基于快速開關(guān)型串聯(lián)補償裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于快速開關(guān)型串聯(lián)補償裝置，包括A相、B相和C相；A相、B相和C相中的每相均包括串補電容器組、金屬氧化物限壓器、阻尼電阻和阻尼電抗，還包括兩個隔離開關(guān)、第一電壓互感器、第一電流互感器和第二電流互感器；其中，第一電壓互感器與串補電容器組并聯(lián)；第一電流互感器與串補電容器組串聯(lián)；金屬氧化物限壓器與第二電流互感器串聯(lián)的串聯(lián)電路與串補電容器組并聯(lián)；阻尼電阻與阻尼電抗并聯(lián)構(gòu)成阻尼裝置。本實用新型信號處理速度達到3ms以內(nèi)，通過上述措施來確保線路發(fā)生短路后的11ms內(nèi)將串聯(lián)電容器快速旁路，大幅度縮短了過電壓的持續(xù)時間，使氧化鋅組件所需能容量大大減少，從而達到減小安裝空間和降低造價的目的。
【專利說明】
基于快速開關(guān)型串聯(lián)補償裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于中壓配網(wǎng)串聯(lián)補償技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種串聯(lián)補償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，用電負荷日益增長，與此同時，電網(wǎng)公司及電力用戶對電壓質(zhì)量的要求也越來越高。然而我國配電網(wǎng)建設(shè)相對落后，尤其是農(nóng)網(wǎng)供電線路，普遍存在供電線路半徑大，供電負荷分散，線路分支多等客觀因素，造成末端電壓偏低，甚至有的已遠遠超出電網(wǎng)供電電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，給用電用戶帶來不可估量的影響。
[0003]串聯(lián)補償裝置是解決配電網(wǎng)遠距離供電電壓質(zhì)量的最佳方法和途徑，在配電網(wǎng)中串聯(lián)一組電容器，可以抵消線路上的感抗，在補償度小于I時，可以等效“縮短”了線路的物理長度，提高末端電壓，增加系統(tǒng)輸送能力，降低網(wǎng)損，節(jié)約能源。可以看出，電容器組是串聯(lián)補償裝置的核心，因此，電容器組的保護設(shè)備必不可少。
[0004]如圖1所示，傳統(tǒng)的電容器組保護設(shè)備(即串補裝置)主要包括串補電容器組1、金屬氧化物限壓器(M0V)2、旁路斷路器3、阻尼電阻4、阻尼電抗5、旁路開關(guān)12和火花間隙13。當(dāng)線路發(fā)生短路故障時，短路電流會在串補電容器組I上產(chǎn)生高電壓，MOV 2的作用就是吸收短路電流的能量，限制串補電容器組I上的過電壓。當(dāng)MOV 2吸收的能量超過其自身允許的極限吸收能量時，啟動火花間隙13及旁路斷路器3，此時串補電容器組I及M0V2被旁路，從而對串補電容器組I進行保護。
[0005]但是，上述傳統(tǒng)的串補裝置由于火花間隙13、旁路斷路器3的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造成整體裝置技術(shù)復(fù)雜、體積龐大，在中壓配電線路上得不到廣泛應(yīng)用，同時，由于氧化鋅組件(MOV2)所需的巨大能容量，使得氧化鋅組件并聯(lián)柱數(shù)增多，安裝空間和造價都進一步增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種基于快速開關(guān)型串聯(lián)補償裝置。
[0007]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種基于快速開關(guān)型串聯(lián)補償裝置，包括A相、B相和C相;A相、B相和C相中的每相均包括串補電容器組、金屬氧化物限壓器、阻尼電阻和阻尼電抗，其特征在于，還包括兩個隔離開關(guān)、第一電壓互感器、第一電流互感器和第二電流互感器;其中，第一電壓互感器與串補電容器組并聯(lián);第一電流互感器與串補電容器組串聯(lián);金屬氧化物限壓器與第二電流互感器串聯(lián)的串聯(lián)電路與串補電容器組并聯(lián);阻尼電阻與阻尼電抗并聯(lián)構(gòu)成阻尼裝置。
[0009]進一步的，還包括一個旁路斷路器和一個快速開關(guān);每相中的串補電容器組的兩端分別串聯(lián)一隔離開關(guān)后連接旁路斷路器的兩端;每相中的阻尼裝置與快速開關(guān)串聯(lián)后再與金屬氧化物限壓器和第二電流互感器組成的串聯(lián)電路并聯(lián)；
[0010]進一步的，還包括兩個第二電壓互感器，其中一個第二電壓互感器連接在A相的串補電容器組的出線端與B相的串補電容器組的出線端之間，另一個第二電壓互感器連接在B相的串補電容器組的出線端與C相的串補電容器組的出線端之間。
[0011]本實用新型的有益效果是:基于快速開關(guān)型串聯(lián)補償裝置，采用合閘時間小于8ms的快速真空開關(guān)替代傳統(tǒng)串補裝置所采用的可控火花放電間隙和旁路開關(guān)，信號處理速度可以達到3ms以內(nèi)，通過上述措施來確保線路發(fā)生短路后的IIms內(nèi)將串聯(lián)電容器快速旁路，大幅度縮短了過電壓的持續(xù)時間，使氧化鋅組件所需能容量大大減少，從而達到了減小安裝空間和降低造價的目的。
【附圖說明】
[0012]圖1是傳統(tǒng)的串聯(lián)補償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實用新型的基于快速開關(guān)型串聯(lián)補償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014I圖3是串補自動控制示意圖。
[0015]圖中各標(biāo)號含義:1.串補電容器組，2.金屬氧化物限壓器，3.旁路斷路器，4.阻尼電阻，5.阻尼電抗，6.快速開關(guān)，7.隔離開關(guān)，8.第一電壓互感器，9.第二電壓互感器，10.第一電流互感器，11.第二電流互感器，12.旁路開關(guān)，13.火花間隙。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0017]如圖2所示，本實用新型給出的基于快速開關(guān)型串聯(lián)補償裝置，采用三相一體箱式結(jié)構(gòu)，包括A相、B相和C相;其中，A相、B相和C相中的每相均包括串補電容器組1、金屬氧化物限壓器(M0V)2、阻尼電阻4、阻尼電抗5、兩個隔離開關(guān)7、第一電壓互感器8、第一電流互感器10和第二電流互感器11;其中，第一電壓互感器8與串補電容器組I并聯(lián)，用于采集串補電容器組I兩端的三相電壓;第一電流互感器10與串補電容器組I串聯(lián)，用于采集串補電容器組I的三相電流;MOV 2與第二電流互感器11串聯(lián)的串聯(lián)電路與串補電容器組I并聯(lián);第二電流互感器11用于采集流過MOV 2的三相電流;阻尼電阻4與阻尼電抗5并聯(lián)構(gòu)成阻尼裝置。
[0018]本實用新型還包括一個旁路斷路器3(三相一體)和一個快速開關(guān)6(三相一體)。上述每相中的串補電容器組I的兩端分別串聯(lián)一隔離開關(guān)7后連接旁路斷路器3的兩端;每相中的阻尼裝置與快速開關(guān)6串聯(lián)后再與MOV 2和第二電流互感器11組成的串聯(lián)電路并聯(lián);快速開關(guān)6是實現(xiàn)串補電容器組I投切的關(guān)鍵部件，代替了傳統(tǒng)串補裝置的旁路開關(guān)12與火花間隙13。
[0019]本實用新型還包括兩個第二電壓互感器9，其中一個第二電壓互感器9連接在A相的串補電容器組的出線端與B相的串補電容器組的出線端之間，另一個第二電壓互感器9連接在B相的串補電容器組的出線端與C相的串補電容器組的出線端之間；第二電壓互感器9用于采集出線側(cè)的系統(tǒng)電壓Uab、Ubc。
[0020]如圖3所示，使用本實用新型時有兩種狀態(tài):投入狀態(tài)和退出狀態(tài)。
[0021]投入狀態(tài):旁路斷路器3分閘，快速開關(guān)6分閘，隔離開關(guān)7合閘。
[0022]退出狀態(tài):旁路斷路器3合閘，快速開關(guān)6合閘，隔離開關(guān)7分閘。
[0023]投入狀態(tài)和退出狀態(tài)進行轉(zhuǎn)換的方法為:
[0024]由退出狀態(tài)轉(zhuǎn)換到投入狀態(tài)的方法:首先合閘隔離開關(guān)7，然后分閘快速開關(guān)6與旁路斷路器3;
[0025]由投入狀態(tài)轉(zhuǎn)換到退出狀態(tài)的方法:首先合閘快速開關(guān)6，然后合閘旁路斷路器3，最后分閘隔離開關(guān)7。
[0026]應(yīng)用本實用新型進行線路故障處理包括如下步驟:
[0027]步驟I:當(dāng)線路出現(xiàn)短路故障，執(zhí)行步驟2;當(dāng)線路出現(xiàn)過電壓故障，執(zhí)行步驟3;當(dāng)線路出現(xiàn)過流故障(即第一電流互感器10采集到的流過串補電容器組I的電流大于或等于設(shè)定的保護閾值)，執(zhí)行步驟4;
[0028]步驟2:進行短路故障處理。具體是:短路電流必定在串補電容器組I上產(chǎn)生高電壓，當(dāng)串補電容器組I兩端的電壓大于或等于MOV 2的動作電壓時，MOV 2工作，使串補電容器組I短接，以限制串補電容器組I的過電壓。同時，控制器對此故障有雙層保護，硬件保護與軟件保護，當(dāng)控制器通過第二電流互感器11檢測到M0V2中有電流通過，且電流到達硬件保護門限或軟件保護閾值時，都能對快速開關(guān)6與旁路斷路器3發(fā)出合閘指令，這樣保證串補電容器組I與MOV 2在I Ims內(nèi)快速旁路。
[0029]步驟3:過電壓故障處理，具體是:采集第二電壓互感器9發(fā)送的系統(tǒng)電壓Uab、Ubc，當(dāng)Uab與Ubc其中任意一個電壓大于或等于設(shè)定的電壓保護閾值，且過壓時間超過控制器中設(shè)定的延時時間時，在3ms內(nèi)對快速開關(guān)6發(fā)出合閘指令，使串補電容器組I快速旁路；
[0030]步驟4:過流故障處理，具體是:采集第一電流互感器10發(fā)送的流過串補電容器組I的三相電流，當(dāng)其中任意一相電流大于或等于設(shè)定的電流保護閾值，且過流時間超過設(shè)定的延時時間時，在3ms內(nèi)使快速開關(guān)6在I Ims內(nèi)合閘，從而使串補電容器組I快速旁路。
[0031]以上所述僅為本實用新型的具體實施例，但本實用新型的技術(shù)特征并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型的領(lǐng)域內(nèi)所作的變化或修飾皆涵蓋在本實用新型的專利范圍之中。
[0032]上述方法的操作可以通過人工控制監(jiān)控實現(xiàn)，也可以通過如微處理器、單片機等控制單元的自動控制實現(xiàn)。電壓互感器與電流互感器的輸出均與控制器相連，控制器的輸出與快速開關(guān)6和旁路斷路器3相連。
[0033 ]經(jīng)試驗，從短路電流出現(xiàn)開始，上述短路保護操作可在I Ims內(nèi)將串補電容器組I快速短接，大幅度縮短了過電壓的持續(xù)時間，從而使金屬氧化物限壓器M0V2所需的能容量大大減少。同時，采用MOV 2電流作為快速開關(guān)6的動作指令，直接硬件驅(qū)動，響應(yīng)速度快，抗干擾能力強。
【主權(quán)項】
1.一種基于快速開關(guān)型串聯(lián)補償裝置，包括A相、B相和C相;A相、B相和C相中的每相均包括串補電容器組、金屬氧化物限壓器、阻尼電阻和阻尼電抗，其特征在于，還包括兩個隔離開關(guān)、第一電壓互感器、第一電流互感器和第二電流互感器;其中，第一電壓互感器與串補電容器組并聯(lián);第一電流互感器與串補電容器組串聯(lián);金屬氧化物限壓器與第二電流互感器串聯(lián)的串聯(lián)電路與串補電容器組并聯(lián);阻尼電阻與阻尼電抗并聯(lián)構(gòu)成阻尼裝置。2.如權(quán)利要求1所述的基于快速開關(guān)型串聯(lián)補償裝置，其特征在于，還包括一個旁路斷路器和一個快速開關(guān);每相中的串補電容器組的兩端分別串聯(lián)一隔離開關(guān)后連接旁路斷路器的兩端;每相中的阻尼裝置與快速開關(guān)串聯(lián)后再與金屬氧化物限壓器和第二電流互感器組成的串聯(lián)電路并聯(lián)。3.如權(quán)利要求1所述的基于快速開關(guān)型串聯(lián)補償裝置，其特征在于，還包括兩個第二電壓互感器，其中一個第二電壓互感器連接在A相的串補電容器組的出線端與B相的串補電容器組的出線端之間，另一個第二電壓互感器連接在B相的串補電容器組的出線端與C相的串補電容器組的出線端之間。
【文檔編號】H02J3/18GK205509513SQ201620302257
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】王恒, 張曉軍, 武佳, 吳耀輝, 謝冬其, 成正勇, 胡均浩, 葛萬勇, 袁靜, 王喆, 魏圣鋼
【申請人】西安森寶電氣工程有限公司