[发明专利]三相四线制电网部分调压调容无功补偿装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及三相四线制电网的无功补偿，属于晶闸管控制并联电容无功自动补偿技术领域，具体涉及一种三相四线制电网部分调压调容无功补偿装置及方法。

背景技术

三相四线制电网具有三相负荷不平衡严重、负荷变化频繁、负载功率因数较低等缺点，这不利于电网的安全高效运行。无功补偿是维持电网电压稳定，维护电力系统安全运行的重要手段，而并联电容器是电网进行无功补偿的重要手段。常规的电容器补偿装置采用三相等容量同时投切方式，容易造成某相过补偿，另一相却欠补偿的现象，而危及电网安全。另外常规的电容器补偿装置还存在补偿实时性差、补偿精度低和投切过程冲击电流较大等缺点。为了提高补偿精度，目前还出现了采用调压调容无功补偿技术，其根据Q_C=2πfCU²原理，当电容量C一定时，电容超前无功Q与电容两端电压U²成正比。这种无功补偿技术一般以自耦变压器作为调压设备，但自耦变压器本身是一种既耗能又产生无功的设备，自耦变压器容量大对经济运行极为不利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供针对三相四线制电网的特点及常规电容器补偿装置存在的不足，提出一种三相四线制电网部分调压调容无功补偿装置及方法。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种三相四线制电网部分调压调容无功补偿装置，包括U相、V相和W相调压调容无功补偿单元和控制单元，其中每相调压调容无功补偿单元主要由电流检测元件，电压检测元件，全压补偿电容组，自偶变压器和调压电容组组成；

每相电流检测元件串联在该相电网的火线上，每相电压检测元件并联在该相电网的火线和零线上，每相电流检测元件和每相电压检测元件的信号输出端与控制单元的输入端相连；

每相全压补偿电容组由n-1条并联在该相电网火线和零线上的并联支路组成；每条支路均由1个双向晶闸管B1i、1个熔断器Fi、1个电感Li和1个电容Ci串联而成；双向晶闸管B1i的T1端连接该相电网的火线，双向晶闸管B1i的T2端经熔断器Fi、电感Li和电容Ci与该相电网的零线相连；双向晶闸管B1i的T2端连接控制单元的输入端，双向晶闸管B1i的G端连接控制单元的输出端；上述i=1，2，……，n-1；其中n为每相电容的等分组数；

每相自偶变压器有m级输出电压即具有m个电压输出端，且相邻两电压输出端的级压差一致；该自偶变压器的输入端并联在该相电网的火线和零线上；

每相调压电容组由1个电容Cn、1个熔断器Fn和m个双向晶闸管B2j组成；每个双向晶闸管B2j的T1端连接自偶变压器的一个电压输出端，所有双向晶闸管B2j的T2端相连后分为2路，一路经熔断器Fn和电容Cn和接至该相电网的零线，一路连接控制单元的输入端；所有双向晶闸管B2j的G端均与控制单元的输出端相连；上述j=1，2，……，m；其中m为自偶变压器的电压输出端的个数。

上述方案中，每相自偶变压器相邻两电压输出端的级压差按无功差ΔQ_C一致来设计，即ΔQC=2πfCn(Uj2-Uj-12)=1m2πfCnU2;]]>上述j=1，2，……，m；m为自偶变压器的电压输出端的个数；f为电网的频率；Cn为电容Cn的电容值；U为相电压。

上述方案中，所述n和m均为大于等于3的整数。

基于上述装置所实现的三相四线制电网部分调压调容无功补偿方法，包括如下步骤：