[实用新型]10kV配网串联补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及10kV配网串联补偿装置。

背景技术

配网电压质量是衡量供电质量是否符合标准的一项重要指标，其质量的优劣直接关系到用电设备的安全经济运行和生产的正常运作，而且随着社会的发展，电网公司及电力用户对电压质量的要求日趋提高。然而，我国配电网建设相对输电网严重滞后，其网架薄弱，设施老化，线径小，线路长(尤其是山村线路)，配电变压器数量多，甚至较多线路带有多台大容量的电动机或变化迅速的工业负荷，往往导致线路末端电压低、电压跌落严重。部分地区配电网因其自身的网架结构和负荷分布等因素存在一些较严重的电压质量的问题：1)山区线路较长，线路末端的电压过低；2)某些线路上分布较多小水电站，使得丰水期时这些线路的电压偏高。

以往采取的解决措施主要有：改变变压器分接头、更换线径更大的导线和采用分散式并联无功补偿。其中，第一种方法最为常用，但该方法可调范围小，不能解决整条长线路的电压问题；第二种方法的投资费用高且回收效益低，不适合解决配网低电压这一普遍性的问题；第三种方法采用的并联无功补偿装置往往数量多，维护量大，开关动作频繁，噪声大，响应速度慢，而且往往会引起“重载时电压低、轻载时电压高”的问题。

串联补偿技术在输电网中能够显著提高输电线路利用效率，促进实现电力长距离、大容量、高效率传输；应用于电压较低的辐射状配电线路可改善电压分布情况、减小电压闪变。其结构和控制相对简单，十分适用于改善长距离配网线路末端电压偏低及分布有小水电的线路在丰水期电压过高的情况。但串联补偿技术在配电线路中的实际工程应用存在下面几个问题：

(1)线路上的配电变压器和串联电容器之间有可能产生铁磁谐振，危害到配电线路上的电气设备安全。现有的解决方法是在电容器两端并联电阻器，然而该方法存在电阻器功耗过大的问题。

(2)现有配网串补装置的保护一般采用金属氧化物压敏电阻(MOV)和触发间隙的方式。然而该类设备保护装置实现复杂、体积较大、价格昂贵、维护困难。如图3b所示为三种保护方案。

(3)串补装置电容器组若有一只或若干只电容器损坏，会引起该相电压和电流的变化从而造成线路三相不平衡。该现象会造成诸如电能损耗增加、用电设备运行受影响等问题。

(4)线路充电时会产生配电变压器励磁涌流现象，该励磁涌流能达到变压器额定电流的6～10倍。配电线路的重合闸现象所造成的励磁涌流会引起串补电容器过压，从而影响设备的安全运行和使用寿命。

(5)现有串补装置的运行工况缺乏实时获取信息的手段，包括投入/旁路、开关及电容器设备是否正常、二次设备是否正常等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供10kV配网串联补偿装置，能够有效解决现有10kV配电线路电压不稳定的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：10kV配网串联补偿装置，包括投切操作开关、传感器、电容器组、设备保护装置、控制器和实现控制器与设备保护装置通讯的光电转换系统；

所述投切操作开关包括置于线路上的投切断路器、分别安装在投切断路器两端的隔离开关；

所述传感器包括电压互感器、与电容器组串联的电流互感器、与电容器组并联的电压互感器；

所述设备保护装置包括每一相为一对反并联可控硅的三相高压可控硅、与三相高压可控硅串联的一体化阻尼电抗/电阻器、与电容器组并联的旁路接触器；

所述光电转换系统包括传输光纤和光电转换器；

所述控制器包括可编程逻辑芯片、电平转换器、光电隔离器和AD采样芯片，所述光电隔离器与光电转换器和电平转换器连接，AD采样芯片与电流互感器、电压互感器和电平转换器连接，电平转换器与可编程逻辑芯片连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：1)装置具备检测铁磁谐振发生的功能，通过电压互感器采集线路电压若干个连续的值，将这些值通过谐振判断领域的可靠算法计算得出一个比值，将其与控制器设定的阀值进行比较从而判断是否产生谐振。若产生谐振则采取短时旁路的方式保护装置。该方法简单易行，配合短时旁路躲避谐振产生时对串补装置的影响，无需额外的设备，经济可靠。