[發明專利]一種無功補償裝置

在審

• 申請號: 202010159096.1
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111181171A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 孔玲玲;曹云強;王三桃;徐武;徐天奇;范菁
• 申請（專利權）人: 云南民族大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01;H02H7/26
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明提出了一種無功補償裝置，包括：互感器、高壓真空接觸器、電容器保護裝置、一級電容器組、二級電容器組、真空斷路器、二次控制裝置、功率因數控制器、電抗器、避雷器。本發明裝置能有效提供一種變電站場地受限制時10千伏無功補償的解決方案；也可應用高壓真空接觸器投切電容器組，優化了無功補償的動態調節，提高了系統的可靠性能。

技術領域

本發明涉及一種無功補償裝置，具體涉及一種用于變電站的無功補償裝置。

背景技術

無功功率補償Reactive power compensation，簡稱無功補償，在電力供電系統中起提高電網的功率因數的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少電網的損耗，使電網質量提高。反之，如選擇或使用不當，可能造成供電系統，電壓波動，諧波增大等諸多因素。

現有的變電站變供區內供電負荷的增長及現有兩臺主變運行情況較差，但空間有限，很難實現有限場地內的無功補償的動態調節。

發明內容

為了解決現有技術中存在的傳統動態無功補償過程中存在的功率因數和母線電壓波動偏大的問題，本發明提出一種變電站場地受限制時10千伏無功補償的解決方案，具體是通過以下技術方案來實現的：

一種無功補償裝置，包括：互感器、高壓真空接觸器、電容器保護裝置、一級電容器組、二級電容器組、真空斷路器、二次控制裝置、功率因數控制器、電抗器、避雷器；

所述無功補償裝置補償容量為6000千乏，所述一級電容器組為固定容量3600千乏的電容器組，所述二級電容器組為調節容量2400千乏的電容器組，所述一級電容器的投切由真空斷路器實現，所述二級電容器組利用高壓真空接觸器進行投切，所述避雷器接在導線和地之間，與被保護設備并聯，限制電容器切斷瞬時產生危險的過電壓，所述電抗器在無功補償裝置中用來抑制電容投入時的涌流、抑制諧波、與電容配比濾除諧波電流功能，所述一級電容器組和二級電容器組分別配備有電容保護裝置，用于過流保護和不平衡電壓保護，所述一級電容器的投切開關真空斷路器具有過流保護的功能，所述功率因數控制器輸入端連接母線端的電壓互感器和電流互感器，輸出端連接真空接觸器。

進一步的，所述高壓真空接觸器型號為VSC-12/400。

進一步的，所述真空斷路器型號為3AH5。

進一步的，所述功率因數控制器采集10千伏的母線電壓及電流，經A/D轉換器將所得電壓電流轉換為數字信號，推入DSP進行計算，可以得到10千伏側的功率因數值，并通過判斷，當處于預先設定的投切范圍時，發出控制信號給二級電容器真空接觸器的執行機構，完成二級電容器的投切。

進一步的，所述二級電容器投入和退出點之間有一段隔離區，以避免在投入退出點時真空投切器頻繁動作，降低設備的使用壽命。

進一步的，所述退出點需要經過計算，優化選取，最優退出點的選取應按照設定二級電容器投入保證的功率因數為退出點為退出后并且考慮裕度的功率因數為三者滿足如下關系：經計算，可以得到之間的關系為：

其中：S為主變的運行容量，按額定容量的67％來選取，為二級電容器與一級電容器容量之比，S_C2為二級電容器的額定容量，這樣，確定了系統的電能質量要求取裕度得到系統在二級電容器退出后的運行點再通過式上述公式便可以計算得到二級電容器的退出點

進一步的，所述裝置的過流保護由一級電容器保護裝置完成，一旦由于短路故障裝置過流，斷路器將切除整套電容器裝置，所述保護裝置在整定電流時采取改變定值區的方法來實現實時更新，具體為：在無功補償裝置初始調試時，選用裝置的兩個定值區，分別設定二級電容器投入與否的整定值，后臺系統根據實時監測投切器的位置信號將對應的定值區號下裝到保護裝置即可。