[發明專利]一種用于配電網的串聯電容補償裝置及方法

無效

• 申請號: 201310698112.4
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103746385A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 張力淼;牛宇干;汪峰;王俊良;王永華;宋佰鵬;張冠軍
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司平頂山供電公司;陜西德瑞森電氣工程有限公司;西安交通大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

1.一種用于配電網的串聯電容補償裝置，其特征在于，包括：電流互感器（2）、電容器（3）、電壓互感器（4）、阻尼回路（5）、阻尼電抗（6）、火花間隙（7）、旁路開關（8）和控制器（9）；其中電容器（3）串聯接入輸電線路（1）中，相并聯的阻尼電阻（5）和阻尼電抗（6）組成阻尼回路，火花間隙（7）與旁路開關（8）并聯，火花間隙（7）、阻尼回路、電容器（3）相串聯，電流互感器（2）跨接在輸電線路（1）中測量輸電線路（1）的電流，電壓互感器（4）測量輸電線路的電壓并給控制器（9）和旁路開關（8）供電；電流互感器（2）、電壓互感器（4）分別將其測量的電流信號、電壓信號發送給控制器（9）。

2.如權利要求1所述的用于配電網的串聯電容補償的裝置，其特征在于，電容器（3）正常運行時，旁路開關（8）斷開，控制器（9）通過電流互感器（2）和電壓互感器（4）獲得輸電線路（1）的電流和電壓信號，獲取輸電線路（1）的運行狀態，判斷輸電線路（1）是否存在故障。

3.如權利要求2所述的用于配電網的串聯電容補償的裝置，其特征在于，當輸電線路（1）發生故障時，流過電容器（3）的電流和其兩側電壓發生變化，電流互感器（2）和電壓互感器（4）將電流信號和電壓信號輸送到控制器。

4.如權利要求2所述的一種用于配電網的串聯電容補償的裝置，其特征在于，當流過電容器（3）的電流超過其額定運行電流的1.5倍時，控制器（9）發出信號，控制旁路開關（8）合閘將電容器（3）旁路，實現電容器過壓保護，待輸電線路（1）恢復正常供電后，流過電容器（3）的電流恢復正常，控制器（9）發出信號使旁路開關（8）分閘，電容器（3）投入運行。

5.如權利要求2所述的一種用于配電網的串聯電容補償的裝置，其特征在于，當流過電容器（3）的電流超過其額定運行電流的1.5倍時，電容器（3）兩側出現過電壓，火花間隙（7）自擊穿，電容器（3）、阻尼回路與火花間隙（7）組成放電回路，電容器（3）開始放電。

6.如權利要求5所述的用于配電網的串聯電容補償的裝置，其特征在于，在電容器（3）放電時，阻尼回路抑制放電電流幅值和振蕩頻率，加快放電電流的衰減速度，保護電容器（3）和火花間隙（7）。

7.如權利要求1所述的用于配電網的串聯電容補償的裝置，其特征在于，所述的控制器（9）包括單片機系統、信息調理電路、鍵盤、指示燈和液晶顯示器，單片機系統根據電流互感器（2）發送的電流信號及電容器（3）的容抗實時計算電容器（3）兩端的電壓，當計算所得電壓或電壓互感器（4）發送的電壓超過設定值時控制器（9）向旁路開關（8）發出合閘指令。

8.一種用于配電網的串聯電容補償的方法，其特征在于，包括以下操作：

1）根據輸電線路中負荷的分布情況及負荷大小確定用于電容補償的電容器的位置和補償容抗：

a)對于負荷僅分布在末端的輸電線路，電容器設置在輸電線路末端，其補償容抗X_c，結合需要末端所需要的抬升電壓量ΔU''由（3）式得到；

ΔU″=QXCU+jPXCU---(3)]]>

b)對于負荷分布均勻的輸電線路，電容器設置在輸電線路1/3～1/2范圍內，結合需要末端所需要的抬升電壓量ΔU''由（3）式得到；

c)對于復雜的輻射型線路，電容器補償裝置優化配置的目標函數設定為輸電線路的電壓畸變量最?。?/p>

φ=Σi=1mφi=1TΣi=1m∫0T(Ui-UnUn)2dt=MIN---(5)]]>

其中，m為輸電線路總的負荷點數目，U_n為輸電線路的額定電壓，在線路中i處的電壓U_i畸變量在時間T內的平均值φ_i為：

φi=1T∫0T(Ui-UnUn)2dt---(4)]]>

由（5）式得到電容器的位置和補償容抗；

2）確定電容器的位置和補償容抗后，組裝權利要求1所述的用于配電網的串聯電容補償的裝置。