[发明专利]电容器综合在线监测技术在高压无功补偿装置中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及到高压无功补偿装置领域，尤其涉及到一种电容器综合在线监测技术在高压无功补偿装置中的应用。

背景技术

高压10千伏系统无功补偿设备一般安装在变电站内采用集中补偿调节方式，但高压10千伏线路布局分散，具有馈电线路长、功率因数低、线路损耗大、电能质量差等特点；随着新兴科技的不断发展，高效率非线性负荷产品得以普遍应用，但用户负载的非线性、冲击性、不平衡的用电特性，致使电网系统瞬时无功始终处在高度频繁变化过程中。

在配电线路上安装高压并联电容器是一种很好的补偿方式，特别是对降低线路损耗、提高无功补偿效率、改善电压质量有立竿见影的效果。是需要解决投切开关的频繁动作能力和电容的可靠性监测，分布式高压无功补偿设备易损坏、易用性差、维护难等一系列问题一直难以解决。

1、发展状况

随着现代化工、民用电的高速发展，电能源已经成为目前人类最重要的能源之一；非线性负荷的普遍应用，大量谐波注入电网，用户负载的非线性、冲击性、不平衡的用电特性，致使电网系统电能质量不断恶化。

在我国工、民电器设备技术的不断提高和相应的一些高技术国外公司在我国内地投资办厂，电能源的质量问题已经影响到正常的工业技术发展；一些高端精加工产业领域，需要安全、稳定、可靠以及高质量的“精细”电源，我国原有的开放式管理造成的“粗电”电源已经不能满足现有工业企业以及人们日常生活的应用与发展。

我国从80年代起，在分布式(柱上式)高压无功补偿这一领域中进行了大量的研究和实践，取得了许多经验和很好的经济效益。但是由于投切开关、自动控制器等电气设备的技术、造价等方面的问题，阻滞了柱上式装置的推广应用。大多仍停留在简易型、非自动投切的水平上。

2、分布式高压无功补偿技术应用情况以及技术缺陷和存在的问题

a)自动控制技术不完善：

目前大多控制装置结构如图1所示，内部处理器一般主要以16位的DSP/单片机为主要数据处理器，一般都是简单的按照电压、功率因数以及时间等参量控制投切电容器；装置一般大多都工作在户外无人区，这一工作条件容易出现过压、过流以及过温等情况，过压、过流以及过温直接影响到并联补偿电容器的使用寿命，由于补偿控制器缺少智能化多元素控制技术应用，进一步缩小了电容器的使用寿命，也同时增加了这一设备的使用维护量和实际应用难度；

基于现有高压无功补偿装置的不足之处，本发明人研制了本发明一种“电容器综合在线监测技术在高压无功补偿装置中的应用”。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足所要解决的技术问题是：提供一种电容器综合在线监测技术在高压无功补偿装置中的应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明由电容器在线监测回路、全膜高压并联电容器、熔断器，永磁机构真空接触器、高压无功综合补偿控制器以及故障保护回路等部分组成。产品通过精心设计，重点解决将“高压电容器在线监测技术”应用到具有智能化和免维护的分布式高压无功补偿装置中，解决该设备在实际应用中出现的易损坏、易用性差、维护难等突出问题。

1、具有“电容器在线功能”的免维护型高压无功补偿装置的设计

具有“电容器在线功能”的免维护型高压无功补偿装置采用双处理器组成，其中一块完成无功补偿算法和控制功能，另外一块处理器完成对电容器运行参数的在线监测功能，双处理器内部采用CAN总线实现数据交换功能；

a)无功补偿算法和控制功能的实现：

该产品的高压无功自动补偿设计工作原理除了自身的新型设计之外可以覆盖其他无功自动补偿装置所具有的所以算法处理和控制功能；无功投切方式可以运用设定的六种控制方式之一，即时间、电压、时间电压、功率因数和无功功率以及谐波电流，其中任一种方式自动控制电容器的投切；其它无功自动补偿装置设计只采用时间、电压、时间电压、功率因数和无功功率等五种控制方式之一；实践运行经验证明，随着电网用电设备不断向科技化、现代化、复杂化以及高要求化方向发展，高效率化和高科技化的用电设备产生的二次污染排放“谐波”对系统设备的影响随量的增加日趋严重和复杂，同时谐波对无功补偿电容器的运行安全和实际功效的影响相当严重，主要是会引起电容器过负荷和过温运行，最终造成电容器的老化、击穿等现象；

针对系统谐波对电容器的影响，该装置在设计中增加了“谐波越限优化运行”程序设计，①在谐波越限大值区域内直接退出运行，②在谐波越限警戒区域内定制运行和离线时间间隔，达到提高提高设备的使用寿命和抗谐波影响能力，增强系统的稳定性；

b)补偿控制器保护功能的实现：