[发明专利]一种串联补偿零损耗限流一体化系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统配电设备限流技术领域，具体涉及一种串联补偿零损耗限流一体化系统。

背景技术

随着经济的发展，电负荷也随之急剧的增长，中高压长距离输电线路带来的电压质量问题逐渐暴露出来。对于人口密度较小的地区，供电半径较大，输电线路普遍较长。在早期负荷较轻的情况下，受端电压尚可满足使用需求；但随着社会进步和经济发展，重负载用户不断增加，负荷电流在线路上的压降明显加大，造成对负荷的供电电压质量严重超标，负荷高峰时有的线路末端电压只有额定电压的80%，导致附近的工业和居民用电设备不能正常运行，直接影响了该地区人民的生产和生活。

众所周知电力系统发生短路故障时，短路电流一般为额定电流几十倍，甚至上百倍，随着电负荷的急剧增长，不断增大的短路电流对电力系统电气设备的冲击越来越大；同时，现有的断路器的开断能力已难以满足开断巨大短路电流。因此为解决这一重大难题，限流电抗器被串接回路中的方式广泛应用在电力系统输配电系统中。限流电抗器串联在回路中虽可限制短路电流强度，减小短路电流对电力系统中电气设备的冲击，以及维持母线电压，避免短路故障的进一步扩大。但串联限流电抗器却有很多不足之处，首先，限流电抗器串联回路中产生巨大的无功损耗也给用户造成很大的经济负担；其次，在选取限流电抗器的电抗值时，往往存在着满足限制短路电流的要求后，额定电流下用户端电压过低的矛盾。电力系统输配电网的长距离输送过程中，输电线路也会产生感抗，实质上已等同形成了一种隐形、潜在的串接用户负载回路中的电抗器，同样造成用户端电压降低，同时又有较大的无功损耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串联补偿零损耗限流一体化系统，该系统结构简单、安全可靠，既可以通过串联补偿电容器，以补偿线路的分布感抗，提高了系统的稳定性，改善线路的电压质量，加大送电距离和增大输送能力，从而提高了电能的综合利用率。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括安装在配电柜中的串联补偿电容器、限流电抗器、放电保护系统、智能保护系统和智能控制系统；所述串联补偿电容器用于补偿电路中的感抗，所述限流电抗器用于限制电路中的短路电流，所述放电保护系统用于串联补偿电容器短接保护后释放其电能，所述智能保护系统用于保护串联补偿电容器不被烧坏，所述智能控制系统用于控制限流电抗器的投退。

所述放电保护系统包括限流阻尼器和氧化锌非线性电阻，所述限流阻尼器的输入端与所述串联补偿电容器的进线端相连，其输出端经氧化锌非线性电阻与串联补偿电容器的出线端相连。

所述限流阻尼器由电感L和电阻R并联组成。

所述智能保护系统包括并联在串联补偿电容器两端的高速涡流开关，所述高速涡流开关通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。

所述智能保护系统还包括并联在串联补偿电容器两端的双向可控硅。

所述智能控制系包括并联在限流电抗器两端的支路开关，所述支路开关通过安装在配电柜中的控制器控制其开断。

所述高速涡流开关为真空灭弧断路器。

所述支路开关为真空灭弧断路器。

由上述技术方案可知，本发明结构简单、安全可靠，既能通过串联补偿电容器，以补偿线路的分布感抗，提高系统的稳定性，改善线路的电压质量，加大送电距离和增大输送能力，提高了电能的综合利用率。负载回路中串接的限流电抗器通过智能控制系统控制其投退，使得在正常供电运行状态下，限流电抗器被支路开关短接，无论负载如何变化，使用户负载端电压等于母线电压。限流电抗器被支路开关短接后，不会给用户造成任何的经济负担，在额定运行状态下，实现限流电抗器零损耗的经济目的。当电力系统发生短路故障时，控制器通过快速算法判断出短路故障，立即向高速涡流开关发出合闸命令，高速涡流开关能在2毫秒以内迅速合闸，快速投入限流电抗限制短路电流；确保限流电抗器能有效限制短路电流的强度，减小短路电流对电力系统中电气设备的冲击，避免短路故障的进一步扩大。

附图说明

图1是本发明的电气原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：