专利名称：户外高压无功自动补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无功补偿的专用装置，具体涉及户外高压无功自动补偿装置。
背景技术：
随着配电系统负荷的增长和对供电质量要求的提高，对无功补偿的需求也相应增 加。目前，我国配电网无功补偿通常在配电变压器低压侧(0.4kV侧)进行，但总投资高，且 不能对变、配电的无功进行补偿。在变电站集中补偿模式中，整体无功缺额较大，且由于季 节、昼夜负荷差别大，高峰时补偿严重不足，因此，在高压配电线路中进行无功补偿是十分 必要的，而且由于高压无功补偿装置通常设在户外，容易遭受自然条件或者人为的破坏。电压无功控制方法为电压小于电压下限时投电容器；电压大于电压上限时切电 容器；电压合格且无功小于无功下限时切电容器；电压合格并且无功大于无功上限时投电 容器；电压、无功都合格，不动作。按电压无功综合控制时，电压和无功两个目标函数存在互 相冲突的区域，并且与按无功控制相似，在负荷较重时也存在电容器投切频繁的问题。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种可根据负荷变化自动调整补偿容 量、安装维护方便的户外高压无功自动补偿装置。为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下的技术方案一种户外高压无功补偿装置，包括采样电流互感器、跌落式熔断器、避雷器、控制 器、电压互感器、测量电流互感器、控制回路、真空接触器以及电容器，其特征在于所述跌 落式熔断器、真空接触器以及电容器依次串联接在高压母线上，避雷器、电压互感器以及测 量电流互感器并联在跌落式熔断器与真空接触器之间，所述采样电流互感器设在高压配电 线路上，所述控制器与电流互感器、电压互感器、电流互感器并联连接，所述控制器与控制 回路一端电连接，所述控制回路另一端与真空接触器电连接，所述控制器通过采样电流互 感器与电压互感器得到电流电压信号进行处理，通过控制回路控制电容器投切。所述避雷器采用复合外套氧化锌避雷器。所述控制器采用32位ARM微处理器芯片。所述真空接触器采用CKJ5型真空接触器。所述电容器选用金属全膜介质的滤波电容器，为三角形角内接法，内部装有放电 电阻。采用上述结构，该装置集电气主回路与控制回路于一体，将高、低压元器件集成于 户外箱体内，结构紧凑，使安装维护方便，且能保护内部元器件不受户外恶劣环境的影响， 由于控制器和控制回路的设置所带来的效果对同容量电容，按无功容量决定投切，按动作 次数的多少选取电容实行均衡投切；对不同容量电容，按无功量大小自动选择匹配电容逐 个投入和切除并兼顾动作次数，不会出现投切振荡；对既有不同容量电容，又有等容量电容 情况，可先按无功量大小自动选择匹配电容容量，再根据动作次数对等容电容实行均衡投
3切；可以实现电容组合投切，以最少的电容组数实现最佳的电容控制。例如三组电容可产 生七种电容量。控制更精确，无功补偿一次到位。减少成套装置的成本和空间。对电容容 量比值关系无限制；可以按照任意指定次序对等容或不等容电容进行投切；可任意撤出停 运的电容而不影响控制；可定义输出通道为电容控制或电抗器控制，电容、电抗器投切不碰
图1是本实用新型的工作原理图；图2是本实用新型的电压无功综合控制原理具体实施方式
参见图1、图2，一种户外高压无功补偿装置，包括采样电流互感器1、跌落式熔断 器2、避雷器3、控制器4、电压互感器5、测量电流互感器6、控制回路7、真空接触器8以及 电容器9，跌落式熔断器2、真空接触器8以及电容器9依次串联接在高压三相母线10上， 避雷器3、电压互感器5以及测量电流互感器6并联在跌落式熔断器2与真空接触器8之 间，采样电流互感器1设在三相高压配电线路11上，控制器4与采样电流互感器1、电压互 感器5、测量电流互感器6并联连接，控制器4与控制回路7 —端电连接，控制回路7另一端 与真空接触器8电连接，控制器4通过采样电流互感器1与电压互感器5得到电流电压信 号进行处理，通过控制回路7控制电容器9投切。控制器4采用32位ARM微处理器芯片， 同时控制器4上还配有一个IXD显示器以及若干按钮，用于显示各项数据，多任务操作系统 内核，实现了微秒级的快速投切。真空接触器8采用CKJ5型真空接触器，重击穿概率极低， 并设置操作过电压保护，完成补偿电容器9投切的开关是补偿装置的关键，直接影响整个 装置工作的可靠性。电容器9选用金属全膜介质的滤波电容器，为三相内接星形，内部装有 放电电阻，能使电容器在线路断开后的:3min内将剩余电压降到50V以下，我国3 66kV配 电网大多为中性点非有效接地系统，所以单星形接线电容器的中性点不接地。避雷器3采 用复合外套氧化锌避雷器。对于IOkV电容器，其绝缘水平与电网一致，熔断器应装在电源 侧，这因为保护电容器极间击穿，熔断器装在电源侧或中性点侧作用都一样。但是，当发生 套管闪络和极对壳击穿故障时，故障电流只流经电源侧，中性点侧无故障电流，所以装在中 性点侧的熔断器对这类故障不起保护作用。另外，当中性点侧已发生一点接地，这时再发生 电容器套管闪络和极对壳击穿故障，相当于两点接地，装在中性点的熔断器被短接而不起 保护作用。电容器的操作过电压主要是分闸操作时的过电压，大多出现在单相重击穿时，两 相重击穿和一次操作时发生多次重击穿的几率均很小。因此，仅考虑发生单相重击穿时的 过电压，采用相对地避雷器接线方式，避雷器可选用无间隙金属氧化物避雷器。参见图2户外高压无功自动补偿装置的电气控制回路原理所示。控制回路中除了 投入和切除电容器的自动控制功能，还有独立的手动控制功能。具体控制回路设计如下当户外高压无功自动补偿装置处于工作状态时，合上熔断器FU，同时灯HL2点亮， 说明回路有电，真空接触器KM处于断开状态，电容器未投入，转换开关SA为手动/自动转 换开关，当SA (1-2)触点接通时，处于手动投切状态按钮SB2被按下，KAl线圈得电，KAl常 开触点闭合并自锁，真空接触器KM常开触点闭合，使电容器投入，指示灯HLl点亮。只要按下SBl按钮，KAl线圈失电，其常开触点断开，使KM线圈断电，KM常开触点断开，电容器切 除。当SA(3-4)触点接通时，装置处于自动投切状态，控制器发出投入电容器指令时，中间 继电器KA3线圈带点，其常开触点闭合，自锁保持。同时真空接触器KM的常开触点，使电容 器投入运行。控制器发出切除电容器指令时，中间继电器KA3失电，其常开触点断开，使KM 线圈断电，KM常开触点断开，电容器切除。 该自动补偿装置主要应用于三相三线制的配电网，监测配电变压器、配电线路运 行状态和补偿电网无功，根据无功功率大小，功率因数和电压范围，自动控制电容器投切进 行补偿，有效地提高供电电压质量、提高配电网络的安全稳定及经济运行水平，控制器实现 对整个装置的控制和保护，具备测量和计算功能检测和计算线路和电容器的电流、电压、 有功功率、无功功率等；保护功能包括过压、欠压、失压、过流、短路、缺相等保护，以保证 设备的安全运行；控制执行功能通过开关量输出驱动继电器，从而控制电容器投切；通信 功能通过现场总线或通信网络，向上位机或远方控制中心发送现场的各种运行参数和工 作状态，同时接受上位机或控制中心下传的数据和命令，对现场设备进行监控；人机交互功 能由键盘和显示器配合完成，可通过键盘把参数定值、功能设置等输入控制器，控制器按 设定信息工作，并将参数设置、运行结果等显示，即可可分别显示网线的电压、电流、功率 因数、无功功率、有功功率、谐波；可分别显示网线的电压、各次谐波含量和谐波畸变率，用 户端可以方便的分析和了解补偿后的电网的质量状态；屏幕汉字提示将执行的投切动作； 显示控制器控制方式、电容器运行状态和可投入运行的电容器组；显示各电容组的通断状 态；屏幕电容显示位置可任意定义；显示日期、时间；在自动方式控制时，预先显示控制动 作名称，稍后再实际输出动作，提高运行安全性；在提示方式控制时，能明确提示各电容的 投、切，特别适合试运行期使用和对自动控制有顾虑的用户；出现异常情况时，能明确提示 故障名称，不用临时查找说明书，以便及时处理故障。
权利要求1.一种户外高压无功自动补偿装置，包括采样电流互感器(1)、跌落式熔断器O)、避 雷器⑶、控制器⑷、电压互感器(5)、测量电流互感器(6)、控制回路(7)、真空接触器⑶ 以及电容器(9)，其特征在于所述跌落式熔断器(2)、真空接触器(8)以及电容器(9)依次 串联接在高压三相母线(10)上，避雷器(3)、电压互感器(5)以及测量电流互感器(6)并 联在跌落式熔断器( 与真空接触器(8)之间，所述采样电流互感器(1)设在三相高压配 电线路(11)上，所述控制器(4)与采样电流互感器(1)、电压互感器(5)、测量电流互感器 (6)并联连接，所述控制器(4)与控制回路(7) —端电连接，所述控制回路(7)另一端与真 空接触器(8)电连接，所述控制器通过采样电流互感器(1)与电压互感器( 得到电流电 压信号进行处理，通过控制回路(7)控制电容器(9)投切。
2.根据权利要求1所述的一种户外高压无功自动补偿装置，其特征在于所述避雷器 (3)采用复合外套氧化锌避雷器。
3.根据权利要求1或2所述的一种户外高压无功自动补偿装置，其特征在于所述控 制器⑶采用32位ARM微处理器芯片。
4.根据权利要求1或2所述的一种户外高压无功自动补偿装置，其特征在于所述真 空接触器(8)采用CKJ5型真空接触器。
5.根据权利要求1或2所述的一种户外高压无功自动补偿装置，其特征在于所述电 容器(9)选用金属全膜介质的滤波电容器，为三角形角内接法，内部装有放电电阻。
专利摘要本实用新型涉及一种户外高压无功补偿装置，包括采样电流互感器、跌落式熔断器、避雷器、控制器、电压互感器、测量电流互感器、控制回路、真空接触器以及电容器，所述跌落式熔断器、真空接触器以及电容器依次串联接在高压母线上，避雷器、电压互感器以及测量电流互感器并联在跌落式熔断器与真空接触器之间，所述采样电流互感器设在高压配电线路上，所述控制器与电流互感器、电压互感器、电流互感器并联连接，所述控制器与控制回路一端电连接，所述控制回路另一端与真空接触器电连接，所述控制器通过采样电流互感器与电压互感器得到电流电压信号进行处理，通过控制回路控制电容器投切。采用上述结构，集电气主回路与控制回路于一体，将高、低压元器件集成于户外箱体内。
文档编号H02J13/00GK201898338SQ201020507489
公开日2011年7月13日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者李飞龙, 杜小毛, 童淮安 申请人:国网南自控股(杭州)有限公司