全绝缘柜式无功补偿装置的制作方法

本技术涉及中高压无功补偿，具体为一种柜式中高压无功补偿装置。

背景技术：

1、随着国家经济的快速发展，高电压、大容量的电力设备越来越多，电力系统的电能质量越来越差，功率因数也越来越低。伴随着国家对电力系统电能质量和功率因数的要求越来越高，一种适合就地补偿、大功率、高电压等级的高压无功补偿装置应运而生。所谓无功功率补偿，简称无功补偿，在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境，所以无功功率补偿装置在电力供电系统中起着一个不可缺少的非常重要的作用。

2、目前，随着高压交直流输电的不断发展成熟，客户对高压电气设备性能也有了更高的要求。目前针对无功补偿设备，更安全地运行、更方便地安装与维护、更小的占地面积、更强的环境适应能力等方面日益成为用户追求的主流元素，为迎合用户需求，并快速满足交期，这就需要无功补偿设备厂家能快速响应用户需求。

3、作为示例，在中国实用新型专利cn208385887u中公开了一种用于10kv电力系统的并联电容器装置，其中包括柜体内设置的三相电容器组和隔离接地开关，三相电容器组均并联在母线上，每相电容器组的进线端连接于隔离接地开关，每相电容器组的出线端连接于电抗器的进线端，电抗器的出线端连接于隔离接地开关的接地端，每相电容器组分别并联有放电线圈和避雷器；还包括设置于柜体内二次接线的端子箱，隔离接地开关的辅助开关连接于端子箱，放电线圈的二次侧连接于端子箱。本实用新型将三相电容器组紧凑合理地布置在柜体内，其结构紧凑，占地面积小，接线简单美观，组装简易化，大大提高了生产效率，而且降低了制造成本。

4、然而，上述已知的并联电容器装置仅适用于10kv或者20kv，而并不适用于33kv和35kv甚至更高电压的无功功率补偿。无法适用的原因之一在于在33kv和35kv甚至更高电压的情况下，如何确保无功补偿装置的绝缘水平将构成相当的挑战。目前，对于33kv和35kv系统用电容器装置，多采用多串结构和框架绝缘，即框架底部支撑35kv绝缘子。这带来了底部支撑绝缘子成本高和安装不便等问题。与此同时，对于带有上述绝缘平台的无功补偿装置来说，在三相分开布置的情况下，各相彼此间的相间净距需满足iec60071-1的要求。这使得在将该无功补偿装置设计为适用于户内操作的柜体形式时，将使得柜体尺寸过大而带来占地空间大、物流运输困难等不足。若将该无功补偿装置设计为适用于户外型时，则考虑到设备的外壳可能带电，需要在设备的周围设置带足够安全距离的围栏，这样同样会加大无功补偿装置的外形尺寸。

5、实践中发现，电力设备的部分用户对高电压水平电容器的需求量较大，尤其是很多海外国家的客户期望高压无功补偿装置能够满足以下需求：1.能同时满足户内和户外两种操作场景2.能够通过雨雪、沙尘、严寒、暴晒等严苛环境的考验；3.柜体尺寸能可能紧凑从而显著降低远程物流运输的成本和难度；4.具有足够好的绝缘水平，从而允许将电容器装置能直接落地布置。

6、因此，相关技术领域中存在对已有的无功补偿电容柜进行改进以满足以上种种应用条件之一者的技术需求。

技术实现思路

1、因此，本实用新型的任务是提供一种全绝缘柜式无功补偿装置，借此克服上述现有技术的缺点。

2、根据本实用新型的一个方面，提供了一种全绝缘柜式无功补偿装置，其用于电连接至33kv以上的包括a相、b相和c相的三相配电系统以进行无功补偿，其特征在于该全绝缘柜式无功补偿装置包括：进线柜，其带有与包括a相、b相和c相的三相配电系统电连接的进线接头和与该进线接头电连接的三相隔离开关；紧邻该进线柜布置的第一柜，其中内置有经母线排串联连接至三相隔离开关下游的断路器，其中所述母线排穿经所述进线柜和第一柜地经由熔断器电连接至断路器；紧邻该第一柜布置的第二柜，其中内置有串联连接至断路器下游的三相电抗器，其中所述三相电抗器被构造成落地布置；紧邻该第二柜布置的第三柜，其中内置有彼此间连接至三相电抗器的、分别用于a相、b相和c相的三个电容器组，其中这些电容器组被构造成绝缘水平为70/170kv以上且构造成落地布置；其中所述进线柜、第一柜、第二柜和第三柜被设计为是空气绝缘的，且其中多个电容器组之间的间距设计为不小于320毫米。

3、根据本实用新型的全绝缘柜式无功补偿装置，通过改进位于电气柜内的电器件的性能和布局方式，解决了现有的33kv以上的系统用电容器装置所存在的占用空间大、组装周期长的问题。在此借助于将具有高绝缘水平的三相电容器组紧凑合理地布置在柜体内，允许柜式补偿装置具有结构紧凑，占地面积小的优点。进一步，根据本实用新型的全绝缘柜式无功补偿装置，在电气柜内采用空气绝缘并且电气柜自身可以实现ip55，可以防水、防尘、但无需气体密封。与现有技术相比，电器柜的体积更小且无sf6气体泄漏问题、绿色环保。该全绝缘柜式无功补偿装置10可以根据实际要求设计成户内或户外使用，可以在环境温度-40/+55℃的条件下使用。同时，一方面还可以省去在第三柜中布置由钢构架和支柱绝缘子所组成的绝缘平台从而导致第三柜尺寸的大型化，另一方面还可以免去将电容器组安放至绝缘平台所需的吊装和固定安装步骤。

4、在一些实施例中，还包括串联连接在所述断路器和三相电抗器之间的第一电流互感器，其中所述第一电流互感器被构造成监控流经三相电抗器的电流以在预设条件下断开所述断路器。由此，提高了全绝缘柜式无功补偿装置在工作过程中的安全性。

5、在一些实施例中，还包括设置在该三相电抗器和三个电容器组之间的避雷器，其中该避雷器被构造成在投切这些电容器组时将操作电压限制在预设水平内。

6、在一些实施例中，还包括串联连接至三个电容器组之间的第二电流互感器，其中所述第二电流互感器被构造成与外部的电力保护设备电气连接，以在预设条件下对柜式无功补偿装置进行保护操作。

7、在一些实施例中，其中这些电容器组之间采用双星型连接。

8、在一些实施例中，所述电容器组中的每个电容器分别缠绕有由聚丙烯薄膜和电缆纸组成的膜纸复合绝缘结构，其中该聚丙烯薄膜和电缆纸的层数在20层以上且最外层为电缆纸。

9、在一些实施例中，所述电容器组中的每个电容器的顶部的套管设计为梯形且所述套管的尾线与电容器的芯体的出线导体之间由互锁绝缘机构连接。

10、在一些实施例中，还包括位于进线柜中的接地开关，其中该接地开关串联连接至所述三相隔离开关的下游。

11、在一些实施例中，还包括位于进线柜中的带电显示器和/或位于第三柜中的风扇。

12、在一些实施例中，所述全绝缘柜式无功补偿装置的进线柜、第一柜、第二柜和第三柜中任一者的长度构造为在1400-1600毫米之间且宽度在2000-2400毫米之间。

13、本实用新型的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本申请后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。

技术特征：

1.一种全绝缘柜式无功补偿装置，其用于电连接至33千伏以上的、包括a相、b相和c相的三相配电系统以进行无功补偿，其特征在于该全绝缘柜式无功补偿装置包括：

2.如权利要求1所述的全绝缘柜式无功补偿装置，其特征在于，还包括串联连接在所述断路器和三相电抗器之间的第一电流互感器，其中所述第一电流互感器被构造成监控流经三相电抗器的电流以在预设条件下断开所述断路器。

3.如权利要求1所述的全绝缘柜式无功补偿装置，其特征在于，还包括设置在该三相电抗器和三个电容器组之间的避雷器，其中该避雷器被构造成在投切这些电容器组时将操作电压限制在预设水平内。

4.如权利要求1所述的全绝缘柜式无功补偿装置，其特征在于，还包括串联连接至三个电容器组之间的第二电流互感器，其中所述第二电流互感器被构造成与外部的电力保护设备电气连接，以在预设条件下对柜式无功补偿装置进行保护操作。

5.如权利要求1所述的全绝缘柜式无功补偿装置，其特征在于，其中这些电容器组之间采用双星型连接。

6.如权利要求1所述的全绝缘柜式无功补偿装置，其特征在于，所述电容器组中的每个电容器分别缠绕有由聚丙烯薄膜和电缆纸组成的膜纸复合绝缘结构，其中该聚丙烯薄膜和电缆纸的层数在20层以上且最外层为电缆纸。

7.如权利要求1所述的全绝缘柜式无功补偿装置，其特征在于，所述电容器组中的每个电容器的顶部的套管设计为梯形且所述套管的尾线与电容器的芯体的出线导体之间由绝缘机构连接。

8.如权利要求1所述的全绝缘柜式无功补偿装置，其特征在于，还包括位于进线柜中的接地开关，其中该接地开关串联连接至所述三相隔离开关的下游。

9.如权利要求1所述的全绝缘柜式无功补偿装置，其特征在于，还包括位于进线柜中的带电显示器。

10.如权利要求1所述的全绝缘柜式无功补偿装置，其特征在于，所述全绝缘柜式无功补偿装置的进线柜、第一柜、第二柜和第三柜中任一者的长度构造为在1400-1600毫米之间且宽度在2000-2400毫米之间。

技术总结
本技术涉及一种全绝缘柜式无功补偿装置，其用于电连接至33千伏以上的、包括A相、B相和C相的三相配电系统以进行无功补偿，其包括：进线柜；紧邻该进线柜布置的第一柜；紧邻该第一柜布置的第二柜；紧邻该第二柜布置的第三柜，其中这些电容器组被构造成绝缘水平为70/170kV以上且构造成落地布置，且其中多个电容器组之间的间距设计为不小于320毫米。由此，可以根据实际要求设计成户内或户外使用且解决了现有的33kv以上的系统用电容器装置所存在的占用空间大、组装周期长的问题。

技术研发人员：张会民,周晨,张旭
受保护的技术使用者：上海库柏电力电容器有限公司
技术研发日：20230428
技术公布日：2024/1/15