專利名稱：一種高壓無功自動補償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電網(wǎng)無功功率補償技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高壓無功自動補償裝置。
背景技術(shù)：
隨著配電系統(tǒng)負荷的增長和對供電質(zhì)量要求的提高，對無功補償?shù)男枨笠蚕鄳隽?。目前，我國配電電網(wǎng)無功補償通常在配電變壓器低壓側(cè)進行，但總投資高，且不能對配變、配電及高壓負荷的無功進行補償。在變電站集中補償模式中，整體無功缺額較大，且由于季節(jié)、晝夜負荷差別大，高峰時補償嚴重不足。因此，在高壓配電線路中進行無功補償是十分必要的。但是，長期以來，我國大多數(shù)配電場所的無功補償設(shè)備采用斷路器或接觸器來投切電容器組，這種補償存在不能過零投切，存在合閘操作過電壓，存在合閘涌流，使用壽命有限和安裝不方便等弊端，并且會對系統(tǒng)和電容器組形成很大的沖擊電流，不利于系統(tǒng)和設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。同時由于受開關(guān)動作次數(shù)、沖擊電流等問題的困擾，不能靈活調(diào)節(jié)無功潮流，時有無功倒送或功率因數(shù)偏低問題出現(xiàn)，嚴重影響到全網(wǎng)電壓無功調(diào)節(jié)水平的提高。特別是35KV電壓等級的配電電網(wǎng)用戶，其無功需求量很大，如果能有效合理的使用無功補償與諧波治理裝置，對配電網(wǎng)中的無功和諧波進行補償，不僅可以達到節(jié)能降耗的目的，還可以減少用電裝置的損害及由諧波引起的事故，但目前對于35KV電壓等級的配電電網(wǎng)還沒有提出一種有效合理的使用無功補償與諧波治理裝置。針對上述存在的問題，現(xiàn)有的中國專利文獻公開了一種動態(tài)高壓無功自動補償裝置[專利號:ZL200920244987.6]，包括控制器，與控制器分別連接的采樣電流互感器、電壓互感器、保護型電流互感器、高壓交流永磁同步切換開關(guān)，高壓交流永磁同步切換開關(guān)、濾波電抗器串連連接，最終并聯(lián)連接電容器，控制器包括MCU微處理機控制單元和GPRS網(wǎng)絡通訊單元，GPRS網(wǎng)絡通訊單元設(shè)置一通訊接口，MCU微處理機控制單元和GPRS網(wǎng)絡通訊單元配合可實現(xiàn)針對安裝點電壓和無功運行工況的動態(tài)補償。該裝置雖然解決了高壓并聯(lián)電容器無功補償裝置在實際運行過程中，裝置不能過零投切、電容器合閘涌流大，開關(guān)投切壽命短易損壞的技術(shù)問題。但是該裝置使用于35KV變電站時，存在補償精確度不高，不夠安全等問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種安全性高且補償精確度高的高壓無功自動補償裝置。本實用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種高壓無功自動補償裝置，其特征在于，該裝置包括斷路器、智能投切開關(guān)、電抗器和投切電容組，所述智能投切開關(guān)的三個輸入端分別通過斷路器與三相母線的每相連接，所述斷路器和三相母線之間串聯(lián)有隔離開關(guān)和避雷器，所述智能投切開關(guān)的三個輸出端分別通過電抗器與投切電容組連接，所述的斷路器、智能投切開關(guān)、電抗器和投切電容組串聯(lián)形成的支路為功率補償支路，該功率補償支路有若干組且分別并聯(lián)在三相母線上，本裝置還包括控制器、用于檢測三相母線每相電流的電流傳感器和用于檢測三相母線每相電壓的電壓傳感器，所述的電流傳感器和電壓傳感器設(shè)置在避雷電路和斷路器之間并均與控制器的輸入端連接，所述控制器的輸出端與上述的智能投切開關(guān)連接。該高壓無功自動補償裝置中，三相母線的每相與斷路器進線側(cè)之間串聯(lián)有隔離開關(guān)和避雷器，斷路器出線側(cè)連接智能投切開關(guān)，智能投切開關(guān)與投切電容組通過電抗器連接，電流傳感器實時采集三相母線每相電流的電流信號并輸送給控制器，電壓傳感器實時采集三相母線每相電壓的電壓信號并輸送給控制器，控制器對電流傳感器和電壓傳感器輸送的信號進行處理，根據(jù)電流傳感器和電壓傳感器檢測出的功率因數(shù)信號判斷控制投切電容組的投切量并輸出控制信號，智能投切開關(guān)接收和執(zhí)行來自控制器的指令，完成投切電容組的投切動作，從而調(diào)節(jié)補償容量。根據(jù)補償容量的大小，可在三相母線上并聯(lián)多個功率補償支路，從而提高電網(wǎng)電能質(zhì)量和穩(wěn)定性并在使用時具有損耗小，不產(chǎn)生諧波的優(yōu)點，進而提供了補償精確度。在三相母線和斷路器之間串聯(lián)隔離開關(guān)和避雷電路，在電路需要檢修時，通過控制隔離開關(guān)分閘，從而建立可靠的絕緣間隙，將需要檢修的設(shè)備或線路與電源用一個明顯斷開點隔開，以保證檢修人員和設(shè)備的安全；避雷電路可有效地防止輸電線路雷擊跳閘事故的發(fā)生，為線路提供了可靠的保護并提高了電網(wǎng)電能的質(zhì)量和穩(wěn)定性。在上述的高壓無功自動補償裝置中，該裝置還包括與控制器的輸出端連接的用于在控制器控制智能投切開關(guān)工作時進行顯示的指示燈。在智能投切開關(guān)控制投切電容組投切時通過指示燈進行顯示，可使人員清楚地了解該裝置的工作狀態(tài)。在上述的高壓無功自動補償裝置中，所述的隔離開關(guān)和三相母線之間串聯(lián)有熔斷器。在三相母線和斷路器之間串聯(lián)熔斷器，熔斷器對裝置進行短路保護，一旦裝置有短路故障，熔斷器立刻跳開，有效防止對裝置和線路造成損害。在上述的高壓無功自動補償裝置中，所述的隔離開關(guān)采用GW5-35D/1250型的隔離開關(guān)。該隔離開關(guān)可用于電壓35KV的電力系統(tǒng)中，供在有電壓無負載時分合電路之用，以及對被檢修的高壓母線、斷路器等電器設(shè)備與帶電的高壓線路進行電器隔離之用，有效地提高了檢修人員在檢修時的安全性。在上述的高壓無功自動補償裝置中，所述的投切電容組包括三個電容器，所述的三個電容器為三角形接法，其三個角分別與上述的電抗器連接。該投切電容組采用三角形連接，可獲得較大的補償效果。在上述的高壓無功自動補償裝置中，所述的投切電容組包括三個電容器，所述的三個電容器為三角形接法，其三個角與上述的電抗器之間分別串聯(lián)有電容和熔斷器。將投切電容組采用三角形連接，在兩兩投切電容的連接點與電抗器之間分別串聯(lián)電容和熔斷器，可對線路提高可靠的保護，提高電網(wǎng)的安全性。在上述的高壓無功自動補償裝置中，所述的投切電容組包括三個電容器，所述的三個電容器為星形連接，所述三個電容器的一端相互連接并在其連接點上連接有避雷電路，三個電容器的另一端與智能投切開關(guān)之間還串聯(lián)有熔斷器。該投切電容組為三個電容器的一端連接在一起，形成星形結(jié)構(gòu)，在星形結(jié)構(gòu)的連接點上連接避雷電路，可有效地防止輸電線路雷擊跳閘事故的發(fā)生，為線路提供了可靠的保護；三個電容器的另一端分別通過熔斷器與智能投切開關(guān)連接，一旦線路有短路故障，熔斷器立刻跳開，防止對投切電容組和線路造成損害。在上述的高壓無功自動補償裝置中，所述的智能投切開關(guān)采用WBF系列智能電容器投切開關(guān)。該智能投切開關(guān)采用WBF系列智能電容器投切開關(guān)，可實現(xiàn)過零投切，具有無電弧、無涌流、響應快等優(yōu)點，并且該智能電容器投切開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，綜合成本低，使用壽命長。在上述的高壓無功自動補償裝置中，所述的三相母線的一相母線上設(shè)有用于檢測該相母線電流的電流傳感器，該電流傳感器與控制器連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本高壓無功自動補償裝置具有以下優(yōu)點:1、本實用新型在智能投切開關(guān)和投切電容組之間連接電抗器，可以限制電容器投切時的暫態(tài)開關(guān)電流和涌流，提高無功補償?shù)木_度；在三相母線和斷路器之間串聯(lián)隔離開關(guān)和避雷電路，在電路需要檢修時，斷開隔離開關(guān)可保證檢修人員和設(shè)備的安全，避雷電路可有效地防止輸電線路雷擊跳閘事故的發(fā)生，為線路提供了可靠的保護并提高了電網(wǎng)電能的質(zhì)量和穩(wěn)定性，提高了裝置的安全性。2、本實用新型根據(jù)電流傳感器和電壓傳感器檢測出的功率因數(shù)信號判斷投切電容組的投切量并通過智能投切開關(guān)完成投切電容組的投切動作，在使用時，電壓波動范圍小，無操作過電壓，在投切時不產(chǎn)生諧波，減少了損耗，提高了電網(wǎng)電能質(zhì)量和穩(wěn)定性。3、本實用新型中的智能投切開關(guān)采用WBF系列的智能電容器投切開關(guān)，可實現(xiàn)過零投切，并具有無電弧、無涌流、響應快、導通內(nèi)阻為零、不產(chǎn)生諧波等優(yōu)點，該智能投切開關(guān)的使用進一步提高了本裝置使用的安全性和穩(wěn)定性，并且具有成本低、壽命長等優(yōu)點。

圖1是本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、三相母線；2、斷路器；3、電抗器；4、智能投切開關(guān)；5、投切電容組；6、熔斷器；7、避雷電路；8、控制器；9、電流傳感器；10、電壓傳感器；11、隔離開關(guān)。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。實施例一:如圖1所示，本高壓無功自動補償裝置，包括斷路器2、智能投切開關(guān)4、電抗器3和投切電容組5，智能投切開關(guān)4的三個輸入端分別通過斷路器2與三相母線I的每相連接，斷路器2和三相母線I之間串聯(lián)有隔離開關(guān)11和避雷器，智能投切開關(guān)4的三個輸出端分別通過電抗器3與投切電容組5連接，斷路器2、智能投切開關(guān)4、電抗器3和投切電容組5串聯(lián)形成的支路為功率補償支路，該功率補償支路有若干組且分別并聯(lián)在三相母線I上，本裝置還包括控制器8、用于檢測三相母線I每相電流的電流傳感器9和用于檢測三相母線I每相電壓的電壓傳感器10，電流傳感器9和電壓傳感器10設(shè)置在避雷電路7和斷路器2之間并均與控制器8的輸入端連接，控制器8的輸出端與智能投切開關(guān)4連接。[0027]具體來說，作為一種優(yōu)選方案，該裝置還包括與控制器8的輸出端連接的用于在控制器8控制智能投切開關(guān)4工作時進行顯示的指示燈。在智能投切開關(guān)4控制投切電容組5投切時通過指示燈進行顯示，可使人員清楚地了解該裝置的工作狀態(tài)。作為一種優(yōu)選方案，隔離開關(guān)11和三相母線I之間串聯(lián)有熔斷器6。該熔斷器6可采用型號為PRWG2-35的熔斷器6，在三相母線I和斷路器2之間串聯(lián)熔斷器6，熔斷器6對裝置可進行短路保護，一旦裝置有短路故障，熔斷器6立刻跳開，有效防止對裝置和線路造成損害。優(yōu)選地，隔離開關(guān)11采用GW5-35D/1250型的隔離開關(guān)11。該隔離開關(guān)11可用于電壓35KV的電力系統(tǒng)中，供在有電壓無負載時分合電路之用，以及對被檢修的高壓母線、斷路器2等電器設(shè)備與帶電的高壓線路進行電器隔離之用，有效地提高了檢修人員在檢修時的安全性。優(yōu)選地，避雷電路7采用HY5WR1-51/134的避雷器；斷路器2采用ZGRW-40.5的斷路器2 ；電抗器3采用LKGKL-35-3的電抗器3。 投切電容組5包括三個電容器，該三個電容器為三角形接法，其三個電容器依次相連的三個連接點分別與電抗器3連接。該投切電容組5為三個電容器依次首尾相連構(gòu)成三角形的形狀，其兩兩電容器的連接點分別與電抗器3連接，該投切電容組5采用三角形連接，可獲得較大的補償效果。優(yōu)選地，智能投切開關(guān)4采用WBF系列智能電容器投切開關(guān)。該智能投切開關(guān)4采用WBF系列智能電容器投切開關(guān)，可實現(xiàn)過零投切，具有無電弧、無涌流、響應快等優(yōu)點，并且該智能電容器投切開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，綜合成本低，使用壽命長。優(yōu)選地，三相母線I的一相母線上設(shè)有用于檢測該相母線電流的電流傳感器9，該電流傳感器9與控制器8連接。該電流傳感器9可起到過流保護的作用。電流傳感器9采用LZZBJ-35W的電流互感器，電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成的，將電流互感器的一次繞組串在熔斷器6和斷路器2之間的線路中，電流互感器的二次繞組串接在控制器8的輸入端用于將采集三相母線I每相電流的電流信號輸送給控制器8。電壓傳感器10采用電壓互感器，電壓互感器主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成，在本裝置中采用三個電壓互感器并將三個單相電壓互感器接成Y0/Y0形，電壓互感器的一次繞組與三相母線I的每相連接，電壓互感器的二次繞組分別接入控制器8的輸入端用于分別檢測三相母線11每相的電壓信號并輸送給控制器8。在該裝置中，在智能投切開關(guān)4和投切電容組5之間連接電抗器3，是因為當投切電容組5分段投切時，會產(chǎn)生很高的暫態(tài)電流，并且在一段已經(jīng)投入運行，再投入另一段與之并聯(lián)時，暫態(tài)電流會非常的高，在投切電容組5上串聯(lián)電抗器3，可以使涌流減少到控制設(shè)備可承受的范圍內(nèi)。該高壓無功自動補償裝置中，三相母線I的每相母線依次與熔斷器6、隔離開關(guān)
11、避雷電路7、斷路器2、智能投切開關(guān)4、電抗器3和投切電容組5連接，電流傳感器9和電壓傳感器10設(shè)置在避雷電路7和斷路器2之間，在三相母線I的一相母線上設(shè)置有電流傳感器9，該電流互感器采集該相母線的電流信號并輸送給控制器8，可起到過流保護的作用；三相母線I的另兩相母線分別與控制器8連接，其中的一相母線與控制器8之間連接有熔斷器6 ;該高壓無功自動補償裝置進行工作時，先接合隔離開關(guān)11，再接合斷路器2，電流傳感器9和電壓傳感器10分別采集電路中的電流信號和電壓信號并輸送給控制器8，控制器8對電流傳感器9和電壓傳感器10輸送的信號分別進行處理，進而根據(jù)電流傳感器9和電壓傳感器10檢測出的功率因數(shù)信號判斷控制投切電容組5的投切量并輸出控制信號，智能投切開關(guān)4接收和執(zhí)行來自控制器8的指令，完成投切電容組5的投切動作，從而調(diào)節(jié)補償容量；另外，根據(jù)補償容量的大小，可在三相母線I上并聯(lián)多個功率補償支路，從而提高電網(wǎng)電能質(zhì)量和穩(wěn)定性，并且在使用時具有損耗小，不產(chǎn)生諧波的優(yōu)點。在需要對電路進行檢修時，進行斷電操作，其操作為先斷開斷路器2，后斷開隔離開關(guān)11。本高壓無功自動補償裝置可用于35KV線路，它根據(jù)電壓、電流、功率因數(shù)等參數(shù)，利用控制器8控制投切電容組5的投切，提高了功率因數(shù)，降低了損耗，改善了電壓質(zhì)量；并且本裝置能對配電網(wǎng)中的無功和諧波進行補償，不僅達到節(jié)能降耗的目的，還減少了用電裝置的損害及由諧波引起的事故。本高壓無功自動補償裝置可通過無線通訊模塊、GPRS和CDMA等通訊方式實現(xiàn)近程控制和遙測遙調(diào)。CDMA (Code Division Multiple Access)又稱碼分多址,是在無線通訊上使用的技術(shù)，CDMA允許所有使用者同時使用全部頻帶(1.2288Mhz)，且把其他使用者發(fā)出訊號視為雜訊，完全不必考慮到訊號碰撞問題。實施例二:如圖2所示，實施例二的內(nèi)容基本與實施例一的內(nèi)容相同，不同點在于，該高壓無功自動補償裝置中，投切電容組5包括三個電容器，三個電容器為星形連接，所述三個電容器的一端相互連接并在其連接點上連接有避雷電路7，三個電容器的另一端與智能投切開關(guān)4之間還串聯(lián)有熔斷器6。其熔斷器6與電抗器3的位置可互換。該投切電容組5為三個電容器的一端連接在一起，形成星形結(jié)構(gòu)，在星形結(jié)構(gòu)的連接點上連接避雷電路7，可有效地防止輸電線路雷擊跳閘事故的發(fā)生，為線路提供了可靠的保護；三個電容器的另一端分別通過熔斷器6與智能投切開關(guān)4連接，一旦線路有短路故障，熔斷器6立刻跳開，防止對投切電容組5和線路造成損害；在本實施例中，連接在線路中的電抗器3和投切電容可針對特定諧波組成LC調(diào)諧回路，使濾波支路對某次諧波阻抗很低，這條濾波支路起到濾波的作用。實施例三:如圖3所不,實施例三的內(nèi)容基本與實施例一的內(nèi)容相同，不同點在于,該高壓無功自動補償裝置中，投切電容組5包括三個電容器，所述的三個電容器為三角形接法，其三個角與上述的電抗器3之間分別串聯(lián)有電容和熔斷器6。將投切電容組5采用三角形連接，在兩兩投切電容的連接點與電抗器3之間分別串聯(lián)電容和熔斷器6，一旦線路有短路故障，熔斷器6立刻跳開，可有效防止對投切電容組5和線路造成的損害，提高電網(wǎng)的安全性；并且在本實施例中，連接在線路中的電抗器3和電容針對特定諧波組成LC調(diào)諧回路，使濾波支路對某次諧波阻抗很低，這條濾波支路起到濾波的作用。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了三相母線1、斷路器2、電抗器3、智能投切開關(guān)4、投切電容組5、熔斷器6、避雷電路7、控制器8、電流傳感器9、電壓傳感器10、隔離開關(guān)11等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種高壓無功自動補償裝置，其特征在于，該裝置包括斷路器(2)、智能投切開關(guān)(4)、電抗器(3)和投切電容組(5)，所述智能投切開關(guān)(4)的三個輸入端分別通過斷路器(2)與三相母線(I)的每相連接，所述斷路器(2)和三相母線(I)之間串聯(lián)有隔離開關(guān)和避雷器，所述智能投切開關(guān)(4)的三個輸出端分別通過電抗器(3)與投切電容組(5)連接，所述的斷路器(2)、智能投切開關(guān)(4)、電抗器(3)和投切電容組(5)串聯(lián)形成的支路為功率補償支路，該功率補償支路有若干組且分別并聯(lián)在三相母線(I)上，本裝置還包括控制器(8 )、用于檢測三相母線(I)每相電流的電流傳感器(9 )和用于檢測三相母線(I)每相電壓的電壓傳感器(10 )，所述的電流傳感器(9 )和電壓傳感器(10 )設(shè)置在避雷電路(7 )和斷路器(2)之間并均與控制器(8)的輸入端連接，所述控制器(8)的輸出端與上述的智能投切開關(guān)(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓無功自動補償裝置，其特征在于，該裝置還包括與控制器(8)的輸出端連接的用于在控制器(8)控制智能投切開關(guān)(4)工作時進行顯示的指示燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓無功自動補償裝置，其特征在于，所述的隔離開關(guān)和三相母線(I)之間串聯(lián)有熔斷器(6 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓無功自動補償裝置，其特征在于，所述的隔離開關(guān)(11)采用GW5-35D/1250型的隔離開關(guān)(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓無功自動補償裝置，其特征在于，所述的投切電容組(5)包括三個電容器，所述的三個電容器為三角形接法，其三個角分別與上述的電抗器(3)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓無功自動補償裝置，其特征在于，所述的投切電容組(5)包括三個電容器，所述的三個電容器為三角形接法，其三個角與上述的電抗器(3)之間分別串聯(lián)有電容和熔斷器(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓無功自動補償裝置，其特征在于，所述的投切電容組(5)包括三個電容器，所述的三個電容器為星形連接，所述三個電容器的一端相互連接并在其連接點上連接有避雷電路(7)，三個電容器的另一端與智能投切開關(guān)(4)之間還串聯(lián)有熔斷器(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的高壓無功自動補償裝置，其特征在于，所述的智能投切開關(guān)(4)采用WBF系列智能電容器投切開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓無功自動補償裝置，其特征在于，所述的三相母線(I)的一相母線上設(shè)有用于檢測該相母線電流的電流傳感器(9)，該電流傳感器(9)與控制器(8)連接。
專利摘要本實用新型提供了一種高壓無功自動補償裝置，屬于電網(wǎng)無功功率補償技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的裝置使用于35kV變電站時，存在補償精確度不高，不夠安全的問題。本高壓無功自動補償裝置包括斷路器、智能投切開關(guān)、電抗器和投切電容組，智能投切開關(guān)通過斷路器與三相母線的每相連接，斷路器和三相母線之間串聯(lián)有隔離開關(guān)和避雷器，智能投切開關(guān)通過電抗器與投切電容組連接，本裝置還包括控制器、用于檢測三相母線每相電流的電流傳感器和用于檢測三相母線每相電壓的電壓傳感器，電流傳感器和電壓傳感器設(shè)置在避雷電路和斷路器之間并均與控制器的輸入端連接，控制器的輸出端與智能投切開關(guān)連接。本裝置在使用時安全性高且補償精確度高。
文檔編號H02J3/18GK203014389SQ20122074792
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月30日
發(fā)明者林海涌, 周鶴銘, 劉志遠, 顏安軍 申請人:浙江紫光電器有限公司