CN211606112U - 一种电力系统智能调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电力系统智能调节系统，包括电能质量采集单元、主机、智能调节控制器、电容器组断路器以及电力电容器组；电能质量采集单元用于采集电力系统的电能质量数据和环境温湿度数据，并发送给主机；主机用于对电能质量数据进行计算分析，判断电力系统所需的电容量、电抗率、分合闸误差时间以及确定分合闸时机，从而发出相应的调整指令给智能调节控制器；智能调节控制器用于根据调整指令控制电力电容器组进行电容量、电抗率的调整以及根据环境温湿度在分合闸时机前预设时间对电容器组断路器进行分合闸操作。本实用新型可更好的抑制谐波、抑制暂态过电压、限制涌流和滤除谐波，从而保证电力系统，保护了电容器组的安全稳定运行。

Description

一种电力系统智能调节系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统智能调节技术领域，尤其涉及一种电力系统智能调节系统。

背景技术

现行的电力系统中，并联电容器组的电容量和电抗器的电抗率，基本上都是在变电站投运前，由设计单位根据《并联电容器设计规范》等技术规范，参考无功补偿、谐波、涌流等进行计算后设计生产安装投运。由于理论计算往往与现场实际情况有较大出入，加上运行一段时间后，负荷性质也会有很大的变化，特别是谐波，现场实际情况往往和一开始设计时计算值相差甚远，因此经常导致并联电容器组内部的融断器、电容器、电抗器损坏，更有甚者，还可能造成电容器爆炸，严重危害电网的安全运行和人身安全。此外，由于电容器组的电容量是固定的，现场中往往会出现，投多一组电容器就无功补偿过多，少投一组则无功补偿不足的情况。再者，现在运用的AVC系统，断路器的分合闸时间点是随机的，这样就会导致合闸时出现合闸涌流，分闸出现暂态过电压，严重时会损坏电力设备。

实用新型内容

本实用新型提供一种电力系统智能调节系统，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：

一种电力系统智能调节系统，包括电能质量采集单元、主机、智能调节控制器以及电容器组断路器、电力电容器组；

所述电能质量采集单元、智能调节控制器和电力电容器组分别与所述主机相连接通讯，所述智能调节控制器和电力电容器组相连接通讯；

所述电能质量采集单元用于采集电力系统的电能质量数据(包括电压、电流、频率、有功无功、谐波)和环境温湿度等信息，并发送给所述主机；

所述主机用于对采集到的所述电能质量数据进行计算以及对采集到的所述电流电压波形进行分析，判断电力系统所需的电容量、电抗率、分合闸误差时间以及确定分合闸时机，从而发出相应的调整指令给所述智能调节控制器；

所述智能调节控制器用于根据所述调整指令控制所述电力电容器组进行电容量、电抗率的调整以及根据环境温湿度在所述分合闸时机前预设时间对电容器组断路器进行分合闸操作。

进一步地，所述电力系统智能调节系统中，所述电力电容器组为普通框架式电容器组，其中包括A、B、C三相的三个分补电容器支路，每个所述分补电容器支路包括串并联的电抗器、若干分补开关和若干分补电容器，其中，分补开关与分电容器并联，开关分闸时，分补电容器投入运行，开关合闸时，分补电容器被短接，从而实现电容量的调节，特别注意的是，当系统需要调节电容器电容量时，电容器组必须在检修状态电容器组放电完毕后进行调节，电容器组在其它状态下，都必须闭锁电容量调节功能。

进一步地，所述电力系统智能调节系统中，所述电抗器为机械式可调节电抗器或磁控式可调节电抗器。

进一步地，所述电力系统智能调节系统中，所述电容器组通过与分电容器并联的分补开关的分合闸实现电容量可调节。

进一步地，所述电力系统智能调节系统中，所述电能质量采集单元、智能调节控制器和电容器组断路器、电力电容器组分别通过有线或者无线加密方式与所述主机相连接通讯；

所述智能调节控制器通过有线方式与所述电容器组断路器、电力电容器组的控制端相连接通讯。

本实用新型实施例提供的一种电力系统智能调节系统，可以更好的抑制谐波、抑制暂态过电压、限制涌流、和滤除谐波，从而达到保证电力系统安全可靠运行，同时也保护了电容器组的安全稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种电力系统智能调节系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电力系统智能调节方法的流程示意图。

附图标记：

电能质量采集单元1，主机2，智能调节控制器3，电力电容器组4，电容器组断路器5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

请参阅附图1，为本实用新型实施例一提供的一种电力系统智能调节系统结构示意图。该系统具体包括电能质量采集单元1、主机2、智能调节控制器3、电容器组断路器5以及与电容器组断路器5串联的可调节的电力电容器组4；

所述电能质量采集单元1、智能调节控制器3、电容器组断路器5和电力电容器组分别与所述主机2相连接，所述智能调节控制器3和电容器组断路器5、电力电容器组4相连接；

所述电能质量采集单元1用于采集电力系统的电能质量数据(包括电压、电流、频率、有功无功、谐波、)和环境温湿度数据，并发送给所述主机2；

所述主机2用于对采集到的所述电能质量数据进行计算以及对采集到的所述电流电压波形进行分析，判断电力系统所需的电容量、电抗率、分合闸误差时间以及确定分合闸时机(电流过零点进行合闸，电压过零点进行分闸)，从而发出相应的调整指令给所述智能调节控制器3；

所述智能调节控制器3用于根据所述调整指令控制所述电力电容器组4进行电容量、电抗率的调整以及根据环境温湿度在所述分合闸时机前预设时间对电容器组断路器5进行分合闸操作。(注温湿度或影响机械及电子特性，即影响跳合闸命令传输延时，因此根据不同温湿度下不同的延时，提前发出分合闸命令。)

优选的，所述电力系统智能调节系统中，所述电力电容器组为框架式电容器组，其中包括A、B、C三相的三个分补电容器支路，每个所述分补电容器支路包括串并联的电抗器、若干分补开关和若干分补电容器，其中，分补开关与分电容器并联，开关分闸时，分电容器投入运行，开关合闸时，电容器被短接，从而实现电容量的调节。所述电容器组断路器5负责投退整组电容器组。

优选的，所述电力系统智能调节系统中，所述电抗器为机械式可调节电抗器或磁控式可调节电抗器。

具体的，通过改变电抗器的电抗值，从而调整电容器组的电抗率，起到专门针对某次危害最大的谐波进行抑制的作用。可调节电抗器的原理如下：

式中：X为电抗值，ω为电网电压角频率，N为电抗器绕组匝数，μ为铁心材料磁导率，S为铁心截面积，l为磁路长度。

机械式可调节电抗器有两种，其中一种是调节电抗器绕组匝数N，可以做成变压器有载调压开关形式，这样可以实现带电调节电抗器；也可以直接不用灭弧功能来调节(选用此电抗器进行电抗率调节时，须电容器组不在运行状态下进行)；另外一种机械调节电抗器的方法是调节电抗器气隙的方法，可以实现带电连续调节。

磁控式可调节电抗器：通过改变电抗器的磁导率μ，从而现实电抗值的调节。

优选的，所述电力系统智能调节系统中，所述电容器为可调节电容器(通过与分补电容器并联的分补开关的分合闸实现电容量可调节)。电容器电容量调节方法是通过电容调节开关分合闸控制投入运行的串联电容器的数量来实现的。

优选的，所述电力系统智能调节系统中，所述电能质量采集单元1、智能调节控制器3和电容器组断路器5、电力电容器组4分别通过无线加密方式与所述主机2相连接通讯；

所述智能调节控制器3通过有线方式与所述电力电容器组4的控制端相连接通讯。

需要说明的是，考虑到电容器组在运行时调整电容器值和电抗器值所带来的冲击电流可能会对电力设备造成冲击甚至损坏，因此，本方案调整电容器值和电抗器值均在停电下进行，本实用新型加入电容器组断路器5合闸时对电容器及电抗器调整的闭锁功能(也可以设置成在电容器组冷备用或者检修状态下才允许调整电容电抗值，以防止在调整期间断路器误合对设备造成损害，尤其是对电容器进行调整时，须在电容器接地刀闸合位一定时间下才能进行，以保证电容器放电完毕)，在电容器及电抗器调整的期间，对电容器组断路器5或者刀闸合闸进行闭锁，确保电容器电抗器在调整过程中电容器组不会投入运行，以确保不发生可能危及设备的情况发生。

由于现在的变电站大多数都已经安装了电能质量监测装置和AVC系统(自动电压无功控制系统)，因此本实用新型可以利用现有的资源和技术，大大降低成本。

在抑制合闸涌流对系统的影响方面，利用对电压电流波形的实时监测，在电流过零点时进行合闸，大大降低合闸涌流对电力系统和电容器组的冲击；

在抑制暂态过电压方面，分闸时，在电压过零点进行分闸，可以有效的对暂态过电压进行抑制，从而保护电力设备绝缘不被损坏击穿。为了更好的实现此功能，最好采用新型的电力电子开关，如晶闸管、IGBT等。

请参考图2，本实用新型实施例提供的电力系统智能调节系统可以实现如下的智能调节方法，具体为：

S201、所述电能质量采集单元采集电力系统的电能质量数据(包括电压、电流、频率、有功无功、谐波)和环境温湿度等信息，并发送给所述主机；

S202、所述主机对采集到的所述电能质量数据进行计算以及对采集到的所述电流电压波形进行分析，判断电力系统所需的电容量、电抗率、分合闸误差时间以及确定分合闸时机，从而发出相应的调整指令给所述智能调节控制器；

S203、所述智能调节控制器根据所述调整指令控制所述电力电容器组进行电容量、电抗率的调整以及根据环境温湿度在所述分合闸时机前预设时间对电容器组断路器进行分合闸操作。

优选的，在所述智能调节控制器根据所述调整指令控制所述电力电容器组进行电容量、电抗率的调整的步骤之前，还包括：

所述智能调节控制器检测所述电力电容器组是否处于热备用、冷备用或者检修状态；

若是，则所述智能调节控制器执行根据所述调整指令控制所述电力电容器组进行电容量、电抗率的调整的步骤，特别注意的是，当系统需要调节电容器电容量时，电容器组必须在检修状态时进行调节，电容器组在其它状态下，都必须闭锁电容量调节功能；

若否，则所述智能调节控制器控制所述电力电容器组进入热备用、冷备用或者检修状态后进行电容量、电抗率调整，或者等待到电力电容器组进入热备用、冷备用或者检修状态后再进行调整，具体设置可灵活设置。

电容量、电抗率开始调整前，先闭锁电容器组断路器，禁止在调整时电容器组投入运行，电容量、电抗率调整完成后，自动解锁电容器组断路器，电容器组方可投入运行。

本实用新型实施例提供的一种电力系统智能调节系统，可以更好的抑制谐波、抑制暂态过电压、限制涌流、和滤除谐波，从而达到保证电力系统安全可靠运行，同时也保护了电容器组的安全稳定运行。

至此，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种电力系统智能调节系统，其特征在于，包括电能质量采集单元、主机、智能调节控制器以及电容器组断路器和电力电容器组；

所述电能质量采集单元、智能调节控制器、电容器组断路器和电力电容器组分别与所述主机相连接通讯，所述智能调节控制器和电容器组断路器、电力电容器组相连接通讯；

所述电能质量采集单元用于采集电力系统实时的电能质量数据和环境温湿度数据，并发送给所述主机；

所述主机用于对采集到的所述电能质量数据进行计算分析，判断电力系统所需的电容量、电抗率、分合闸误差时间，以及对采集到的所述电能质量数据中的电流电压波形进行分析确定分合闸时机，从而发出相应的调整指令给所述智能调节控制器；

所述智能调节控制器用于根据所述调整指令控制所述电力电容器组进行电容量、电抗率的调整以及根据环境温湿度在所述分合闸时机前预设时间对电容器组断路器进行分合闸操作。

2.根据权利要求1所述的电力系统智能调节系统，其特征在于，所述电力电容器组为框架式电容器组结构，包括呈星形接法的三个分补电容器支路，每个所述分补电容器支路分别与一个相线连接，每个所述分补电容器支路包括串联的电容调节开关、电抗器和电容器。

3.根据权利要求2所述的电力系统智能调节系统，其特征在于，所述电抗器为机械式可调节电抗器或磁控式可调节电抗器。

4.根据权利要求2所述的电力系统智能调节系统，其特征在于，所述电容器为可调节电容器。

5.根据权利要求1所述的电力系统智能调节系统，其特征在于，所述电能质量采集单元、智能调节控制器、电容器组断路器和电力电容器组分别通过有线或者无线加密方式与所述主机相连接通讯；

所述智能调节控制器通过有线方式与所述电容器组断路器、电力电容器组的控制端相连接通讯。

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