[發明專利]智能高壓無功補償裝置及其方法

無效

• 申請號: 200910011362.X
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101604846A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 張浩
• 申請（專利權）人: 沈陽華巖電力技術有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 宋鐵軍

技術領域

本發明涉及一種智能高壓無功補償裝置及其方法，尤其涉及一種用于高壓電網并聯無功補償的選相投切電容補償裝置及其有載調容和無載調容方法。

背景技術

目前高壓電網并聯無功補償裝置包括有：非選相投切補償裝置、選相投切補償裝置和動態連續調節補償裝置。這些補償裝置均在存成本高、投切過程擾動、補償效果這三方面問題不能兼顧解決的問題。

上述的非選相投切補償裝置，投切過程對電網和補償裝置本身有很大沖擊，不宜頻繁投切。這類補償裝置，如果減少投切次數以減少沖擊并延長設備使用壽命，就會達不到良好的補償效果；如果要保證補償效果設置頻繁投切就會使電網頻繁受到沖擊，設備的使用壽命就大大降低。因此非選相投切的補償裝置僅適合無功需求變化緩慢的不需頻繁投切的場合。

上述的選相投切補償裝置，采用高精度的機械選相開關或半導體選相開關，可以避免投切過程的過壓、過流沖擊。由于選相開關造價較高，在多組投切的裝置中采用不經濟，因此也出現了有采用一套選相開關和一套預選開關的組合應用技術。這種組合技術只能無載調容，調容過程中會出現電網無功的大幅度波動。

上述的動態連續調節補償裝置通過對電抗器、變壓器的調節，改變補償裝置的無功輸出量。由于采用電抗器、變壓器以及大功率半導體器件，使得裝置自身的功率損耗很大，在改善電網質量的同時消耗較大的有功功率，同時高壓大功率半導體器件價格和散熱成本很高，不適合以節能為主要目的的應用。

發明內容

本發明針對上述現有技術存在的問題而提供一種僅用一套選相開關，實現多組電容的選相投切的低成本的智能高壓無功補償裝置及其方法，兼顧解決了成本、投切過程擾動和補償效果這三方面問題。該裝置選相投切高壓電容器組，避免了投切過電壓和投切涌流，不對電網產生有害沖擊，同時也延長了電容補償裝置壽命；各電容器組可以單獨投切，即有載調容，避免了工作中無載調容造成的電網無功大幅度波動；選相投切開關在投切時承載工作，投切后退出工作，對于采用半導體選相開關的補償裝置可以省掉開關本身的功率損耗及其大功率散熱單元的成本；組合式結構，可以實現根據無功需求的變化，增減補償容量和改變補償精度。

本發明智能高壓無功補償裝置的技術方案如下：

一種智能高壓無功補償裝置，其特征在于：它是由高壓選相投切單元和電容補償單元組通過雙母排連接構成；高壓選相投切單元包括選相投切開關和補償控制器，選相投切開關通過控制線與補償控制器連接；電容補償單元組是由多個具有相同的結構的電容補償單元構成，每個電容補償單元設有兩個高壓接觸器或高壓電動隔離開關，分別作為選通開關和工作開關；高壓選相投切單元選相投切電容補償單元；控制器通過控制線連接選相投切開關和各個電容補償單元的選通開關和工作開關的控制回路，根據電網無功需求發出組合動作控制信號，控制各電容器組的投切，各電容補償單元的電容器組無載分組后同時投入和切除，實現無載調容，或單獨投入和切除，實現有載調容。

所述的電容補償單元通過雙母線排與相鄰的電容補償單元或高壓選相投切單元連接，實現電容補償單元擴容組合，其中一條母線為工作承載母線，另一條母線為投切選通母線，電容補償單元沿直線左右布置，或根據安裝地點空間需要轉角布置，以實現靈活布局。

所述的選相投切開關，僅用一套，采用選相斷路器、選相接觸器或半導體選相開關，以在電容器補償單元投切過程中實現選相投切。

所述的補償控制器由若干電壓互感器、電流互感器及開關位置狀態檢測傳感元件，以及由單片機或可編程序控制器PLC、工業計算機IPC、邏輯電路組成的邏輯控制裝置，以通過檢測信息、人機界面信息和存儲記憶信息，綜合分析處理后發出組合動作控制信號，控制各電容器組無載分組選相投切或單獨選相投切調容。

本發明智能高壓無功補償方法，包括下述步驟：

(1)、有載調容補償

補償單元的投切操作根據需要投入和切除補償單元，需增加補償單元時，投入相應的補償單元；需替換補償單元時，先切除替下單元，后投入換上單元；有載調容過程僅做補償單元的增減，不需先切除全部補償單元，無載調容后再投入；

補償電容投入操作順序是，先通過關合選通開關，將選相投切開關與工作開關并聯，關合選相投切開關后，再關合工作開關，然后開斷選相投切開關和工作開關；

補償電容切除操作順序是，先通過關合選通開關，將選相投切開關與工作開關并聯，關合選相投切開關后，再開斷工作開關，然后開斷選相投切開關，再開斷選通開關；

選相投切開關在投切補償單元時復用，且選相投切開關操作為選相無擾操作，不會產生過電壓和過電流；