一种配电网串联补偿电路、系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及继电保护技术领域，特别是涉及一种配电网串联补偿电路、系统及其方法。
【背景技术】
[0002]在配电网中，串联补偿最广泛的应用是220kV及以上电压等级的电网互联、水火电长距离送出、加强网间联系等方面。串联补偿的基本原理是，在线路上串联一个容性设备，例如电容器，使该设备的容抗与线路的电抗部分相抵消，从而缩短受电端和送电端之间的电气距离，以增加线路的传输容量。
[0003]但以上只是针对220kV的高压线路补偿，对于低压线路加装串联补偿装置主要目的是调节线路电压。当线路串联电容器后，线路的等效电抗X将减小，甚至变为负值，因此需要太高负荷侧的电压，并将其控制在合理的范围内，完成电压治理任务。另一方面，在220KV以下的配电网中，线路上的电压会随着一天中负荷的变化而变动，所以其合格电压的范围也会发生波动，为保证配电网中线上电压安全运行，需要根据线路的电压变化对电容器的容量进行控制。
[0004]在传统的电容器串联补偿装置中，如图2所示，低压串补中的电容器组通过隔离开关控制，只能同时投入或者同时切除，而缺乏相应的调节能力，因此，不能满足配网要求，此外，较大容量的电容器组投切还会产生较大的地充电流，进而造成保护设备误动。
【发明内容】
[0005]本发明实施例中提供了一种配电网串联补偿电路、系统及其方法，以解决上述技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案:
[0007]一种配电网串联补偿电路，包括主线路、用电电路、电容器组和控制电路，其中，所述用电电路与所述主线路相连接，所述电容器组与所述用电电路相并联，所述控制电路分别与所述主线路和所述电容器组相连接；
[0008]所述电容器组包括:至少一个电容器和至少一个断路器，并且，所述电容器组包括至少两条并联的支路，分别为第一支路和第二支路，其中，所述第一支路上依次设有第一断路器和第一电容器，所述第二支路上设有第二电容器。
[0009]优选的，所述电容器组还包括第三支路，所述第三支路分别与所述第一支路和所述第二支路并联，所述第三支路上设有第二断路器。
[0010]优选的，所述电容器组还包括输入端和输出端，其中，在所述第一支路上，所述第一断路器的一端与所述输入端相连接，所述第一断路器的另一端与所述第一电容器的一端相连接，所述第一电容器的另一端与所述输出端相连接；在所述第二支路上，所述第二电容器的两端分别与所述输入端和输出端相连接。
[0011]优选的，在所述第三支路上，所述第二断路器的两端分别与所述输入端和输出端相连接。
[0012]—种配电网串联补偿系统，所述系统包括:变电站母线、配电变压器、保护设备、电容器组和控制器，所述变电站母线上设有配电变压器、保护设备和控制器，所述电容器组与所述保护设备并联连接，所述控制器与所述电容器组相连接，其中，
[0013]所述电容器组包括至少一个电容器和至少一个断路器，并且，所述电容器组包括至少两条并联的支路，分别为第一支路和第二支路，其中，所述第一支路上依次设有第一断路器和第一电容器，所述第二支路上设有第二电容器。
[0014]优选的，所述电容器组还包括第三支路，所述第三支路分别与所述第一支路和所述第二支路并联，所述第三支路上设有第二断路器。
[0015]—种配电网串联补偿控制方法，所述方法包括:
[0016]获取变电站母线各个线路点的电压；
[0017]当所述电压高于标准电压的7%时，将电容器组的第一支路上的第一电容器断开，或者，当所述电压低于标准电压的7%时，将电容器组的第一支路上的第一电容器闭合。
[0018]由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种配电网串联补偿电路、系统及其方法，由于电容器组包含多个支路，通过控制电容器组中各个支路的电容器投入和断开，进而实现部分电容器的投入和断开，避免了现有的电容器组只能全部投入和断开，在电路中增加了不同等级的电容梯度，使得线路电压调节更加平滑，方便对配电网进行串联补偿。此夕卜，控制电容器部分投入和切断还能够避免电容器组全部投切产生较大的地充电流，造成保护设备误动，并且还能够避免选取较大电容器使得电容器反复投切进而缩短了设备的使用寿命。
[0019]本发明实施例提供的一种配电网串联补偿电路，通过在电容器组上设置第三支路，实现了电容器组三个档位的电容容量，进一步地增加了可调节的电容容量，使线路电压可调节范围更宽，进一步增加了线路电压调节的平滑度。
[0020]本发明实施例提供的一种配电网串联补偿控制方法，能够通过控制器调节变电站母线上的电容器组各个支路的电容器投入和断开，进而实现不同档位电容器投切，避免了现有的电容器组全部投切产生较大的地充电流，造成保护设备误动。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本发明实施例提供的一种配电网串联补偿电路的结构示意图；
[0023]图2为传统的电容器串联补偿系统的结构示意图；
[0024]图3为本发明实施例提供的另一种配电网串联补偿电路的结构示意图；
[0025]图4为本发明实施例提供的一种配电网串联补偿系统的结构示意图；
[0026]图5为本发明实施例提供的一种配电网串联补偿控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0028]下面将结合图1至图4对本发明实施例提供的终端连接方法及终端进行具体描述。
[0029]参见图1，是本发明实施例提供的一种配电网串联补偿电路，包括主线路10、用电电路20、电容器组30和控制电路40，其中，所述用电电路20与所述主线路10相连接，所述相连接包括用电电路串联或者并联在主线路上；所述电容器组30与所述用电电路20相并联，所述控制电路40分别与所述主线路10和所述电容器组30相连接。
[0030]所述电容器组30包括:至少一个电容器C和至少一个断路器BBR，并且，如图1所示，该电容器组30包括至少两条并联的支路，分别为第一支路和第二支路，其中，所述第一支路上依次设有第一断路器BBR1和第一电容器C1，所述第二支路上设有第二电容器C2。[0031 ] 其中，断路器BBR1可通过开启和闭合实现所述第一电容器C1的投切，当断路器BBR1闭合使，第一电容器C1投入工作；当断路器BBR1断开时，第一电容器C1从线路中切除。在一具体的实施例中，如图3所示，为以具体的串联补偿电路图，主线路的前端为电源侦牝末端为负荷侧，与主线路相连接的电路包括进线柜电路、高线柜电路和旁路柜电路等。进线柜内包括用电设备以及第一断路器BBR1，与该第一断路器BBRI还一次串联有阻抗设备T20和电容器C32，并且，电容器C32与电容器C31并联连接。旁路柜中包括第二断路器BBR2，该第二断路器BBR2用于旁路电容器C32和电容器C31 ;在高线柜中包括控制开关DS3，该控制开关DS3用于控制进线柜和旁路柜中的断路器开启或者闭合，进而实现不同电容器的投切。
[0032]其中，所述控制器40或者控制开关DS3控制所述电容器组30中的断路器开启和闭合均为现有技术，或者属于继电保护中常用的控制原理和方法，因此，对具体控制的过程在此不作阐述。
[0033]在一优选的实施例中，所述电容器组30还包括第三支路，所述第三支路分别与所述第一支路和所述第二支路并联，所述第三支路上设有第二断路器BBR2。
[0034]其中，所述电容器组30还包括输入端Μ和输出端N，如图1所示，该电容器组30内部具体的电路连接关系为，在所述第一支路上，第一断路器BBR1的一端与所述输入端Μ相连接，第一断路器BBR1的另一端与第一电容器C1的一端相连接，该第一电容器C1的另一端与输出端Ν相连接；在所述第二支路上，第二电容器C2的两端分别与所述输入端Μ和输出端Ν相连接。
[0035]此外，在所述第三支路上，第二断路器BBR2的两端分别与输入端Μ和输出端Ν相连接。本实施例仅列举出电容器组的三条支路，实际中，可根据具体情况增加更多条支路，并且各个支路相互并联，每条支路上均设有电容器和短路器，断路器用于控制其所在的支路上的电容器启用或者断开，进而实现了电容器组的输出不同电容容量，为主线路提供串联补偿。
[0036]本实施例中的电容器组的三条支路可包括的电容等级分别为:0，C2、C1+C2。当只有断路器BBR2闭合时，电容器C1和C2被旁路，电容器组的电容为0 ;当断开断路器BBR1和BBR2时，电容器组的电容为C2 ;当闭合断路器BBR1并且断开BBR2时，电容器组的电容为C1