[发明专利]一种快速开关型多容值电容器串补装置

说明书

本发明属于电气设备技术领域，尤其是一种快速开关型多容值电容器串补装置，包括柜体和设置在柜体内的补偿电路，补偿电路两端并联有旁路刀闸；补偿电路包括依次串联的隔离刀闸一、串补支路、采样CT和隔离刀闸二，串补支路两端并联有避雷器支路、限流阻抗支路和PT采样支路；串补支路包括依次串联的串补电容一和串补电容二，串补电容一两端并联有由负荷开关和熔断器串联构成的调节支路；限流阻抗支路包括串联的快速开关和限流器；PT采样支路包括采样PT。本发明空间利用合理，结构设计简单，三相一体化，实现隔离刀闸与旁路刀闸的集成设计，可保证线路电压分布在合理水平，满足电能质量要求，运行维护方便。

技术领域

本发明属于电气设备技术领域，尤其是一种快速开关型多容值电容器串补装置。

背景技术

随着经济的持续高速发展，国民经济对电力电量的需求也在高速增长。10kV农网以及部分中压配电网，在人口密度小的区域，电力负荷比较分散且波动大，长距离辐射状供配电的情况比较普遍，线路越长，线路所产生的感抗就越大，在电流一定的情况下，线路末端的电压就越低；线路传输的无功负荷越大，线路末端的电压也越低。由此带来的负荷末端的电压质量问题严重，尤其是大型电动机等重负载设备启停时造成的电压波动及重负荷长距离输电的静态稳定裕度和低频振荡问题特别突出。

目前解决这一问题，多采用并联补偿或者串联补偿措施，其中，并联电容补偿是通过提高功率因素来改善电压质量，但电源侧母线电压最多只能提高到额定电压的1.1倍，只适用于集中补偿，不能解决线路电压分布问题，所以说并联电容补偿的补偿效果极为有限。而串联补偿技术无需外部控制或调度员操作就可以发挥作用，流过电容器和线路电感的电流相同，电容电压与电感电压正好相反，可以互相抵消，其响应速度可控并且快于并联电容器；通常，对于同样的电压变化，所需的串联电容器无功功率额定值远小于并联电容器额定值；串联电容器对系统的无功功率贡献与电流平方成正比，所以，负荷最大时它贡献的无功最多。并联电容器则相反，负荷最大时它的贡献最小，而且多半还伴随着低电压。虽然采用串联补偿装置效果虽好，且因技术复杂、价格昂贵、体积庞大，得不到广泛的推广应用。因此，研制开发运行控制简单、价格低廉、体积小、安装方便，适合于10kV电网的快速开关型串联补偿装置，具有非常重要的现实意义。

申请公布号为CN106655132A的专利文献公开了一种串补限流一体化装置，包括由电容C1、C2并联组成的补偿电容器组C，所述补偿电容器组C的进线端经隔离刀闸G1与配电柜的进线端相连，其出线端依次经限流电抗器L、隔离刀闸G2与配电柜的出线端相连，所述补偿电容器组C的两端并联有非线性电阻氧化锌FR及放电保护系统，所述限流电抗器L的两端并联有高速涡流开关K1，所述放电保护系统用于对补偿电容器组C短接保护后释放其电能，所述非线性电阻氧化锌FR用于保护补偿电容器组C不被烧坏。该结构采用串联补偿电容器对线路的电压质量进行改善的方案是将限流电抗进行了集成设计，需要两组快速开关，两组高速涡流快速开关，且其高速涡流快速开关未能实现紧凑化设计，两组高速涡流快速开关在运行上需要进行密切配合，其结构复杂，体积庞大，运行控制需考虑的因素多，设备运维技术要求高，并且该专利技术未能实现针对线路运行重负荷季节和轻负荷季节电容器多容值可调节设计。

授权公告号为CN205753416U的专利文献公开了一种三相一体化中压分布式串补装置，包括补偿电容器、阻尼器、氧化锌组件及其熔断器、放电开关、电子开关、采样PT和测量CT, 所述补偿电容器与阻尼器串联形成支路后与氧化锌组件及其熔断器、放电开关、电子开关、采样PT和测量CT并联，在并联后电路的其中一端连接有测量CT。该发明的结构虽然简单，可提高线路末端电压，可以防止大电路、高电压冲击安全性和可靠性比较高，减少补偿电容器的容量，但是该专利的结构设计总未包含隔离开关，现场安装应用时，为了运行检修方便，需要在三相一体化串补装置外部额外选配安装隔离开关，在对线路进行串联电容补偿改造时，所需要停电时间长，并且该专利串补电容值为固定设计，不能适应线路运行重负荷季节和轻负荷季节串联电容补偿度可调节设计。

发明内容