[发明专利]一种电力电容器合闸涌流抑制装置及方法

说明书

本发明公开了一种电力电容器合闸涌流抑制装置及方法，在三相断路器合闸之前，给三相电容器的至少之一相进行预充电；当预充电的电容器的两端电压充电至预设电压时，测量三相断路器电网侧测量点的相位角；当三相断路器电网侧测量点的相位角达到预设相位时，控制三相断路器合闸投入三相电容器。本发明实施例通过预充电消除电容器投入之后电路中电流的暂态分量，从而使三相电容器投入电路之后的电流不经过暂态过程或经过很短暂的暂态过程快速进入稳态，从而实现合闸涌流的抑制，对电容器可进行单相、两相或三相预充电，其充电方式灵活多样。

技术领域

本发明涉及电力控制技术领域，具体涉及一种电力电容器合闸涌流抑制装置及方法。

背景技术

并联电容器组作为电力系统中重要的无功补偿装置，用于改善电网的功率因数、提高电能质量，由于其具有成本低、便于安装和维护等优点，使其成为目前电力系统中应用最为广泛的无功补偿装置之一。

并联电容器组的投入过程中的暂态现象会导致较大的合闸涌流。合闸涌流的产生是由于在电容器处于未充电状态时，在合闸瞬间流过电容器电流只受其回路阻抗的限制，而此时回路的阻抗极小，因此，所产生的合闸涌流理论上将会极大，涌流最大值发生在合闸瞬间。目前对于抑制并联电容器合闸涌流的方法有：采用串联电抗器、使用合闸电阻投切开关、应用选相合闸技术、应用晶闸管投切电容器技术。采用串联电抗器和合闸电阻投切开关的方法，仍然会产生较大涌流，抑制效果并不理想，应用选相合闸技术在选相开关在使用上具有一定的局限性，应用晶闸管投切电容器技术成本高、功耗大对于我国的大规模、长线路的电网不太实用。

发明内容

因此，本发明提供一种电力电容器合闸涌流抑制装置及方法，克服现有技术中涌流抑制不理想的缺陷。

本发明实施例提供一种电力电容器合闸涌流抑制装置，应用于交流配电网，所述交流配电网包括三相交流电源、三相断路器、串联电抗器及三相电容器，其特征在于，包括：预充电模块、预充电电压测量模块、相位角检测模块及控制模块，其中，

所述预充电模块与三相电容器中的至少一相并联，用于在所述三相断路器合闸前对所述三相电容器的至少之一预充电至预设电压；所述预充电电压测量模块与进行预充电的电容器及所述控制模块连接，用于采集所述进行预充电的电容器两侧电压；所述相位角检测模块分别与三相断路器电网侧测量点及所述控制模块连接，用于采集所述三相断路器电网侧测量点的相位角；所述控制模块，用于当检测到的所述预充电电压达到所述预设电压，并且所述相位角达到预设相位时，控制所述三相断路器合闸，投入所述三相电容器。

优选地，所述三相交流电源为星型中性点非有效接地连接，所述三相电容器的无功补偿侧为星型中性点非有效接地连接。

优选地，所述预充电模块的充电模式为单相预充电模式时，所述预充电模块与三相电容器的其中之一相并联。

优选地，所述预充电模块的充电模式为两相预充电模式时，所述预充电模块与三相电容器的其中两相并联。

优选地，所述预充电模块的充电模式为三相预充电模式时，所述预充电模块与三相电容器的三相并联。

优选地，所述预充电模块为输出稳定高压直流的装置。

本发明是实施例还提供一种电力电容器合闸涌流抑制方法，应用于上述的电力电容器合闸涌流抑制装置，包括如下步骤：

给三相电容器的至少之一相进行预充电；判断进行预充电的电容器是否达到预设电压；当预充电的电容器的两端电压充电至预设电压时，测量三相断路器电网侧测量点的相位角；判断所述三相断路器电网侧测量点的相位角是否达到预设相位；当所述三相断路器电网侧测量点的相位角达到预设相位时，控制所述三相断路器合闸投入所述三相电容器。

优选地，不计线路参数的理想情况时，所述预设电压由以下公式确定：