[发明专利]一种中高压串联补偿及深度限流系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统线路电压补偿和限制短路电流技术领域，尤其是一种中高压串联补偿及深度限流系统。

背景技术

随着经济的发展，用电负荷的急剧增长，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无法正常运行，只有能补偿电能在输送过程中的电压损失，才能使广大工矿企业及居民生产生活不受影响。

随着用电用电负荷的急剧增长，各支路发生短路故障发生的几率也随着剧增，当母线下某一条支路发生短路，短路故障能迅速拉低母线电压给整条线路造成不可估量的损失，只有快速大幅限制短路电流防止短路故障的进一步扩大，才能保证在下游支路发生短路故障时母线处不受影响。目前，市场上现有串联补偿装置不具有限制短路电流的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、安全可靠、动作快，可以补偿线路的分布感抗，提高了系统的稳定性，大幅限制短路电流，防止短路故障范围的进一步扩大的中高压串联补偿及深度限流系统。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种中高压串联补偿及深度限流系统，包括用于系统正常运行时退出线路电压补偿支路和限流支路的第一高速涡流开关K1、与第一高速涡流开关K1相并联的用于补偿系统电压的线路电压补偿支路，以及与线路电压补偿支路相并联的用于系统发生短路故障后限制短路电流的限流支路；所述线路电压补偿支路由补偿电容器C和第二高速涡流开关K2串联组成，所述限流支路由限流电抗器L和第三高速涡流开关K3串联组成。

所述第一高速涡流开关K1、第二高速涡流开关K2、第三高速涡流开关K3均由安装在配电柜中的控制器控制其开断。

所述第一高速涡流开关K1、第二高速涡流开关K2、第三高速涡流开关K3均为真空灭弧断路器。

所述第一高速涡流开关K1、补偿电容器C、第二高速涡流开关K2、限流电抗器L和第三高速涡流开关K3均安装在配电柜内。

所述补偿电容器C的一端与系统的进线端AL1相连，补偿电容器C的另一端与第二高速涡流开关K2的进线端相连，所述第二高速涡流开关K2的出线端与系统的出线端AL2相连。

由上述技术方案可知，本发明具有结构简单、安全可靠、节省变压器投资及运行损耗等优点，能在系统电压过低时及时抬升系统电压；在支路发生短路故障时大幅限制短路电流，防止短路故障范围的进一步扩大，又可以实现短路故障切除后迅速退出限流电抗器起到零损耗的作用。

附图说明

图1是本发明的电气原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种中高压串联补偿及深度限流系统，包括用于系统正常运行时退出线路电压补偿支路和限流支路的第一高速涡流开关K1、与第一高速涡流开关K1相并联的用于补偿系统电压的线路电压补偿支路，以及与线路电压补偿支路相并联的用于系统发生短路故障后限制短路电流的限流支路；所述线路电压补偿支路由补偿电容器C和第二高速涡流开关K2串联组成，所述限流支路由限流电抗器L和第三高速涡流开关K3串联组成。

如图1所示，所述第一高速涡流开关K1、第二高速涡流开关K2、第三高速涡流开关K3均由安装在配电柜中的控制器控制其开断。所述第一高速涡流开关K1、第二高速涡流开关K2、第三高速涡流开关K3均为真空灭弧断路器。所述第一高速涡流开关K1、补偿电容器C、第二高速涡流开关K2、限流电抗器L和第三高速涡流开关K3均安装在配电柜内。所述补偿电容器C的一端与系统的进线端AL1相连，补偿电容器C的另一端与第二高速涡流开关K2的进线端相连，所述第二高速涡流开关K2的出线端与系统的出线端AL2相连。

本发明的工作原理如下：当控制器检测到线路电压过低时，命令第一高速涡流开关K1快速断开，第二高速涡流开关K2迅速闭合使补偿电容器C快速投入，通过补偿电容器C将该条支路的电压迅速抬升到额定电压附近。当控制器检测到末端电压恢复时将第一高速涡流开关K1迅速闭合，然后将第二高速涡流开关K2断开，防止出现过补偿状况；当控制器检测到该支路出现短路时第三高速涡流开关K3迅速闭合，第一高速涡流开关K1迅速断开将限流电抗器L迅速投入后，将故障支路短路电流大大降低。当短路故障被切除后，控制器控制第一高速涡流开关K1立即闭合，然后第三高速涡流开关K3断开，将限流电抗器L退出，防止限流电抗器L长期投入消耗大量无功损耗和用户端电压过低的实际运行问题。