10kV配網(wǎng)串聯(lián)補償裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及1kV配網(wǎng)串聯(lián)補償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]配網(wǎng)電壓質(zhì)量是衡量供電質(zhì)量是否符合標準的一項重要指標，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到用電設(shè)備的安全經(jīng)濟運行和生產(chǎn)的正常運作，而且隨著社會的發(fā)展，電網(wǎng)公司及電力用戶對電壓質(zhì)量的要求日趨提高。然而，我國配電網(wǎng)建設(shè)相對輸電網(wǎng)嚴重滯后，其網(wǎng)架薄弱，設(shè)施老化，線徑小，線路長(尤其是山村線路)，配電變壓器數(shù)量多，甚至較多線路帶有多臺大容量的電動機或變化迅速的工業(yè)負荷，往往導(dǎo)致線路末端電壓低、電壓跌落嚴重。部分地區(qū)配電網(wǎng)因其自身的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和負荷分布等因素存在一些較嚴重的電壓質(zhì)量的問題:I)山區(qū)線路較長，線路末端的電壓過低；2)某些線路上分布較多小水電站，使得豐水期時這些線路的電壓偏高。
[0003]以往采取的解決措施主要有:改變變壓器分接頭、更換線徑更大的導(dǎo)線和采用分散式并聯(lián)無功補償。其中，第一種方法最為常用，但該方法可調(diào)范圍小，不能解決整條長線路的電壓問題；第二種方法的投資費用高且回收效益低，不適合解決配網(wǎng)低電壓這一普遍性的問題；第三種方法采用的并聯(lián)無功補償裝置往往數(shù)量多，維護量大，開關(guān)動作頻繁，噪聲大，響應(yīng)速度慢，而且往往會引起“重載時電壓低、輕載時電壓高”的問題。
[0004]串聯(lián)補償技術(shù)在輸電網(wǎng)中能夠顯著提高輸電線路利用效率，促進實現(xiàn)電力長距離、大容量、高效率傳輸；應(yīng)用于電壓較低的輻射狀配電線路可改善電壓分布情況、減小電壓閃變。其結(jié)構(gòu)和控制相對簡單，十分適用于改善長距離配網(wǎng)線路末端電壓偏低及分布有小水電的線路在豐水期電壓過高的情況。但串聯(lián)補償技術(shù)在配電線路中的實際工程應(yīng)用存在下面幾個問題:
[0005](I)線路上的配電變壓器和串聯(lián)電容器之間有可能產(chǎn)生鐵磁諧振，危害到配電線路上的電氣設(shè)備安全?，F(xiàn)有的解決方法是在電容器兩端并聯(lián)電阻器，然而該方法存在電阻器功耗過大的問題。
[0006](2)現(xiàn)有配網(wǎng)串補裝置的保護一般采用金屬氧化物壓敏電阻(MOV)和觸發(fā)間隙的方式。然而該類設(shè)備保護裝置實現(xiàn)復(fù)雜、體積較大、價格昂貴、維護困難。如圖3b所示為三種保護方案。
[0007](3)串補裝置電容器組若有一只或若干只電容器損壞，會引起該相電壓和電流的變化從而造成線路三相不平衡。該現(xiàn)象會造成諸如電能損耗增加、用電設(shè)備運行受影響等冋題。
[0008](4)線路充電時會產(chǎn)生配電變壓器勵磁涌流現(xiàn)象，該勵磁涌流能達到變壓器額定電流的6?10倍。配電線路的重合閘現(xiàn)象所造成的勵磁涌流會引起串補電容器過壓，從而影響設(shè)備的安全運行和使用壽命。
[0009](5)現(xiàn)有串補裝置的運行工況缺乏實時獲取信息的手段，包括投入/旁路、開關(guān)及電容器設(shè)備是否正常、二次設(shè)備是否正常等。【實用新型內(nèi)容】
[0010]本實用新型的目的在于提供1kV配網(wǎng)串聯(lián)補償裝置，能夠有效解決現(xiàn)有1kV配電線路電壓不穩(wěn)定的問題。
[0011]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:10kV配網(wǎng)串聯(lián)補償裝置，包括投切操作開關(guān)、傳感器、電容器組、設(shè)備保護裝置、控制器和實現(xiàn)控制器與設(shè)備保護裝置通訊的光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；
[0012]所述投切操作開關(guān)包括置于線路上的投切斷路器、分別安裝在投切斷路器兩端的隔咼開關(guān)；
[0013]所述傳感器包括電壓互感器、與電容器組串聯(lián)的電流互感器、與電容器組并聯(lián)的電壓互感器；
[0014]所述設(shè)備保護裝置包括每一相為一對反并聯(lián)可控硅的三相高壓可控硅、與三相高壓可控硅串聯(lián)的一體化阻尼電抗\電阻器、與電容器組并聯(lián)的旁路接觸器；
[0015]所述光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括傳輸光纖和光電轉(zhuǎn)換器；
[0016]所述控制器包括可編程邏輯芯片、電平轉(zhuǎn)換器、光電隔離器和AD采樣芯片，所述光電隔離器與光電轉(zhuǎn)換器和電平轉(zhuǎn)換器連接，AD采樣芯片與電流互感器、電壓互感器和電平轉(zhuǎn)換器連接，電平轉(zhuǎn)換器與可編程邏輯芯片連接。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是:1)裝置具備檢測鐵磁諧振發(fā)生的功能，通過電壓互感器采集線路電壓若干個連續(xù)的值，將這些值通過諧振判斷領(lǐng)域的可靠算法計算得出一個比值，將其與控制器設(shè)定的閥值進行比較從而判斷是否產(chǎn)生諧振。若產(chǎn)生諧振則采取短時旁路的方式保護裝置。該方法簡單易行，配合短時旁路躲避諧振產(chǎn)生時對串補裝置的影響，無需額外的設(shè)備，經(jīng)濟可靠。
[0018]2)采取高壓可控硅和旁路接觸器組成裝置的保護單元。當產(chǎn)生保護或短時旁路需要將電容器旁路時，由于電容器兩端(即接觸器兩端)在投入后有2000V以上的電壓，為了避免接觸器合閘時產(chǎn)生合閘沖擊，觸發(fā)并聯(lián)于電容器和接觸器兩端的可控硅使其導(dǎo)通，然后進行接觸器的合閘操作，當接觸器成功合閘后再斷開可控硅的觸發(fā)脈沖，可控硅關(guān)斷，完成旁路過程?？煽毓杷矔r保護提高了串聯(lián)電容器保護的速度和準確度，增強了可控性?？煽毓璞旧硗ㄟ^光纖傳輸給控制器其工作狀態(tài)，使得該電容器保護單元可被控制器實時監(jiān)測，如果可控硅產(chǎn)生故障則運維部門可及時發(fā)現(xiàn)排查，增強了裝置的可靠性。與現(xiàn)有的配網(wǎng)串補裝置保護方式相比(如MOV、觸發(fā)間隙等)，可控硅保護降低了裝置成本，具有體積小巧、可實時監(jiān)控、維護方便等核心優(yōu)勢。
[0019]3)裝置的控制器可實時計算電容器組電容值，保證裝置運行在電容器正常工作的條件下，一旦電容器損壞導(dǎo)致電容值偏差即對裝置進行告警或保護的操作。每相電容器都配有電壓互感器和電流互感器，控制器通過互感器采集電容器兩端的實時電壓以及通過電容器組單相支路的電流，計算相對應(yīng)的電壓和電流的有效值后，計算出實時電容值，通過與控制器內(nèi)預(yù)設(shè)的電容器額定值進行比較來對電容器的實際工況進行判斷。若實際容值與額定值偏差>15%則認為容值微變，不影響裝置工作；若實際容值與額定值偏差>20%則認為容值失效，對裝置進行旁路的保護操作。該方法的應(yīng)用使得裝置不再需要經(jīng)常退出運行來檢查電容器組，實時計算容值又可在容值出現(xiàn)偏差時進行旁路以設(shè)備保護裝置，是創(chuàng)新的實用功能。
[0020]4)控制器的功能全面，能夠?qū)崿F(xiàn)諸多功能:通過遠程通訊或者就地操作實現(xiàn)裝置的自動投切，按照既定的動作流程將電容器投入或切除；通過電壓互感器檢測線路電壓，與設(shè)定的失電閥值進行比較來判斷線路是否失電從而是否需要進行短時旁路；通過電壓互感器和電流互感器檢測電容器電壓和電流來實現(xiàn)電容器的過流、過壓保護；通過光纖采