CN202524092U - 一种高压无功补偿成套装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高压无功补偿成套装置，包括无功补偿支路和控制器，三相母线的每一相都连接一个无功补偿支路，其特征在于：所述无功补偿支路由接触器、电抗器、熔断器以及电容器依次串联而成，所述电容器两端并联接入一个电压互感器，所述三条无功补偿支路的输出端采用星型接法相互连接，所述控制器与三条无功补偿支路电连接。本实用新型的有益效果在于：采用三条无功补偿支路分别接入三相电路，能够实现分组自动投切，根据电压优先原则,依无功大小自动投切电容器组,使系统始终处于不过压、少欠过补、无功损耗最小状态，以上调节都通过控制器对电压互感器的自动识别进行的。
Description
技术领域
本实用新型属于无功补偿装置，具体涉及一种高压无功补偿成套装置。
背景技术
目前在电力领域内，无功补偿的对电力资源的有效利用起到了很大的作用，交流电力系统需要电源供给两部分能量，一部分用于作功而被消耗掉，这部分能量将转换成机械能、光能、热能和化学能，这部分能量我们称之为有功功率，另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用，对于外部电路它并没有作功，而是有电能转换为磁能，再有磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部分能量我们称之为无功功率，国际电工委员会给出的无功功率的定义为：电压与无功电流的成积，QC=U×IC，其物理意义为：电路中电感元件与电容元件活动所需的功率交换称为无功功率。无功是相对于有功而言的，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运转。在电力系统中，除了负荷无功功率外，变压器和线路上的电抗器也需要大量的无功功率。由于电力系统中存在电动机、变压器等大量感性无功负荷，而这些感性无功负荷需要吸收大量无功功率来建立感应磁场，使得功率因数下降，线路损耗增加，电压质量下降，设备利用率低。为消除系统内感性无功功率产生的无用消耗，而达到有功功率最大限度出力的效果，必须进行无功补偿。
配电网中常用的无功补偿方式为：（1）集中补偿，将电容器集中安装在配电室高低压母线上，这种补偿方法可以采取集中管理，便于维护，运行可靠，利用率高。缺点是不能补偿配出线上的无功电流；（2）就地补偿，即将电容器直接接到用电设备上，实行就地平衡补偿。优点：补偿比较彻底，不但高压线路和变压器上的无功电流减少了，而且低压干线和分支线上的无功电流也同时减少，线路压降及线路损耗同时减少。缺点：电容器和被补偿设备感应电动机等共用一套控制设备，同时投入或退出运行，所以管理分散，维护不变，而且电容器不能充分发挥效率，利用率不高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供了一种高利用率、便于维护且运行可靠的高压无功补偿成套装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下的技术方案：
一种高压无功补偿成套装置，包括无功补偿支路和控制器，三相母线的每一相都连接一个无功补偿支路，其特征在于：所述无功补偿支路由接触器、电抗器、熔断器以及电容器依次串联而成，所述电容器两端并联接入一个电压互感器，所述三条无功补偿支路的输出端采用星型接法相互连接，所述控制器与三条无功补偿支路电连接。
所述控制器采用以单片机为核心的无功补偿控制器。
所述接触器采用真空接触器。
所述电抗器由无导磁材料的空心线圈制成。
所述熔断器采用快速熔断器。
本实用新型的有益效果在于：采用三条无功补偿支路分别接入三相电路，能够实现分组自动投切，根据电压优先原则,依无功大小自动投切电容器组,使系统始终处于不过压、少欠过补、无功损耗最小状态，以上调节都通过控制器对电压互感器的自动识别进行的。
附图说明
图1是本实用新型的电路图。
具体实施方式
参见图1，一种高压无功补偿成套装置，包括无功补偿支路和控制器，三相母线1的每一相都连接一个无功补偿支路，无功补偿支路由接触器2、电抗器3、熔断器4以及电容器5依次串联而成，电容器5两端并联接入一个电压互感器6，三条无功补偿支路的输出端采用星型接法相互连接，这里可采用单星或者双星接法，控制器与三条无功补偿支路电连接。
本实用新型各个组成部件的优选以及其工作原理：
（1）接触器：接触器采用真空接触器，真空接触器主要由真空灭弧室和操作机构组成。真空灭弧室具有通过正常工作电流和频繁切断工作电流时可靠灭弧两个作用。但不能切断过负荷电流和短路电流。操作机构是由带铁芯的吸持线圈和衔铁构成。线圈通电，吸引衔铁，接触器闭合；线圈失电，接触器断开。吸持线圈一般有直流和交流两种形态，真空接触器熄孤能力强，耐压性能好，操作频率较高，寿命长，无电弧外喷，体积小、重量轻、维修周期较长。真空接触器的真空灭弧室制造时工艺要求很高，如果工艺不良，灭弧室的真空容易下降。触头材料材质不好，在分断电流时会出现 "截流过电压"现象，即在分断电流时，由于真空灭弧室的熄弧能力很强，电弧电流不是自然过零时切断，而是从电流的某一值突然降到零，由此而出现高的过电压。截流电压会危及电气设备的安全运行，较适宜和熔断器代替真空断路器。
（2）电抗器：电抗器由无导磁材料的空心线圈制成，它可以根据需要布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时，会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制，要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此，为了满足某些断路器遮断容量的要求， 常在出线断路器处串联电抗器， 增大短路阻抗， 限制短路电流。电流系统无功补偿装置的并联电容器组串联，用以抑制系统诣波，限制合闸涌流和操作过电压，电力系统中所采取的电抗器,常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。并联电抗器用来吸收电网中的容性无功,如500kV电网中的高压电抗器,500kV变电站中的低压电抗器,都是用来吸收线路充电电容无功的;220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能。
（3）电容器：电容器是一种静止的无功补偿设备。它的主要作用是向电力系统提供无功功率，提高功率因数。采用就地无功补偿，可以减少输电线路输送电流，起到减少线路能量损耗和压降，改善电能质量和提高设备利用率的重要作用。
（4）控制器：控制器采用以单片机为核心的无功补偿控制器，用于实时监测系统无功功率的变化，对电压互感器进行实时监测和控制，对电抗器进行实时调节，控制器具体可以采用市面上的一些无功补偿控制器，例如，深圳赛源电气有限公司生产的JKY-4J型号的无功补偿控制器。
（5）电压互感器：其作用为，当电容器从电源脱开后能将电容器端子上的电压在规定时间内降到规定值的带有绕组的器件。其工作原理为，电压互感器是高压并联电容器装置的专用配套设备，与电容器组端子直接联接，当电容器从电网断开后，使其存储的电荷自行泄放，在规定时间内将电容器剩余电压降到规定值以下，是电容器装置确保设备自身和维修人员安全的主要技术措施之一。
正常运行时，电压互感器工作在交流电压下（并接于电容器组两端子间）呈一很高的励磁阻抗。电容器组被断开后，实质上为一衰减直流放电过程，在直流电压的作用下，铁芯很快饱和，电压互感器的铁芯电感迅速下降，电容器储能消耗吸收。当电压衰减到较低时，由于放电电流亦随之减少，此时铁芯的饱和程度会减轻，其电感开始回升。电压互感器的功耗等值电阻，主要是线圈的直流电阻，而电压互感器的直流电阻一般较大，如10 kV级产品多在2 kΩ左右，35kV级为3～4 kΩ。由于铁芯电感L在放电过程中是非线性的，可有几百到上千倍变化幅度。因此，在正常配套情况下，放电过程通常是一非周期的衰减过程，对于某些厂的产品，在放电后期，有可能出现振荡过程。当配套电容器组容量很小时，或是放电起始电压足够低时，放电过程也许出现衰减的振荡过程。
（6）熔断器：熔断器采用快速熔断器，可以代替了传统在熔断器前后串接隔离开关的方法，使得整个装置的结构构成比较简单。
本实用新型的主要技术参数及使用环境：
额定电压：6kV、10kV、35kV
额定频率：50Hz
补偿容量：根据变压器参数或现场运行参数计算
结构形式：户内柜式、户外箱式安装
控制信号：无功功率
电容器接线形式：单星或双星接线
投切方式：自动、手动可选
环境温度：－25℃∽+55℃
海拔高度：不超过1000米 （对于安装运行地点的海拔高度超过1000米时装置，在订货时应特别加以说明）；
其 它：安装运行地点应无剧烈的机械振动、无有害气体和蒸汽、无导电性或爆炸性尘埃
本实用新型的技术特点：
（1）采用三条无功补偿支路分别接入三相电路，能够实现分组自动投切，每组电容器的投切开关选用电容器专用真空接触器或永磁真空断路器，结构简单、少维护、机械使用寿命可达50～100万次，分断能力强，动作可靠，可以有效的避免触投弹跳现象。降低线路损耗、变压器损耗；降低供电的视在功率，增加输变电设备线路的负荷能力，延长电气控制设备的使用寿命；功率因数可提高到0.9以上，节电效果显著，减少电费开支。
（2）根据电压优先原则,依无功大小自动投切电容器组,使系统始终处于不过压、少欠过补、无功损耗最小状态，按电压质量要求自动投切电容器，使母线电压始终处于规定范围，以上调节都通过控制器对电压互感器的自动识别进行的，本装置具有过压、欠压、开口三角电压保护、不平衡电流保护、过电流保护等保护功能。
Claims (5)
1.一种高压无功补偿成套装置，包括无功补偿支路和控制器，三相母线（1）的每一相都连接一个无功补偿支路，其特征在于：所述无功补偿支路由接触器（2）、电抗器（3）、熔断器（4）以及电容器（5）依次串联而成，所述电容器（5）两端并联接入一个电压互感器（6），所述三条无功补偿支路的输出端采用星型接法相互连接，所述控制器与三条无功补偿支路电连接。
2.根据权利要求1所述的一种高压无功补偿成套装置，其特征在于：所述控制器采用以单片机为核心的无功补偿控制器。
3.根据权利要求1或2所述的一种高压无功补偿成套装置，其特征在于：所述接触器（2）采用真空接触器。
4.根据权利要求1或2所述的一种高压无功补偿成套装置，其特征在于：所述电抗器（3）由无导磁材料的空心线圈制成。
5.根据权利要求1或2所述的一种高压无功补偿成套装置，其特征在于：所述熔断器（4）采用快速熔断器。
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