[实用新型]一种高压无涌流无功补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高压电力设备，具体地说是涉及一种高压无功补偿装置。

背景技术

在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；一种是有功功率，一种是无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。无功功率不消耗电能，但它是电气设备能够做功的必备条件。在配电系统中，变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。

随着近年来大量非线性负荷和逆变负荷的应用增多，电压、电流发生严重畸变，产生谐波。谐波的产生降低了功率因数，造成设备无功占据增大，从而进一步增加了电网损耗。电流在电感元件中做功时，电流滞后于电压90°。而电流在电容元件中做功时，电流超前电压90°。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180°。磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小，从而提高电能做功的能力，这就是无功补偿。

可见，在配电系统中，无功补偿装置是主要设备之一，其作用主要是提高功率因数，降低功率损耗和电能损耗，改善电压质量，减少用户电费支出，所以供电部门和用电单位对该无功补偿装置的要求都很高。

在上述无功补偿装置中，可以使用电容器来实现无功补偿；在使用电容器实现无功补偿的装置中，其一般包括测量装置、控制装置、开关和电容器组。在利用电容器实现其无功补偿的目的时，实时功率因数是一个非常重要的参数，其一般是根据供电系统实时功率因数作为控制电容器投切的依据；但是由于现有技术的电网中无功负荷变化的幅度及频率越来越快，这就导致了无功补偿装置实时功率因数的不断变化，从而使得电容器在短时间内不断投切，由于电容器在补偿瞬间投切过程中会产生很大的涌流，该涌流的电流量是几倍于额定电流的，所以很容易导致无功补偿装置中电容器的损坏。

现有技术中，对于解决上述无功补偿装置中的涌流问题，中国专利CN2687925Y公开了一种高压并联电容器无涌流无过电压投切装置，该装置包括高压隔离开关、开关变压器、断路器、高压开关；在电路设置上采用将高压隔离开关、开关变压器的高压绕组、断路器串联构成一个串联电路，高压开关和另一个断路器串联构成另一个串联电路，将上述两个串联电路并联后接高压并联电容器，开关变压器的低压绕组接可控硅(双向可控硅或单向可控硅反并联)，可控硅的控制极接可编程控制器。在该现有技术中，要实现无涌流的目的，其是通过控制电容器的电压保持与电源电压相等时将电容器接入电网的。选择在电容器的电压保持与电源电压相等时将电容器接入电网，进行开关的投切，由于此时电路中的电源电压较大，相应地其内部的电流也较大，这样就会由于不断地投切导致开关发热，影响高压隔离开关的机械寿命，给电网或者高压无功补偿设备的运行带来了隐患。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中选择在电容器电压等于电源电压时进行开关投切，容易由于频繁的开关投切导致开关发热，降低开关机械寿命，从而影响无功补偿设备安全运行，进而提供一种通过智能控制实现在电路实时电压为0时进行开关投切的无涌流无功补偿装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的无涌流无功补偿装置包括：一个或多个并联连接的补偿支路，所述补偿支路连接于母线上，由一个电容器回路和一个开关串联而成；

一个电压互感器，其一端与母线连接；所述电压互感器和一个控制器模块相连接；

所述控制器模块包括工频基准电压信号存储单元、投切时刻计算单元和投切信号输出单元；

所述工频基准电压信号存储单元和投切时刻计算单元相连接，所述工频基准电压信号存储单元将其内部存储的工频基准电压信号输送至所述投切时刻计算单元内；

所述电压互感器与控制器模块的投切时刻计算单元相连接，将其测量得到的实时电压信号输入至所述投切时刻计算单元内；

所述投切信号输出单元和所述投切时刻计算单元相连接，所述投切时刻计算单元根据输入的工频基准电压信号和实时电压信号计算出投切时刻，并将该投切时刻信号输送至所述投切信号输出单元内；