[发明专利]用于电力网络的可调无功功率补偿器

说明书

技术领域

本发明涉及用于电力传输或配电网络的无功功率补偿器，尤其涉及一种系统，其中电抗器或电容组上的电压由自耦变压器调节。

背景技术

取决于电力传输或配电网络中总负载的特性，通常存在电容性或电感性无功功率。架空线本身代表感抗，但如今呈增长趋势的地下电缆，为电力网络创建电容性无功功率。通常在商业合同中，一个固定的窗口允许用于无功功率[Q]，例如大约有效功率[P]的计算的最大4％电容性或16％电感性功率。

无功功率补偿装置是为了保持相关的无功功率在要求的窗口并且保持其尽可能地低将减少无功功率的成本。无功功率变化并且因此存在可调节的无功功率补偿器的需要。能够测量电抗器或电容组以创建足够的无功功率，但随后我们具有过补偿的风险。

电容组可包含配备有断路器的几个电容，断路器能根据电容性补偿的需要使电容器彼此并联连接在电容组中。缺点是需要几个断路器或另外仅有几个调整步骤。

并联电抗器可具有可移动的铁芯，该铁芯能根据电感性补偿的需要调节其电感。缺点是相比固定电抗器结构更复杂。

WO97／22169公开了一种具有经由可调节自耦变压器供电的(电容性或电感性)无功组的无功功率补偿设备。创建的补偿无功功率与无功组上的电压相关。

具有配备有载抽头变换器的次级绕组的自耦变压器给出几个步骤来调节补偿比例并且通过换向切换可加倍的步骤的数量。

由于自耦变压器的次级绕组连接到其初级绕组的带电端，因此仍然存在显著的缺点。

首先，设计并制造这种具有连接到带电端的次级绕组的自耦变压器以处理浪涌电压而没有损坏的风险是个挑战。根据标准可循，用于110kV自耦变压器的浪涌测试电压在输入端可为例如550kV，但从次级绕组的端部到地的电压甚至可升高至900kV。

三相系统的另一缺点在于由于自耦变压器的次级绕组之间的高电压将使用三个独立的单相抽头变换器。

此外，在加／减开关用于替代用于抽头变换器的线性开关的情况中，电抗器或电容器带电端的电压达到比网络的额定相电压高的水平。次级绕组的端电压与自耦变压器的比率成正比。因此要求如自耦变压器自身以及无功组、电抗器或电容器组的组件的介电强度在实践中相应地高百分之十。

最后，IEC60076-5标准，涉及电力变压器中处理承受短路的能力表示如果组件(如这里的电抗器或电容器组)外部连接到变压器箱的即连接到变压器箱之外，短路电流应由串联电抗限制于变压器中。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种无功功率补偿器从而减轻上述缺点。本发明的目的由在独立权利要求中限定的本发明实现。从属权利要求中公开了一些实施例。

本发明提供了自耦变压器的尺寸中一个重要的优点，由于浪涌电压更容易做到并且需要更少的绝缘材料，而且从带电部件到接地部件的更短间隙足够，因为更低电压允许自耦变压器的壳体更小。另一优点在于更便宜，可使用一种结合的三相有载抽头变换器类型，因为相位的次级绕组之间的较低电压差。在外接电抗器和／或电容器组的情况中，承受短路的能力可以通过布置在每个初级绕组中的抽头提供无功组件容易地布置。进一步的优点在于由一个包含可通过断路器连接的电抗器和电容器组两者的无功功率补偿装置自动补偿电容性或电感性无功功率两者的能力。

附图说明

以下，将参考附图借助于一些实施例的方式以更详细的细节来描述本发明，其中，

图1示出了根据本发明用于三相电网的无功功率补偿器的主电路图。

图2示出了具有有载抽头变换器和外部电抗器和电容器组的无功功率补偿器的电路图。

具体实施方式