[实用新型]一种用于配电网的串联电容补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力系统无功补偿领域，涉及一种用于配电网的串联电容补偿装置。

背景技术

在我国，配电网输电线路复杂，网架薄弱，电网结构不合理，供电半径大，负荷情况复杂多变，常会出现线路末端电压不能满足电能质量情况。配电变压器数量多，部分配电线路带有多台大容量的电动机或变化迅速的工业负荷等冲击负荷，而且多数地区的配变和电动机的设施不够先进，这些因素将加大配网无功需求，大容量电动机的启停会造成严重的电压跌落、电压闪变等问题。这些问题极大地影响了人们的日常生活及工农业生产，也给电力企业带来经济损失和不良的社会影响。

对于长线路低电压问题，目前采取的方法主要有3种：（1）在线路的适当位置装设调压器，存在的缺点是：调压器本身就是一个自耦变压器，除自身成本高昂之外空载损耗还很大，相当于大幅度增加了线损；（2）在线路中或负载侧装设电容器并补装置或SVC，缺点是：成本高，改善低电压的效果很有限；（3）再造一条新的线路，再建一个新的变电站，或在负载上安装其他补偿设备，显然，这样有投资大、工期长的缺点。

串联电容补偿技术具有改善线路电压质量，降低电压闪变危害并提高线路的输电能力等优点。串联电容补偿具有以下几个优点：（1）自适应性。电容器是串联在线路中，随着负荷的变化，流过电容器的电流发生变化，因此电容提高末端电压的补偿效果也会随之变化。（2）串联补偿效果在功率因素较低，电感较大的线路上更加明显，装设较低投资的串联补偿装置可以带来明显的电能质量改善。（3）串联补偿可提高线路的输送功率，增强系统的稳定性。系统的输送容量近似表示为P=(U₁U₂/X_L)*sinδ，串联电容补偿抵消了线路的部分电抗，此时输送功率变为P=[U₁U₂/(X_l-X_c)]*sinδ，提高了输送容量，这在超高压线路中会带来巨大的经济效益。

目前串联补偿技术已在超高压线路中大量使用，取得了良好的补偿效果和经济效益，但是由于技术限制等原因，目前串补在国内配电网中的应用还很少见，针对配电网的电容补偿装置更是少见于报道。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于配电网的串联电容补偿装置，用以解决配电网末端电压低于标准及电压闪变等问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种用于配电网的串联电容补偿装置，包括：电流互感器、电容器、电压互感器、阻尼回路、阻尼电抗、火花间隙、旁路开关和控制器；其中电容器串联接入输电线路中，相并联的阻尼电阻和阻尼电抗组成阻尼回路，火花间隙与旁路开关并联，火花间隙、阻尼回路、电容器相串联，电流互感器跨接在输电线路中测量输电线路的电流，电压互感器测量输电线路的电压并给控制器和旁路开关供电；电流互感器、电压互感器分别将其测量的电流信号、电压信号发送给控制器。

所述的电容器正常运行时，旁路开关断开，控制器通过电流互感器和电压互感器获得输电线路的电流和电压信号，获取输电线路的运行状态，判断输电线路是否存在故障。

所述当输电线路发生故障时，流过电容器的电流和其两侧电压发生变化，电流互感器和电压互感器将电流信号和电压信号输送到控制器。

当流过电容器的电流超过其额定运行电流的1.5倍时，控制器发出信号，控制旁路开关合闸将电容器旁路，实现电容器过压保护，待输电线路恢复正常供电后，流过电容器的电流恢复正常，控制器发出信号使旁路开关分闸，电容器投入运行。

所述当流过电容器的电流超过其额定运行电流的1.5倍时，电容器两侧出现过电压，火花间隙自击穿，电容器、阻尼回路与火花间隙组成放电回路，电容器开始放电。

在电容器放电时，阻尼回路抑制放电电流幅值和振荡频率，加快放电电流的衰减速度，保护电容器和火花间隙。

所述的控制器包括单片机系统、信息调理电路、键盘、指示灯和液晶显示器，单片机系统根据电流互感器发送的电流信号及电容器的容抗实时计算电容器两端的电压，当计算所得电压或电压互感器发送的电压超过设定值时控制器向旁路开关发出合闸指令。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：