专利名称：一种消弧线圈补偿系统和补偿方法
技术领域：
本发明涉及配电网领域，尤其涉及一种消弧线圈补偿系统和相应的补偿方法。
背景技术：
配电网故障中的80%左右为单向接地故障，为了提高供电的可靠性，配电网大多 数都采用消弧线圈接地的方式。随着近年电缆的大量使用，供电系统日益面临消弧线圈补 偿容量不足的问题。当一个变电所所安装的消弧线圈容量已经不能满足系统电容电流增加 的需要时，现有技术通常的解决方案是更换容量更大的消弧线圈，这种方法虽然能够暂时 解决消弧线圈补偿容量不足的问题，但可扩展性不佳，当消弧线圈容量增大到一定程度后， 这种方法难以实施。此外，更换下来的设备不易进行处理，从而造成资源的浪费。再者，容 量越来的消弧线圈通常体积越大，由于土建和场地等因素的限制，无限制地更换体积更大 的消弧线圈也是不允许的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消弧线圈补偿系统和补偿方法，能够轻松解决系统电 容电流不断增加出现的消弧线圈补偿不足的问题。为实现上述目的，本发明提供一种消弧线圈补偿系统，包括位于变电站中的自动 补偿式消弧线圈设备、位于环网站中的固定式消弧线圈设备、以及控制主机；所述自动补偿式消弧线圈设备和固定式消弧线圈设备共同对系统的电容电流进 行补偿，所述自动补偿式消弧线圈设备的补偿电流值可以调节，所述固定式消弧线圈设备 的补偿电流值固定不变；所述控制主机用于实时监测系统的电容电流，并根据电容电流的大小向自动补偿 式消弧线圈设备发送调节其补偿电流值的指令，以使自动补偿式消弧线圈设备的补偿电流 值与固定式消弧线圈设备的补偿电流值之和与系统的电容电流相当。优选地，每个环网站中的固定式消弧线圈的补偿电流值均小于该环网站所带负荷 的电容电流之和。优选地，每个固定补偿消弧线圈设备后的阻尼电阻被短接。优选地，所述自动补偿式消弧线圈设备为线圈匝数可调节的消弧线圈设备。另一方面，本发明还提供一种利用消弧线圈补偿系统对系统的电容电流进行补偿 的方法，所述消弧线圈补偿系统包括位于变电站中的自动补偿式消弧线圈设备、位于环网 站中的固定式消弧线圈设备、以及控制主机；所述自动补偿式消弧线圈设备和固定式消弧 线圈设备共同对系统的电容电流进行补偿，所述自动补偿式消弧线圈设备的补偿电流值可 以调节，所述固定式消弧线圈设备的补偿电流值固定不变；所述方法包括所述控制主机实时监测系统的电容电流；所述控制主机根据监测到的电容电流，向自动补偿式消弧线圈设备发送调节其补偿电流值的指令；所述自动补偿式消弧线圈设备接收到指令后，调节其补偿电流值，使得自动补偿 式消弧线圈设备的补偿电流值与固定式消弧线圈设备的补偿电流值之和与系统的电容电 流相当。优选地，所述自动补偿式消弧线圈设备调节其补偿电流值是通过调节其线圈匝数 实现的。借助本发明提供的消弧线圈补偿系统和方法采用集中补偿和分布补偿相结合的 方式，能够轻松解决系统电容电流不断增大导致的消弧线圈补偿不足的问题，当系统的电 容电流增大造成现有的系统补偿容量不足的问题时，只需要适当地增加固定式消弧线圈设 备的数量就能适应新的需求，避免了现有技术中需要更换消弧线圈设备造成递增的投资， 还避免了被更换下来的设备被闲置浪费，节省了可观的设备费用。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例中消弧线圈补偿系统中的多台消弧线圈设备联机运行的系 统状态图；图2是消弧线圈补偿系统的零序回路示意图；图3是图2示出的零序回路的简化等效电路图；图4是图3中的电路图中的虚线框内部分的等效戴维南电路图；图5是主消弧线圈设备L的中性点电流的相量图；图6是本发明实施例提供的消弧线圈补偿系统对系统的电容电流进行补偿的方 法的示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明中提供的消弧线圈补偿系统在变电站内安装自动补偿式消弧线圈设备，可 以保证其容量至少在系统电容电流的50%以上，位于变电站中的自动补偿式消弧线圈设备 作为主消弧设备，对系统电容电流进行集中补偿。在环网站中安装固定式消弧线圈设备，所 有环网站中的固定式消弧线圈设备作为从消弧设备，对系统电容电流进行分布补偿。自动补偿式消弧线圈设备的补偿电流值可以调节，固定式消弧线圈设备的补偿电 流值固定不变。可以根据环网站所在地区的电容电流分布情况选择容量合适的固定式消弧 线圈设备。本发明将自动补偿式消弧线圈设备的集中补偿与多台固定式消弧线圈设备的分布补偿相结合，其原理与消弧线圈设备单机运行类似，所有消弧线圈设备的总补偿电流值 为全部消弧线圈设备的补偿电流值之和。通过并联固定式消弧线圈，不管固定式消弧线圈 的数量为多少，只要消弧线圈设备的总容量与系统的等值电容匹配即可。控制主机用于实时监测系统的电容电流，并根据电容电流的大小向自动补偿式消 弧线圈设备发送调节其补偿电流值的指令，以使自动补偿式消弧线圈设备的补偿电流值与 固定式消弧线圈设备的补偿电流值之和与系统的电容电流相当。在本发明中，环网站中的 固定式消弧线圈设备负责对该站下属的线路的电容电流进行补偿，变电站内的自动补偿式 消弧线圈设备负责补偿系统内剩余的电容电流。由于固定式消弧线圈设备一经部署，其补 偿电流值就是不变的，而自动补偿式消弧线圈设备的补偿电流值可以根据系统电容电流的 变化灵活进行调整，这样通过自动补偿式消弧线圈设备对其电容电流进行的自动调整，使 得整个消弧线圈补偿系统工作在自动调谐的状态下。需要说明的是，为了增大系统部署的灵活性，也可以选用单机带有不同档位的固 定式消弧线圈设备，这种固定式消弧线圈设备在工作前可以通过人工调整其补偿电流值， 但是这与自动补偿式消弧线圈设备在工作过程中仍可以自动调整其补偿电流值是不同的。以下详细的消弧线圈补偿系统的具体工作方式。图1示出了本发明中的消弧线圈补偿系统中的多台消弧线圈设备联机运行的系 统状态图。其中，GRID表示电网，可以将其作为黑盒处理，在本发明实施例中不需要考虑其 具体结构及内部连接关系。L为设置于变电站中的自动补偿式消弧线圈设备，其作为主消弧 线圈设备山 LnS固定式消弧线圈设备，其作为从消弧线圈设备。主消弧线圈设备所在 的线路带有阻尼电阻R，可以改变电抗值；从消弧线圈设备所在的线路不带阻尼电阻，不能 改变电抗值。通过改变主消弧线圈设备L的电感值，控制主机采集到系统的电气量，进而计 算系统的电容电流。以下详细分析计算的方法。当各个母联开关闭合后，系统的零序回路示意图如图2所示，其中U。’、U。/、 U02\……UJ分别为各个消弧线圈设备所在的消弧支路的不平衡电压，Cs为系统总的对地 电容。在并列运行的消弧线圈补偿系统中，由于从消弧线圈设备均为固定式消弧线圈设备， 其电感值保持不变。图3是图2示出的零序回路的简化等效电路图。利用戴维南定理可以将图3中虚线框内的部分转换为图4虚线框内所示的等效戴 维南电路，转化为电源与阻抗的串联。其中，Zp = jXCs//jXLp'，在图中，Zp仍标记为Ζ。 XCs表示系统电容的容抗，XLP’表示各从消弧线圈设备的并联感抗。于是满足下面的关系
权利要求
1.一种消弧线圈补偿系统，其特征在于，包括位于变电站中的自动补偿式消弧线圈设 备、位于环网站中的固定式消弧线圈设备、以及控制主机；所述自动补偿式消弧线圈设备和固定式消弧线圈设备共同对系统的电容电流进行补 偿，所述自动补偿式消弧线圈设备的补偿电流值可以调节，所述固定式消弧线圈设备的补 偿电流值固定不变；所述控制主机用于实时监测系统的电容电流，并根据电容电流的大小向自动补偿式消 弧线圈设备发送调节其补偿电流值的指令，以使自动补偿式消弧线圈设备的补偿电流值与 固定式消弧线圈设备的补偿电流值之和与系统的电容电流相当。
2.根据权利要求1所述的消弧线圈补偿系统，其特征在于，每个环网站中的固定式消 弧线圈的补偿电流值均小于该环网站所带负荷的电容电流之和。
3.根据权利要求1所述的消弧线圈补偿系统，其特征在于，每个固定补偿消弧线圈设 备后的阻尼电阻被短接。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的消弧线圈补偿系统，其特征在于，所述自动补 偿式消弧线圈设备为线圈匝数可调节的消弧线圈设备。
5.一种利用消弧线圈补偿系统对系统的电容电流进行补偿的方法，其特征在于，所述 消弧线圈补偿系统包括位于变电站中的自动补偿式消弧线圈设备、位于环网站中的固定式 消弧线圈设备、以及控制主机；所述自动补偿式消弧线圈设备和固定式消弧线圈设备共同 对系统的电容电流进行补偿，所述自动补偿式消弧线圈设备的补偿电流值可以调节，所述 固定式消弧线圈设备的补偿电流值固定不变；所述方法包括所述控制主机实时监测系统的电容电流；所述控制主机根据监测到的电容电流，向自动补偿式消弧线圈设备发送调节其补偿电 流值的指令；所述自动补偿式消弧线圈设备接收到指令后，调节其补偿电流值，使得自动补偿式消 弧线圈设备的补偿电流值与固定式消弧线圈设备的补偿电流值之和与系统的电容电流相当。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述自动补偿式消弧线圈设备调节其补 偿电流值是通过调节其线圈匝数实现的。
全文摘要
本发明提供一种消弧线圈补偿系统和利用消弧线圈补偿系统对系统的电容电流进行补偿的方法，该系统包括位于变电站中的自动补偿式消弧线圈设备、位于环网站中的固定式消弧线圈设备、以及控制主机；自动补偿式消弧线圈设备和固定式消弧线圈设备共同对系统的电容电流进行补偿，自动补偿式消弧线圈设备的补偿电流值可以调节，固定式消弧线圈设备的补偿电流值固定不变；控制主机用于实时监测系统的电容电流，并根据电容电流的大小向自动补偿式消弧线圈设备发送调节其补偿电流值的指令，以使自动补偿式消弧线圈设备的补偿电流值与固定式消弧线圈设备的补偿电流值之和与系统的电容电流相当。
文档编号H02H9/08GK102097799SQ20111002738
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者何辅江, 凌荣光, 张彦, 李光军, 王伟, 胡杰, 高颂九 申请人:宁波市鄞州供电局