高压电容器组无损智能投切装TSC的输入端，高压电容器组无损智能投切装置TSC的输出端与电抗器L、电容器组之间串联电连接，电容器C为星接。在合真空断路器QFA时只投入三相自耦调压器TS，再通过高压电容器组无损智能投切装置TSC的零电压投入电容器组（能避免自耦调压器短路涌流完成合闸）。三相自耦调压器TS与有载分接开关QL配合，根据被补偿系统感性无功功率的变化动态调节补偿电容器的工作电压，实现动态无功补偿。当电网低负荷运行出现无功过补需要退出无功补偿装置时，只需把高压电容器组无损智能投切装置TSC的零电流切断（无操作过电压）就可将无功补偿装置从电网中退出。
如图3所示，图3是本实用新型的工作电路原理图，为了清楚的说明本实用新型的工作流程，图3中的元件只标出一路。
以下结合图3说明本实用新型的工作流程：
一、当电网无功功率因数小于规定值需要对电网进行无功补偿时的工作流程是：
1）当三相自耦调压器TS处于最低档位时；
2）合上真空断路器QFA（此时电路没有导通为空载合闸）；
3）当专用精密电流互感器TA2检测到电容器C上的残压时，通过信号TA2-X给控制器KZQ，电网的PT信号也同时给控制器KZQ；
4）当电容器C上的残留电压与供电系统的供电电压大小相等、方向相同时，控制器KZQ发出二路信号，一路信号G到晶闸管VTH的控制极；另一路信号K到晶闸管VTH的阴极驱动晶闸管VTH导通，电容器C接入供电系统；
5）当电流互感器TA1检测到电流后，通过信号TA1-X给控制器KZQ，控制器KZQ給真空接触器KM指令进行闭合；
6）当真空接触器KM闭合后，控制器KZQ通过信号G关断晶闸管VTH，合闸完成；
7）当本实用新型投入电网后，是靠三相自耦调压器TS与有载分接开关QL配合，根据被补偿系统感性无功功率的变化动态调节补偿电容器的工作电压，实现动态无功补偿，高压电容器组无损智能投切装置TSC在运行过程中由真空接触器KM工作，晶闸管VTH没有导通；
二、当电网低负荷运行出现无功过补需要退出无功补偿装置时的工作流程是：
1）控制器KZQ通过信号G导通晶闸管VTH；
2）控制器KZQ断开真空接触器KM；
3）控制器KZQ通过信号G过零关断晶闸管VTH。
4）控制器KZQ断开真空断路器QFA，分闸完成。
Claims (6)
1.一种调压型高压电容器无功调节复合装置，该装置主要有真空断路器QFA，三相自耦调压器TS，有载分接开关QL，高压电容器组无损智能投切装置TSC，电抗L和电容器C组成，其特征在于：真空断路器QFA和三相自耦调压器TS串联电连接，三相自耦调压器TS的二次侧与有载分接开关QL相连，有载分接开关QL的动触点接高压电容器组无损智能投切装置TSC的输入端，高压电容器组无损智能投切装置TSC的输出端与电抗器L、电容器组之间串联电连接。
2.根据权利要求1所述的调压型高压电容器无功调节复合装置，其特征在于：所述的高压电容器组无损智能投切装置TSC是由控制器KZQ、电容器组投切单元组成，单片机实时监测，智能控制。
3.根据权利要求2所述的调压型高压电容器无功调节复合装置，其特征在于：所述的控制器KZQ是由检测电路、单片机系统、驱动电路组成。
4.根据权利要求2所述的调压型高压电容器无功调节复合装置，其特征在于：所述的电容器组投切单元是由两只晶闸管VTH反并联组成晶闸管组，多组串联组成晶闸管阀体，晶闸管阀体与真空接触器KM并联组成电容器组投切单元。
5.根据权利要求4所述的调压型高压电容器无功调节复合装置，其特征在于：所述的晶闸管组两端并联有均压电阻R和专用精密电流互感器TA2，专用精密电流互感器TA2和均压电阻R串联。
6.根据权利要求2所述的调压型高压电容器无功调节复合装置，其特征在于：所述的电容器组投切单元的接入端与电流互感器TA1连接，电容器组投切单元的输出端与电抗器L、电容器C连接。
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