用于并联电力电容器无功补偿装置的高可靠性投切电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开用于并联电力电容器无功补偿装置的高可靠性投切电路，其断路器、隔离开关、电抗器和并联电力电容器串联连接；断路器和隔离开关之间的导线上安装有电流互感器，所述并联电力电容器并联连接有一放电线圈，此放电线圈主要由初级线圈、铁芯和次级线圈组成，此初级线圈的两端分别连接到并联电力电容器的两端；一投切开关连接到所述并联电力电容器与电抗器相背的中性点侧，投切开关的中性点和接地之间设置有一高压高阻值的放电电阻；隔离开关一侧设置有一地刀开关，此隔离开关的动触点端连接到地刀开关的静触点端，地刀开关的刀柄与隔离开关的刀柄联锁连接。本实用新型提高使用寿命和电力系统运行安全可靠性，避免发生开关重击穿可大大降低电力系统恶性事故率。
【专利说明】 用于并联电力电容器无功补偿装置的高可靠性投切电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于并联电力电容器无功补偿的高可靠性投切电路，属于电力电网【技术领域】。
【背景技术】
[0002]现有补偿装置的投切普遍采用真空断路器或SF6断路器，采用真空断路器或SF6断路器常规投切并联电力电容器补偿装置时断路器安装在补偿装置的电源侧，切除并联电力电容器补偿装置都存在一定概率的开关重击穿从而会产生很高的过电压，会严重影响并联电力电容器补偿装寿命和安全运行，本专利技术就是在并联电力电容器补偿装置星形接线的中性点侧增加一台普通开关或真空接触器或负荷开关用于并联电力电容器补偿装置封星并作为并联电力电容器补偿装置常规投切，可避免切除并联电力电容器补偿装置开关重击穿，提高并联电力电容器补偿装置寿命和运行安全可靠性。因并联电力电容器补偿装置都配置有串联电抗器，可将合闸涌流限制在额定电流的20倍内，此时涌流对并联电力电容器补偿装置安全运行和寿命无大影响。
[0003]现在并联电力电容器补偿装置三相都是采用星形联接接线，并联电力电容器补偿装置额定电压一般为6 kV、10 kV、20 kV、35 kV和66kV。补偿装置的投切普遍采用真空断路器或SF6断路器，也有采用电力电子技术控制晶闸管投切电容器组(TSC);采用真空断路器或SF6断路器常规投切并联电力电容器补偿装置时断路器安装在补偿装置的电源侧切除并联电力电容器补偿装置时都存在一定概率的开关重击穿从而会产生很高的过电压，严重影响并联电力电容器补偿装置使用寿命和安全运行，且采用真空断路器或SF6断路器投切并联电力电容器补偿装置时断路器的许用额定电流只可用到其额定电流的三分之一至四分之一，即断路器的额定电流大打折扣；采用电力电子技术控制晶闸管投切电容器组(TSC)，虽然可实现过零投切达到不重击穿和无合闸涌流，但半导体大功率晶闸管运行时有功损耗大，需要采用纯净水或热管冷却系统，大功率高压晶闸管阀组需要通过多个晶闸管串并联联接达到所需电压和电流，晶闸管间均压和均流电路复杂，技术要求高、占地面积大、成本高，晶闸管间因均压和均流不合理易损坏，故障率高维护工作量大，运行成本高、可靠性差。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种用于并联电力电容器无功补偿的高可靠性投切电路，该用于并联电力电容器无功补偿的高可靠性投切电路大大提高并联电力电容器补偿装置使用寿命和电力系统运行安全可靠性，使用年限可大大提，不会发生开关重击穿可大大降低电力系统恶性事故率。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种用于并联电力电容器无功补偿的高可靠性投切电路，包括一端连接到电网的A相、B相和C相的断路器，此断路器另一端依次连接有隔离开关、电抗器和作为无功补偿的并联电力电容器，所述断路器、隔离开关、电抗器和并联电力电容器串联连接；所述断路器和隔离开关之间的导线上安装有电流互感器，所述并联电力电容器并联连接有一放电线圈，此放电线圈主要由初级线圈、铁芯和次级线圈组成，此初级线圈的两端分别连接到并联电力电容器的两端；一负荷开关或断路器或真空接触器连接到所述并联电力电容器与电抗器相背的中性点侧，所述负荷开关或断路器或真空接触器的中性点和接地之间可能附加设置有一高压高阻值放电电阻；
[0006]所述隔离开关一侧设置有一地刀开关，此隔离开关的动触点端连接到地刀开关的静触点端，地刀开关的刀柄与隔离开关的刀柄联锁连接，从而使得隔离开关闭合时地刀开关断开，隔离开关断开时地刀开关闭合。
[0007]上述技术方案中进一步改进方案如下:
[0008]1.上述方案中，所述投切开关为负荷开关、断路器或者真空接触器。
[0009]2.上述方案中，所述放电电阻的电阻值为0.1ΜΩ?200ΜΩ。
[0010]由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果:
[0011]本实用新型用于并联电力电容器无功补偿的高可靠性投切电路，其在并联电力电容器补偿装置星形接线的中性点侧增加一负荷开关或断路器或真空接触器用于并联电力电容器补偿装置封星联接并作为并联电力电容器补偿装置常规投切，可避免切除并联电力电容器补偿装置时开关重击穿，提高并联电力电容器补偿装置寿命和运行安全可靠性；因6 kV、10 kV、20 kV、35 kV和66kV电力系统为中性点不接地系统，允许单相接地运行一定的时间(如最长8h)，此时为了利于中性点侧普通开关或真空接触器或负荷开关封星联接并作为并联电力电容器补偿装置常规投切，同时在中性点与地间接入一个高阻值(0.1MΩ?200ΜΩ )高压放电电阻；其次，有了中性点对地高压高阻值放电电阻Rtl,只要控制中性点放电间常数τ= C0XR0^ 0.5ms，那怕此时存在单相接地故障，Ctl上剩余电压可能达Um，按RC放电回路特性，只要经过3 τ =3X0.5ms=l.5ms时间后C。上的剩余电压即可衰减几乎为0，由对称三相工频(频率50Hz)电路可知，第一相电流过零后要经过3.33ms (60°电角度)后第二相电流才过零，此时Ctl上的剩余电压早已衰减到0，可避免采用中性点侧封星接线的普通开关或真空接触器或负荷开关7切除并联电力电容器补偿装置时开关重击穿。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]附图1为本实用新型用于并联电力电容器无功补偿的高可靠性投切电路结构示意图。
[0013]以上附图中:1、断路器；2、隔离开关；3、电抗器；4、并联电力电容器；5、电流互感器；6、放电线圈；61、初级线圈；62、铁芯；63、次级线圈；7、负荷开关；8、MOA避雷器；9、放电电阻；10、地刀开关。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
[0015]实施例:一种用于并联电力电容器无功补偿的高可靠性投切电路，包括一端连接到电网的A相、B相和C相的断路器1，此断路器I另一端依次连接有隔离开关2、电抗器3和作为无功补偿的并联电力电容器4，所述断路器1、隔离开关2、电抗器3和并联电力电容器4串联连接；所述断路器I和隔离开关2之间的导线上安装有电流互感器5，所述并联电力电容器4并联连接有一放电线圈6，此放电线圈6主要由初级线圈61、铁芯62和次级线圈63组成，此初级线圈61的两端分别连接到并联电力电容器4的两端；一 MOA避雷器8位于电抗器3和并联电力电容器4之间的接点和接地之间；一负荷开关7连接到所述并联电力电容器4与电抗器3相背的一端，所述负荷开关7和接地之间设置有一高压高阻值放电电阻9 ；
[0016]所述隔离开关2 —侧设置有一地刀开关10，此隔离开关2的动触点端连接到地刀开关的静触点端，地刀开关10的刀柄与隔离开关2的刀柄联锁连接，从而使得隔离开关2闭合时地刀开关10断开，隔离开关2断开时地刀开关10闭合。
[0017]所述放电电阻9的电阻值为0.1ΜΩ?200ΜΩ，所述投切开关7为负荷开关、断路器或者真空接触器。
[0018]本实施例的用于并联电力电容器无功补偿的高可靠性投切电路工作过程如下:
[0019]并联电力电容器补偿装置正常运行投入时按下列顺序完成:先合上断路器1然后再合上负荷开关7，负荷开关7也可以是普通开关或真空接触器；并联电力电容器补偿装置正常运行切除或过负荷时切除按下列顺序完成:先断开封星普通开关或真空接触器或负荷开关7，然后断开断路器1，只有并联电力电容器补偿装置发生短路故障速断保护动作时才直接跳开断路器1切除并联电力电容器补偿装置。断路器开断(切断)并联电力电容器补偿装置之所以容易发生重击穿是因为电容器有储存电荷的能力且电荷不能在短时间(20ms?40ms)内泄放干净，而断路器开断交流电流产生的电弧只有在电流过零点才能电弧熄灭，只有电弧熄灭才真正完成开断电路，而电容器正弦交流电路性质是其两端子上的电压与流过的电流相位相差90°电角度，当电流过零时电压正好是其峰值Um，所以断路器开断三相对称电容器正弦交流电路时电容器上总存在剩余电荷即电容器上会存在剩余电压Um，因三相工频电源(频率50Hz)的电压是交变的，过半个周波(10ms)后电容器上的剩余电压极性与断路器断口电源侧交流电源电压极性相反，而电容器上剩余电压Um在如此短时间(10ms)内可认为保持不变，此时断路器断口上电压加倍即为2Um，若断路器断口绝缘强度恢复慢达不到能耐受2Um的电压，断路器断口就会击穿即发生所谓重击穿，若断路器断口发生多次击穿，则电容器上过电压就会按3、5、7……倍Um增加，此时电容器很容易发生击穿损坏甚至外壳爆炸，严重影响电力系统安全运行。本专利技术采用中性点侧封星接线的普通开关或真空接触器或负荷开关⑧切除并联电力电容器补偿装置时因中性点对地电容量C0很小，一般只有100pF?200pF，且并联电力电容器补偿装置正常运行时中性点对地电位为0，不存在产生重击穿的危险。
[0020]同时，中性点对地有高压高阻值放电电阻&，只要控制中性点放电间常数τ =C0XR0^ 0.5ms，那怕此时存在单相接地故障，C^上剩余电压可能达Um，按RC放电回路特性，只要经过3 τ =3X0.5ms=l.5ms时间后CQ上的剩余电压即可衰减几乎为0，由对称三相工频(频率50Hz)电路可知，第一相电流过零后要经过3.33ms (60°电角度)后第二相电流才过零，此时Q上的剩余电压早已衰减到0，可避免采用中性点侧封星接线的普通开关或真空接触器或负荷开关7切除并联电力电容器补偿装置时开关重击穿。
[0021]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于并联电力电容器无功补偿装置的高可靠性投切电路，其特征在于:包括一端连接到电网的八相、8相和相的断路器(1),此断路器(1)另一端依次连接有隔离开关口)、电抗器(3)和作为无功补偿的并联电力电容器(4),所述断路器〔0、隔离开关口)、电抗器(3)和并联电力电容器(4)串联连接；所述断路器(1)和隔离开关(2)之间的导线上安装有电流互感器(5),所述并联电力电容器(4 )并联连接有一放电线圈(6 )，此放电线圈(6 )主要由初级线圈〔60、铁芯(62)和次级线圈(63)组成，此初级线圈(61)的两端分别连接到并联电力电容器(4)的两端；一 10八避雷器(8)位于电抗器(3)和并联电力电容器(4)之间，一投切开关(7)连接到所述并联电力电容器(4)与电抗器(3)相背的中性点侧，所述投切开关(7)中性点端和接地之间设置有一高压高阻值的放电电阻(9)； 所述隔离开关(2) —侧设置有一地刀开关(10),此隔离开关(2)的动触点端连接到地刀开关的静触点端，地刀开关(10)的刀柄与隔离开关(2)的刀柄联锁连接，从而使得隔离开关(2)闭合时地刀开关(10)断开，隔离开关(2)断开时地刀开关(10)闭合。
2.根据权利要求1所述的用于并联电力电容器无功补偿装置的高可靠性投切电路，其特征在于:所述投切开关(7)为负荷开关、断路器或者真空接触器。
3.根据权利要求1所述的用于并联电力电容器无功补偿装置的高可靠性投切电路，其特征在于:所述放电电阻(9)的电阻值为0.110?20010。
【文档编号】H02J3/18GK204258314SQ201420702657
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】李子华 申请人:苏州工业园区和顺电气股份有限公司