安装在架空输电线路上的串联电容补偿装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力工程领域，具体是一种安装在架空输电线路上的串联电容补偿装 置。适用于在架空输电线路的分裂导线上实施分布式串联电容补偿。
【背景技术】
[0002] 串联补偿指串联电容补偿和可控串联电容补偿，在电网的交流输电线路中串联电 容器，利用串联电容器的容性阻抗补偿输电线的部分感性阻抗，可使发电机组间电气距离 缩短，同步力矩增加；改善系统稳定性，减少功率输送引起的电压降和功角差；提高电力系 统稳定运行水平，扩大线路输送容量，提高网络实际输送能力。
[0003] 运用串联补偿电容器是实现电力线路长距离、大容量、高效率传输的重要手段，自 1950年220KV串联补偿电容器在瑞典成功投运以来，随着电容器制造技术和电力系统控制 技术的进步，串联补偿电容器在高压及以上输电线路中得到了越来越广泛的应用。
[0004] 普通的高压电力架空线路，只是以导线从送电端至受电端，跨越上百公里直线输 送，中间除固定金具外没有其它可在线路中实现电力补偿的设施，由于输电线路平均每单 根导线每公里的电抗值约为0. 38~0. 4 Ω，若是通常以500KV输电距离为250KM，则电抗 值高达100Ω，若正常线路中的电流为300A，则其无功功率高达Q = I2 ·Χ^ 300 2X 100 = 9000KVAR(千伏安），这个量值是十分大的，意味着一年约有3X 1800 =约5400万元的无功 损耗。
[0005] 针对上述问题，人们也想到了在常规的输电线路中加装串联电容补偿装置，然而 现有的串补方式是在变电所里集中安装，电容量很集中，易引起过电压和系统的低频振 荡SSR事故，影响电网安全，会造成发电机事故。同时，补偿效果也极为有限，补偿度仅为 35% -40%。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是：提供一种安装在架空输电线路上的串联电容补偿装 置，以期达到实施简便、资金投入少、补偿效果优异的目的。
[0007] 本发明所采用的技术方案是：安装在架空输电线路上的串联电容补偿装置，该装 置安装于架空交流高压输电线路上，A、B、C三相交流高压输电线的每一相均具有若干根导 线，其特征在于：沿送电线路每隔设定距离、在每一相输电线中串联入一个电容器补偿单 元，该电容器补偿单元包括该相输电线中的1~3根导线保留原状作为等电位电压的箝位 导线，以及在余下的每根导线中串联入电容器组，每个电容器补偿单元的首末端通过连接 导线电气连接。
[0008] 所述电容器补偿单元安装在设定的两个经绝缘改装的悬垂线夹之间，各导线之间 通过间隔棒隔开，导线与悬垂线夹和间隔棒的接触处均用绝缘套垫隔离绝缘。
[0009] 所述设定距离为1~5公里或10~50公里。
[0010] 所述电容器补偿单元有四分裂其中一根为箝位导线、六分裂其中二根为箝位导线 或八分裂其中三根为箝位导线。
[0011] 所述电容器补偿单元的两端以并联的方式加装过电压保护的避雷器。
[0012] 所述绝缘套垫采用硅橡胶材料或氟硅橡胶材料。
[0013] 本发明的有益效果是：本发明充分利用了架空输电线路中多根分裂导线的作用， 将多根分裂导线中的一根单独作为等电位电压箝位导线，同时，将电容器组逐段均匀地布 置在线路的全线之中，这样选择电容器的工作电压Ue值就不需要以线路的全额线电压来 计算，并辅以用箝位导线来吸收由电抗与电容器发生谐振时所产生的振荡能量，经导线箝 位后的电压值只有额定线电压的几十分之一。这样不仅大大降低了串联电容器的造价，而 且使线路实现了高补偿度（可接近95%)，大大减少了线路的无功功率损耗，达到近乎理想 的输电效能。同时，由于箝位导线的作用，使电容器及时耗散能量，可以避免线路与发电机 端的共振造成的电力系统低频振荡SSR问题。
【附图说明】
[0014] 图1是沿输电线安装本发明的结构示意图。
[0015] 图2是单个电容器补偿单元的安装示意图。
[0016] 图3是本发明的电气连接示意图。
[0017] 图4是本发明中电容器组的内部结构图。
【具体实施方式】
[0018] 如图1、图3所示，本发明补偿装置安装在220KV、500KV的架空输电线路中。本实 施例的串联电容补偿装置用于A、B、C三相交流电，由于电流在300A以上的线路，大部分高 压输电线由多根导线组成一相输电线（行业中称为分裂导线），一般有四分裂、六分裂或八 分裂，本例以四分裂来举例说明。沿送电线路（从送电端到受电端）每隔设定距离（如1~ 5公里或10~50公里）、在每一相输电线中均串联入一个电容器补偿单兀，所述电容器补 偿单元取该相输电线中的1~3根导线保留原状作为等电位电压的箝位导线1(四分裂的 取一根为箝位导线1、六分裂的取二根为箝位导线1，八分裂的取三根为箝位导线1)，剩下 的导线每根均剪断后串联入电容器组2。最后将每个电容器补偿单元的首末端通过连接导 线4电气连接。
[0019] 如图2所示，所述电容器补偿单元安装在相邻两个悬垂线夹7之间，各导线之间通 过间隔棒5隔开，导线与悬垂线夹7和间隔棒5的接触处均用绝缘套垫3隔离绝缘。由于 本例是四分裂的导线，故间隔棒5呈空心的四方形，四个角分别与四根导线连接。所述绝缘 套垫3采用硅橡胶材料或氟硅橡胶材料，应具备耐候性。
[0020] 为防止雷击损坏，在每个电容器补偿单元的两端以并联的方式加装过电压保护的 避雷器6,避雷器选用氧化锌ZnO型。也可同时加装火花间隙保护器。
[0021] 如图4所示，所述电容器组2为由高压电容器2-1通过串、并联，并在电容器的外 面加装绝缘外套管2-2而成，高压电容器的容量值和耐压值按一个电容器补偿单元的线路 长度选配。电容器组2通过绝缘子8安装于导线上。
[0022] 安装串补电容器组2后，线路的输送功率为：
[0024] 式中：U1和U2为线路首末端电压久为线路电抗；Xc为线路的容抗；Pm为线路极 限输送功率；δ为线路首末端电压相角差，即功角。
[0025] 下面将通过实例来进一步介绍本发明的实施方法。
[0026] 实施方案一、
[0027] 若以每2. 5ΚΜ长度串入一个电容器补偿单元，每相输电线有四分裂导线，其中 一根导线为箝位导线1，其余3根导线均串入电容器组2。已知导线每公里的电抗值 0. 38 Ω，在设计中以单位长度中的容抗值XC等于电抗为平衡原则。
则 电容量
3184UF (微法），即若用31484UF电容器，可在2.5KM长单根导线实现电抗XL和容抗Xc 的抵消平衡。
[0029] 以此方案可以使电容器在线路均匀分布。若以四分裂导线的每根导线电流600A 计算，每根每公里上导线产生的电压为300V/1KM，求取电容器上耐压值，若单只耐压值为 110V，2.5KM(线路长度）X300X2(可靠系数）=1500V(伏）电压值，已知单只电容器的交 流耐压值为110V，为满足1500V，需串联的数量为1