專利名稱：一種高壓無功補(bǔ)償成套裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于無功補(bǔ)償裝置，具體涉及一種高壓無功補(bǔ)償成套裝置。
背景技術(shù)：
目前在電力領(lǐng)域內(nèi)，無功補(bǔ)償?shù)膶?duì)電力資源的有效利用起到了很大的作用，交流電力系統(tǒng)需要電源供給兩部分能量，一部分用于作功而被消耗掉，這部分能量將轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、光能、熱能和化學(xué)能，這部分能量我們稱之為有功功率，另一部分能量是用來建立磁場(chǎng)，用于交換能量使用，對(duì)于外部電路它并沒有作功，而是有電能轉(zhuǎn)換為磁能，再有磁能轉(zhuǎn) 換為電能，周而復(fù)始，并沒有消耗，這部分能量我們稱之為無功功率，國(guó)際電工委員會(huì)給出的無功功率的定義為電壓與無功電流的成積，QC=UX 1C，其物理意義為電路中電感元件與電容元件活動(dòng)所需的功率交換稱為無功功率。無功是相對(duì)于有功而言的，不能說無功是無用之功，沒有這部分功率，就不能建立感應(yīng)磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)、變壓器等設(shè)備就不能運(yùn)轉(zhuǎn)。在電力系統(tǒng)中，除了負(fù)荷無功功率外，變壓器和線路上的電抗器也需要大量的無功功率。由于電力系統(tǒng)中存在電動(dòng)機(jī)、變壓器等大量感性無功負(fù)荷，而這些感性無功負(fù)荷需要吸收大量無功功率來建立感應(yīng)磁場(chǎng)，使得功率因數(shù)下降，線路損耗增加，電壓質(zhì)量下降，設(shè)備利用率低。為消除系統(tǒng)內(nèi)感性無功功率產(chǎn)生的無用消耗，而達(dá)到有功功率最大限度出力的效果，必須進(jìn)行無功補(bǔ)償。配電網(wǎng)中常用的無功補(bǔ)償方式為(I)集中補(bǔ)償，將電容器集中安裝在配電室高低壓母線上，這種補(bǔ)償方法可以采取集中管理，便于維護(hù)，運(yùn)行可靠，利用率高。缺點(diǎn)是不能補(bǔ)償配出線上的無功電流；(2)就地補(bǔ)償，即將電容器直接接到用電設(shè)備上，實(shí)行就地平衡補(bǔ)償。優(yōu)點(diǎn)補(bǔ)償比較徹底，不但高壓線路和變壓器上的無功電流減少了，而且低壓干線和分支線上的無功電流也同時(shí)減少，線路壓降及線路損耗同時(shí)減少。缺點(diǎn)電容器和被補(bǔ)償設(shè)備感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等共用一套控制設(shè)備，同時(shí)投入或退出運(yùn)行，所以管理分散，維護(hù)不變，而且電容器不能充分發(fā)揮效率，利用率不高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種高利用率、便于維護(hù)且運(yùn)行可靠的高壓無功補(bǔ)償成套裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案一種高壓無功補(bǔ)償成套裝置，包括無功補(bǔ)償支路和控制器，三相母線的每一相都連接一個(gè)無功補(bǔ)償支路，其特征在于所述無功補(bǔ)償支路由接觸器、電抗器、熔斷器以及電容器依次串聯(lián)而成，所述電容器兩端并聯(lián)接入一個(gè)電壓互感器，所述三條無功補(bǔ)償支路的輸出端采用星型接法相互連接，所述控制器與三條無功補(bǔ)償支路電連接。所述控制器采用以單片機(jī)為核心的無功補(bǔ)償控制器。所述接觸器采用真空接觸器。所述電抗器由無導(dǎo)磁材料的空心線圈制成。[0010]所述熔斷器采用快速熔斷器。本實(shí)用新型的有益效果在于采用三條無功補(bǔ)償支路分別接入三相電路，能夠?qū)崿F(xiàn)分組自動(dòng)投切，根據(jù)電壓優(yōu)先原則，依無功大小自動(dòng)投切電容器組，使系統(tǒng)始終處于不過壓、少欠過補(bǔ)、無功損耗最小狀態(tài)，以上調(diào)節(jié)都通過控制器對(duì)電壓互感器的自動(dòng)識(shí)別進(jìn)行的。

圖I是本實(shí)用新型的電路圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，一種高壓無功補(bǔ)償成套裝置，包括無功補(bǔ)償支路和控制器，三相母線I的每一相都連接一個(gè)無功補(bǔ)償支路，無功補(bǔ)償支路由接觸器2、電抗器3、熔斷器4以及電容器5依次串聯(lián)而成，電容器5兩端并聯(lián)接入一個(gè)電壓互感器6，三條無功補(bǔ)償支路的輸出端采用星型接法相互連接，這里可采用單星或者雙星接法，控制器與三條無功補(bǔ)償支路電連接。本實(shí)用新型各個(gè)組成部件的優(yōu)選以及其工作原理(I)接觸器接觸器采用真空接觸器，真空接觸器主要由真空滅弧室和操作機(jī)構(gòu)組成。真空滅弧室具有通過正常工作電流和頻繁切斷工作電流時(shí)可靠滅弧兩個(gè)作用。但不能切斷過負(fù)荷電流和短路電流。操作機(jī)構(gòu)是由帶鐵芯的吸持線圈和銜鐵構(gòu)成。線圈通電，吸引銜鐵，接觸器閉合；線圈失電，接觸器斷開。吸持線圈一般有直流和交流兩種形態(tài)，真空接觸器熄孤能力強(qiáng)，耐壓性能好，操作頻率較高，壽命長(zhǎng)，無電弧外噴，體積小、重量輕、維修周期較長(zhǎng)。真空接觸器的真空滅弧室制造時(shí)工藝要求很高，如果工藝不良，滅弧室的真空容易下降。觸頭材料材質(zhì)不好，在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)會(huì)出現(xiàn)"截流過電壓"現(xiàn)象，即在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，由于真空滅弧室的熄弧能力很強(qiáng)，電弧電流不是自然過零時(shí)切斷，而是從電流的某一值突然降到零，由此而出現(xiàn)高的過電壓。截流電壓會(huì)危及電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，較適宜和熔斷器代替真空斷路器。(2)電抗器電抗器由無導(dǎo)磁材料的空心線圈制成，它可以根據(jù)需要布置為垂直、水平和品字形三種裝配形式。在電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生數(shù)值很大的短路電流。如果不加以限制，要保持電氣設(shè)備的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定是非常困難的。因此，為了滿足某些斷路器遮斷容量的要求，常在出線斷路器處串聯(lián)電抗器，增大短路阻抗，限制短路電流。電流系統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置的并聯(lián)電容器組串聯(lián)，用以抑制系統(tǒng)詣波，限制合閘涌流和操作過電壓，電力系統(tǒng)中所采取的電抗器，常見的有串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電抗器。串聯(lián)電抗器主要用來限制短路電流，也有在濾波器中與電容器串聯(lián)或并聯(lián)用來限制電網(wǎng)中的高次諧波。并聯(lián)電抗器用來吸收電網(wǎng)中的容性無功，如500kV電網(wǎng)中的高壓電抗器，500kV變電站中的低壓電抗器，都是用來吸收線路充電電容無功的；220kV、110kV、35kV、10kV電網(wǎng)中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的。可以通過調(diào)整并聯(lián)電抗器的數(shù)量來調(diào)整運(yùn)行電壓。超高壓并聯(lián)電抗器有改善電力系統(tǒng)無功功率有關(guān)運(yùn)行狀況的多種功能。(3)電容器電容器是一種靜止的無功補(bǔ)償設(shè)備。它的主要作用是向電力系統(tǒng)提供無功功率，提高功率因數(shù)。采用就地?zé)o功補(bǔ)償，可以減少輸電線路輸送電流，起到減少線路能量損耗和壓降，改善電能質(zhì)量和提高設(shè)備利用率的重要作用。(4)控制器控制器采用以單片機(jī)為核心的無功補(bǔ)償控制器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無功功率的變化，對(duì)電壓互感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，對(duì)電抗器進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，控制器具體可以采用市面上的一些無功補(bǔ)償控制器，例如，深圳賽源電氣有限公司生產(chǎn)的JKY-4J型號(hào)的無功補(bǔ)償控制器。( 5 )電壓互感器其作用為，當(dāng)電容器從電源脫開后能將電容器端子上的電壓在規(guī)定時(shí)間內(nèi)降到規(guī)定值的帶有繞組的器件。其工作原理為，電壓互感器是高壓并聯(lián)電容器裝置的專用配套設(shè)備，與電容器組端子直接聯(lián)接，當(dāng)電容器從電網(wǎng)斷開后，使其存儲(chǔ)的電荷自行泄放，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將電容器剩余電壓降到規(guī)定值以下，是電容器裝置確保設(shè)備自身和維修人員安全的主要·技術(shù)措施之一。正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器工作在交流電壓下(并接于電容器組兩端子間)呈一很高的勵(lì)磁阻抗。電容器組被斷開后，實(shí)質(zhì)上為一衰減直流放電過程，在直流電壓的作用下，鐵芯很快飽和，電壓互感器的鐵芯電感迅速下降，電容器儲(chǔ)能消耗吸收。當(dāng)電壓衰減到較低時(shí)，由于放電電流亦隨之減少，此時(shí)鐵芯的飽和程度會(huì)減輕，其電感開始回升。電壓互感器的功耗等值電阻，主要是線圈的直流電阻，而電壓互感器的直流電阻一般較大，如10 kV級(jí)產(chǎn)品多在2 kQ左右，35kV級(jí)為3 4 kQ。由于鐵芯電感L在放電過程中是非線性的，可有幾百到上千倍變化幅度。因此，在正常配套情況下，放電過程通常是一非周期的衰減過程，對(duì)于某些廠的產(chǎn)品，在放電后期，有可能出現(xiàn)振蕩過程。當(dāng)配套電容器組容量很小時(shí)，或是放電起始電壓足夠低時(shí)，放電過程也許出現(xiàn)衰減的振蕩過程。(6)熔斷器熔斷器采用快速熔斷器，可以代替了傳統(tǒng)在熔斷器前后串接隔離開關(guān)的方法，使得整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)構(gòu)成比較簡(jiǎn)單。本實(shí)用新型的主要技術(shù)參數(shù)及使用環(huán)境額定電壓6kV、10kV、35kV額定頻率50Hz補(bǔ)償容量根據(jù)變壓器參數(shù)或現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)形式戶內(nèi)柜式、戶外箱式安裝控制信號(hào)無功功率電容器接線形式單星或雙星接線投切方式自動(dòng)、手動(dòng)可選環(huán)境溫度一25°C…+55 0C海拔高度不超過1000米(對(duì)于安裝運(yùn)行地點(diǎn)的海拔高度超過1000米時(shí)裝置，在訂貨時(shí)應(yīng)特別加以說明)；其它安裝運(yùn)行地點(diǎn)應(yīng)無劇烈的機(jī)械振動(dòng)、無有害氣體和蒸汽、無導(dǎo)電性或爆炸性塵埃本實(shí)用新型的技術(shù)特點(diǎn)( I)采用三條無功補(bǔ)償支路分別接入三相電路，能夠?qū)崿F(xiàn)分組自動(dòng)投切，每組電容器的投切開關(guān)選用電容器專用真空接觸器或永磁真空斷路器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、少維護(hù)、機(jī)械使用壽命可達(dá)50 100萬次，分?jǐn)嗄芰?qiáng)，動(dòng)作可靠，可以有效的避免觸投彈跳現(xiàn)象。降低線路損耗、變壓器損耗；降低供電的視在功率，增加輸變電設(shè)備線路的負(fù)荷能力，延長(zhǎng)電氣控制設(shè)備的使用壽命；功率因數(shù)可提高到0. 9以上，節(jié)電效果顯著，減少電費(fèi)開支。(2)根據(jù)電壓優(yōu)先原則，依無功大小自動(dòng)投切電容器組，使系統(tǒng)始終處于不過壓、 少欠過補(bǔ)、無功損耗最小狀態(tài)，按電壓質(zhì)量要求自動(dòng)投切電容器，使母線電壓始終處于規(guī)定范圍，以上調(diào)節(jié)都通過控制器對(duì)電壓互感器的自動(dòng)識(shí)別進(jìn)行的，本裝置具有過壓、欠壓、開口三角電壓保護(hù)、不平衡電流保護(hù)、過電流保護(hù)等保護(hù)功能。
權(quán)利要求1.一種高壓無功補(bǔ)償成套裝置，包括無功補(bǔ)償支路和控制器，三相母線(I)的每一相都連接一個(gè)無功補(bǔ)償支路，其特征在于所述無功補(bǔ)償支路由接觸器(2)、電抗器(3)、熔斷器(4)以及電容器(5)依次串聯(lián)而成，所述電容器(5)兩端并聯(lián)接入一個(gè)電壓互感器(6)，所述三條無功補(bǔ)償支路的輸出端采用星型接法相互連接，所述控制器與三條無功補(bǔ)償支路電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高壓無功補(bǔ)償成套裝置，其特征在于所述控制器采用以單片機(jī)為核心的無功補(bǔ)償控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種高壓無功補(bǔ)償成套裝置，其特征在于所述接觸器(2)采用真空接觸器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種高壓無功補(bǔ)償成套裝置，其特征在于所述電抗器(3)由無導(dǎo)磁材料的空心線圈制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種高壓無功補(bǔ)償成套裝置，其特征在于所述熔斷器(4)采用快速熔斷器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高壓無功補(bǔ)償成套裝置，包括無功補(bǔ)償支路和控制器，三相母線的每一相都連接一個(gè)無功補(bǔ)償支路，其特征在于所述無功補(bǔ)償支路由接觸器、電抗器、熔斷器以及電容器依次串聯(lián)而成，所述電容器兩端并聯(lián)接入一個(gè)電壓互感器，所述三條無功補(bǔ)償支路的輸出端采用星型接法相互連接，所述控制器與三條無功補(bǔ)償支路電連接。本實(shí)用新型的有益效果在于采用三條無功補(bǔ)償支路分別接入三相電路，能夠?qū)崿F(xiàn)分組自動(dòng)投切，根據(jù)電壓優(yōu)先原則,依無功大小自動(dòng)投切電容器組,使系統(tǒng)始終處于不過壓、少欠過補(bǔ)、無功損耗最小狀態(tài)，以上調(diào)節(jié)都通過控制器對(duì)電壓互感器的自動(dòng)識(shí)別進(jìn)行的。
文檔編號(hào)H02J3/18GK202524092SQ20122002106
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者彭再春, 胡文臣, 陳永勝 申請(qǐng)人:浙江電力成套控股集團(tuán)有限公司