一种采用平层并联式阻尼电抗器的串联电容器补偿装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种采用平层并联式阻尼电抗器的串联电容器补偿装置，包括串联电容器组C、第一金属氧化物限压器MOV、旁路开关BP和阻尼回路；所述阻尼回路与所述旁路开关BP串联后与并联的所述串联电容器组C和所述第一金属氧化物限压器MOV并联；所述阻尼回路包括阻尼电抗器L1、阻尼电抗器L2、第二金属氧化物限压器MOV和电阻R，所述阻尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2并联后与串联的所述第二金属氧化物限压器MOV和所述电阻并联；所述阻尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2为电感值相等，额定电流相等的单相干式自冷空心阻尼电抗器。使用该布置的串联电容器补偿装置荷载均衡、成本低廉、空间利用率高，方便了串联电容器补偿装置的设计及材料选型。
【专利说明】-种采用平层并联式阻尼电抗器的串联电容器补偿装置
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种串联电容器补偿装置，具体讲涉及一种采用平层并联式阻尼电抗 器的串联电容器补偿装置。
【背景技术】：
[0002] 现有的一次能源和电力负荷在地理位置上的分布存在很大差异，部分地方这一差 异尤为突出。随着经济发展，能源供给与电力消费间的供需矛盾日趋严重，远距离、大容量、 跨区域输电能够有效缓解电力供需矛盾，成为现代电力系统最重要的特征之一，同时也对 电网的输电能力提出了更高的要求。将电力电容器串联于交流输电线路中的交流输电系统 的串联电容补偿技术，补偿交流输电线路的部分感性阻抗，实现了增加线路输送容量、提高 系统稳定性、降低网损、节约投资等目的。世界各国电力系统已广泛使用了这一技术。
[0003] 随着500kV电网大容量串补装置的应用，特别是在750kV及特高压电网的应用，一 次设备的电压、电流、容量成倍增长，设备制造难度日益凸显，部分设备的制造水平在现有 技术和材料上已经接近极限，需要拓宽思路，改变制造或安装设计方案，确保设备和电网的 运行安全。
[0004] 串补装置中的阻尼电抗器，既需要阻尼串联电容器组放电电流在故障时刻保护电 容器组及旁路设备，在特定工况下，还需要长期串联在线路中运行。
[0005] 常规的串补装置采用单台阻尼电抗器，单台阻尼电抗器体积和重量巨大，由于电 抗器的磁场作用，一定范围内不能布置导磁材料，不利于空间利用；同时单台设备重量过 大，导致局部荷载过大，对串补平台的材料选择和抗震设计造成困难，所以需要提供一种解 决这些问题的新技术方案。
【发明内容】
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[0006] 为了克服现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种采用平层并联式阻尼电 抗器的串联电容器补偿装置。
[0007] 本发明提供的技术方案是：一种采用平层并联式阻尼电抗器的串联电容器补偿装 置，包括串联电容器组C、第一金属氧化物限压器MOV、旁路开关BP和阻尼回路；所述阻尼回 路与所述旁路开关BP串联后与并联的所述串联电容器组C和所述第一金属氧化物限压器 MOV并联；其改进之处在于：所述阻尼回路包括阻尼电抗器L1、阻尼电抗器L2、第二金属氧 化物限压器MOV和电阻R，所述阻尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2并联后与串联的所述第 二金属氧化物限压器MOV和所述电阻并联；
[0008] 所述阻尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2为电感值相等，额定电流相等的单相干 式自冷空心阻尼电抗器。
[0009] 优选的，所述阻尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2安装在同一水平面上。
[0010] 进一步，所述阻尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2包括圆柱体形的电感线圈和同 轴安装在所述电感线圈侧壁上方的龙骨架；所述阻尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2包括 所述电感线圈顶端的上层接线端子和所述电感线圈底端的下层接线端子，所述上层接线端 子在所述电感线圈底面上的投影与所述下层接线端子之间的距离等于所述电感线圈的直 径。
[0011] 进一步，所述阻尼电抗器L1的下层接线端子J1通过汇流母线Ml与所述阻尼电抗 器L2的下层接线端子J2相连，所述下层接线端子J2为所述汇流母线Ml的出线端。
[0012] 进一步，所述下层接线端子J1与所述下层接线端子J2之间的汇流母线Ml的长度 等于所述阻尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2之间的最短距离与所述阻尼电抗器直径的数 值求和。
[0013] 进一步，所述阻尼电抗器的龙骨架与所述阻尼电抗器的上层接线端子电气相连， 所述阻尼电抗器L1的龙骨架通过汇流母线M2与所述阻尼电抗器L2的龙骨架连接，所述阻 尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2之间的汇流母线M2的长度等于所述阻尼电抗器L1与所 述阻尼电抗器L2之间的最短距离。
[0014] 进一步，所述阻尼电抗器L1的上层接线端子为进线端。
[0015] 与最接近的技术方案相比，本发明具有如下显著进步：
[0016] 1、本发明所提出的串联电容器补偿装置高压平台荷载更加均衡，有利于提高平台 抗震能力。
[0017] 2、本发明所提出的采用平层并联式阻尼电抗器的串联电容器补偿装置接线方简 单、清晰，具备大电流通流能力。
[0018] 3、串联电容器补偿装置中的设备均为常规设备，串联电容器补偿装置对阻尼电抗 器的通流能力没有特殊要求，不增加设备制造难度。
[0019] 4、串联电容器补偿装置中的阻尼电抗器的支柱、端子、接线等使用较少，降低了串 联电容器补偿装置的成本和阻尼电抗器的安装难度。
[0020] 5、串联电容器补偿装置的阻尼电抗器占用面积小，空间利用率高，降低了串联电 容器补偿装置外围设备的布置难度，方便串联电容器补偿装置的设计及材料选型。
[0021] 6、串联电容器补偿装置的阻尼电抗器高度低，抗风能力强。
【专利附图】
【附图说明】：
[0022] 图1为阻尼回路采用单台阻尼电抗器的串联电容器补偿装置原理图；
[0023] 图2为阻尼回路采用采用两台阻尼电抗器并联的串联电容器补偿装置原理图；
[0024] 图3为采用两段汇流母线的平层并联式结构的阻尼电抗器俯视图；
[0025] 图4为采用电抗器龙骨作为汇流母线的平层并联式结构的阻尼电抗器俯视图；
[0026] 图5为平层并联式结构和单台阻尼电抗器结构的布置对比示意图；
[0027] 图6为叠放并联式结构的阻尼电抗器布置示意图。
[0028] 其中1-阻尼电抗器L1的下层接线端子、2-阻尼电抗器L2的下层接线；3-出线端； 4-阻尼电抗器L1的上层接线端子；5-阻尼电抗器L2的上层接线端子；6-进线端；7-阻尼 电抗器；8绝缘子支撑结构。
【具体实施方式】：
[0029] 为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实施例对本发明的内容做进一步 说明：
[0030] 现有的采用单台阻尼电抗器的串联电容器补偿装置的原理图如图1所示：为了便 于说明，图中隔离开关所带的接地开关没有画出。其中：C :串联电容器组;MOV :金属氧化物 限压器，用于保护C ;GAP :触发型间隙，用于C的后备保护；L :阻尼回路中阻尼电抗器；R :阻 尼回路中电阻器；BP :旁路开关。
[0031] 图1中的阻尼回路用来限制旁路设备动作时产生的电容器放电电流的幅值和频 率，并对放电振荡提供足够的阻尼，达到保护电容器组及旁路设备的目的。
[0032] 阻尼回路采用"阻尼电抗器并联电阻器+M0V "结构，阻尼电抗器不但需放电过程中 承受较高的串联电容器组峰值放电电流和系统故障电流，在特定工况下，还需长期通过线 路额定电流，所以阻尼电抗器设计时选取的额定电流要满足线路额定电流的要求。
[0033] 对于容量更大的超/特高压串补装置中的阻尼电抗器，其具有额定电流大、电感 值大等特点。电抗器产品外形尺寸及重量主要取决于其容量，电抗器的容量计算公式为：
[0034] QL = Ι2Χ2 π fXL (VA) (1)
[0035] 式中处：电抗器额定容量；I:电抗器额定电流；f:电抗器额定频率；L :电容器额 定电感。
[0036] 公式⑴表明：电抗器额定电流和电感值越大，容量越大，相应的在体积和重量上 增加也越大，特别是特高压电网的线路额定电流一般为目前国内超高压电网线路额定电流 的2倍，即使不考虑阻尼电抗器电感值的变化，容量也增加了 4倍。体积和重量的增加对串 补装置的电气设计、结构设计、产品的运输和安装都有着不利的影响。
[0037] 串补装置的设备安装在钢结构平台上，由数根支柱绝缘子支撑钢结构平台以满足 系统对地绝缘要求和串补装置的抗震要求，钢结构平台上设备需紧凑布置，以节约工程建 设成本及用地成本。对于容量较大的电抗器，由于重量增加，使得安装电抗器部分的钢结构 平台受力集中，这一因素直接影响钢结构平台的受力设计且对抗震设计不利；同时，由于电 抗器的电磁作用会在其电磁影响区域内的导磁材料（例如普通钢、铁）上会产生涡流，使该 类材料发热及氧化，影响使用寿命，所以电抗器一定倍数的直径范围内不能布置含有导磁 材料的设备，体积的增大将导致这个区域扩大，使得钢结构平台上产生较大不能使用的空 间，不利于设备的布置；上述变化还将对电抗器的安装及运输产生影响。
[0038] 本申请提出一种采用平层并联式阻尼电抗器的串联电容器补偿装置，如图2所 示：串联电容器补偿装置中的阻尼回路采用两台阻尼电抗器并联，再与"电阻+M0V"支路或 其他形式支路并联的结构，阻尼电抗器采用平层布置方式并联安装，由两台具有良好均流 特性的阻尼电抗器平层并联，大大降低了产品制作工艺要求，也为工程设计、运输、安装提 供了便利。
[0039] 两台并联的阻尼电抗器电感值相等，额定电流相等，每台阻尼电抗器的额定电流 等于采用单台阻尼电抗器方案时设计值的
【权利要求】
1. 一种采用平层并联式阻尼电抗器的串联电容器补偿装置，包括串联电容器组C、第 一金属氧化物限压器MOV、旁路开关BP和阻尼回路；所述阻尼回路与所述旁路开关BP串联 后与并联的所述串联电容器组C和所述第一金属氧化物限压器MOV并联；其特征在于：所 述阻尼回路包括阻尼电抗器L1、阻尼电抗器L2、第二金属氧化物限压器MOV和电阻R，所述 阻尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2并联后与串联的所述第二金属氧化物限压器MOV和所 述电阻并联； 所述阻尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2为电感值相等，额定电流相等的单相干式自 冷空心阻尼电抗器。
2. 如权利要求1所述的一种采用平层并联式阻尼电抗器的串联电容器补偿装置，其特 征在于： 所述阻尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2安装在同一水平面上。
3. 如权利要求2所述的一种采用平层并联式阻尼电抗器的串联电容器补偿装置；其特 征在于： 所述阻尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2包括圆柱体形的电感线圈和同轴安装在所述 电感线圈侧壁上方的龙骨架；所述阻尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2包括所述电感线圈 顶端的上层接线端子和所述电感线圈底端的下层接线端子，所述上层接线端子在所述电感 线圈底面上的投影与所述下层接线端子之间的距离等于所述电感线圈的直径。
4. 如权利要求3所述的一种采用平层并联式阻尼电抗器的串联电容器补偿装置；其特 征在于： 所述阻尼电抗器L1的下层接线端子J1通过汇流母线Ml与所述阻尼电抗器L2的下层 接线端子J2相连，所述下层接线端子J2为所述汇流母线Ml的出线端。
5. 如权利要求4所述的一种采用平层并联式阻尼电抗器的串联电容器补偿装置；其特 征在于： 所述下层接线端子J1与所述下层接线端子J2之间的汇流母线Ml的长度等于所述阻 尼电抗器L1和所述阻尼电抗器L2之间的最短距离与所述阻尼电抗器直径的数值求和。
6. 如权利要求3所述的一种采用平层并联式阻尼电抗器的串联电容器补偿装置；其特 征在于： 所述阻尼电抗器的龙骨架与所述阻尼电抗器的上层接线端子电气相连，所述阻尼电抗 器L1的龙骨架通过汇流母线M2与所述阻尼电抗器L2的龙骨架连接，所述阻尼电抗器L1 和所述阻尼电抗器L2之间的汇流母线M2的长度等于所述阻尼电抗器L1与所述阻尼电抗 器L2之间的最短距离。
7. 如权利要求6所述的一种采用平层并联式阻尼电抗器的串联电容器补偿装置；其特 征在于： 所述阻尼电抗器L1的上层接线端子为进线端。
【文档编号】H02J3/00GK104158183SQ201410406359
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】章利刚, 刘慧文, 赵波, 李庆光 申请人:国家电网公司, 国网智能电网研究院, 中电普瑞科技有限公司