[发明专利]一种用于末端集中负荷的配电网综合无功调压补偿装置

说明书

本发明公开了一种用于末端集中负荷的配电网综合无功调压补偿装置，综合无功调压补偿装置由补偿系统和控制系统组成。补偿系统包括电容器、阻尼回路、限压器、旁路断路器及可控断路器和快速开关，用以提升持续运行电压下的电压质量。控制系统包括电流互感器、电压互感器、电压比较器、功率因数监测设备、功率因数比较器、逻辑运算电路以及触发电路构成。该装置通过识别负荷节点的电压及功率因数，通过可控断路器调整为串联电容补偿或并联电容补偿工作状态，以保证无功补偿的适应性及可靠性。本发明主要用于改善配电网的电能质量，尤其适用于对负荷集中于配电网线路末端且功率因数低的集中大负荷的电压补偿。

技术领域

本发明属于电力系统无功补偿、电压调整技术领域，具体涉及一种用于末端集中负荷的配电网综合无功调压补偿装置。

背景技术

电压质量通常包括电压偏差、电压频率偏差、电压不平衡、电压波动与闪变、电压谐波等。电压偏差指供电系统在正常运行方式下，某一节点的实际电压与系统标称电压(即额定电压)之差与系统标称电压之比的百分数。电压偏差是电压质量的重要指标之一。

合理的调整配电网沿线电压，是保证用户用电质量的根本。采用并联电容补偿装置可以提高功率因数、降低有功损耗，减小电压降落；采用串联电容补偿装置可以提供容性阻抗抵消线路的感性阻抗，改善线路沿线电压质量。但这两种方式都存在各自的局限性。当配电网末端带有集中大负荷时，采用传统的单一联电容补偿装置或并联电容补偿装置无法适应负荷的容量或功率因数变化。针对不同的负荷，采用的无功补偿技术也不同，因此由必要开发一种综合无功补偿装置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于末端集中负荷的配电网综合无功调压补偿装置，应用于配电网系统中，用于配电网系统中改善电压质量。

为达到上述目的，本发明所述一种用于末端集中负荷的配电网综合无功调压补偿装置，应用于配电网系统中。综合无功调压补偿装置包括一台电容器C、一台电感线圈L、一台阻尼电阻R、一台限压器F、第一断路器QF1、第二断路器QF2、第三断路器QF3、旁路断路器QF4和快速开关K，第一至第三断路器均为可控断路器。

对于补偿系统，电容器C用于补偿配电网线路发生的电压降落，使负荷节点电压满足规定的电能质量要求。阻尼电感L与阻尼电阻R并联、再与一台快速开关K串联，构成阻第一断路器QF1连接于电容器C与负荷Q之间，第二断路器QF2连接于电容器C与接地体之间，第三断路器QF3连接于电容器C的电源侧与负荷Q之间。当第一断路器QF1闭合、第二断路器QF2断开、第三断路器QF3断开时，综合无功调压补偿装置处于串联补偿工作状态；当第一断路器QF1断开、第二断路器QF2闭合、第三断路器QF3闭合时，综合无功调压补偿装置处于并联补偿工作状态。

控制系统包括电源、电流互感器、电压互感器、电压比较器、功率因数监测设备、功率因数比较器、逻辑运算电路以及触发电路。

电源系统使用太阳能电池板进行吸能储能，通过升压电路及稳压电路给控制系统及其他电力电子器件供电。

电压互感器监测线路末端的电压，功率因数监测设备通过电压互感器与电流互感器监测功率因数，它们将信号传递给电压比较器及功率因数比较器，两个比较器输出逻辑信号给逻辑运算电路，运算结果输出给触发电路产生脉冲送入断路器的控制电路。