[实用新型]电力变压器与智能电容器无功补偿连接结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力变压器无功补偿电路结构设计。具体涉及一种电力变压器通过低压绕组0.4kV抽头与智能电容器连接的电路结构。 

背景技术

本实用新型作出之前，电力变压器无功补偿通常采用在低压侧母线并联电容器，使用静止补偿器、调相机等方法。 

变压器的损耗可分为铜损耗、铁损耗两大类。铁损耗就是变压器的空载损耗，包括基本铁损耗、杂散铁损耗。变压器的铁芯损耗，只与磁通密度Bm、频率f、构成铁芯的材料性质、结构等因素有关，与负载电流变化无关，称为“不变损耗”。铜损耗包括基本铜损耗、杂散铜损耗。变压器的铜损耗和铁损耗可以通过空载与短路试验求出，一般变压器的铁损耗与铜损耗的比值是在1/3-1/4的范围内。通过无功补偿可以起到降低损耗的作用，降低的就是变压器的铜损耗。变压器在一定的电压下向负载输送一定的有功功率时，负载的功率因数越低，通过变压器绕组的电流I＝P/UcosФ就越大，变压器的铜损耗就越大。可见，提高功率因数后可以减小负载电流，从而大幅降低损耗。 

针对电力变压器进行无功补偿，目前公开发表的技术解决方案主要有如下几种： 

方案一：传统的电力变压器无功补偿方法通常采用在低压侧母线并联电容器的方法。该方法原理简单，应用广泛。 

缺点和不足：由于传统的并联高压电容器无功补偿的连接点一般为变压器低压侧10kV母线，所需无功补偿设备为10kV高压电容器、高压断路器及其附属高压设备，电压等级高，设备投资费用较大。 

10kV电容器投切过程中合闸涌流大，可达100I_e，断开产生弧光大，补偿电容器及开关设备易损坏，对供电系统及周围电气设备干扰大。电容器分组容量过大，电容器投入率低，补偿效果差。开关投切次数少，电容器运行寿命短。 

方案二：采用SVC动态无功补偿装置。 

缺点和不足：由于SVC动态无功补偿装置属于电力电子设备，利用改变可控硅导通角调节电抗值，运行中会产生污染。由于电抗器及控制设备增加了附加损耗，采用高压可控硅调节无功出力，增加了设备附加损耗。高压可控硅必须有冷却设备及可控硅元件均压等问题，增加了维护费用，一般不能满足无人值班的要求，投资费用巨大，每套SVC造价约数百万元。 

方案三：采用SVG静止无功发生器。 

缺点和不足：与SVC型动态无功补偿装置一样，SVG属于电力电子设备，运行中有谐波电流注入电网，造成电网污染，影响其它设备安全运行，自身损耗相对较大，技术相对复杂，造价成本较高，维护成本最高。 

方案四：采用调压型动态无功补偿装置。 

缺点和不足：缺点是调压分级不够细，调节时间较长，每调整一级的时间为6s-7s，响应速度较慢，制造成本相对较高，属于充油设备，占地面积大，维护费用高。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种代替并联高压电容器进行无功补偿的连接结构，以降低无功设备投资费用，实现电力变压器与智能电容补偿一体化，提高无功补偿效益。 

为了达到上述目的，本实用新型有如下技术方案： 

本实用新型电力变压器与智能电容器无功补偿连接结构，包括变压器低压绕组、智能电容器组组成。变压器低压绕组为Δ接线，通过低压侧抽头接入智能电容器组，由智能电容器组进行测量、保护及自动无功补偿。所述变压器低压绕组抽头为0.4kV电压等级，所述智能电容器组通过空气开关与分别与变压器低压绕组抽头的抽头端相连接。 

本实用新型电力变压器与智能电容器无功补偿连接结构，其中，所述智能电容器组的控制用单片机采样变压器10kV低压侧交流电压、电流，经运算比较控制无功自动补偿，使用过零投切装置对智能电容器组进行循环投切，以满足变压器的无功补偿要求。 

由于采取了以上技术方案，本实用新型的优点在于： 

1、由于电容器的成本主要取决于电压等级对绝缘的要求，在相同无功出力下，随着电压等级的降低，其成本将显著减少，并可减少相应回路的开关和辅助设备的投资费用。 

2、由于可以使用低压智能电容器进行变压器无功补偿，从而大大提高了电力变压器无功补偿的智能化水平，延长了无功补偿设备的运行寿命。