高压动态无功补偿装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种高压动态无功补偿装置，包括并联在系统补偿母线上的一条可分组调节容量的滤波电容器组FC支路和一条可调电抗器MCR支路，FC支路和MCR支路通过各自的隔离开关与补偿母线相连；补偿母线经补偿装置出线与系统高压母线相连。本实用新型专利技术将小容量的可调电抗器与大容量的分组调节容量的滤波电容器组综合成一体，既能满足系统负荷连续、快速、大容量的无功补偿需要，又能解决装置对系统造成的谐波污染。本实用新型专利技术用于改善电网的功率因数、调整电压、治理谐波、降低网损，提高电网的利用率，保证了系统的安全经济运行。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于一种电力系统动态无功补偿装置，尤其是一种实现电力、冶金、石化、建材等行业应用的3 — 35kV电压等级配电系统的动态无功补偿装置，具体涉及一种磁路饱和程度可调的电抗器(MCR)。
技术介绍
目前，为满足系统中特定负荷造成的无功快速波动场所的补偿需要，主要补偿设备为分级投切的电容器组和可实现无级可调的静止式无功补偿装置(Static VarCompensator，简称SVC)。有级投切的电容器组，其补偿特性不平滑，补偿精度不高，无法适应负荷快速变化场合的无功补偿需求。SVC产品可有效地解决这一问题，它以响应速度快、技术相对成熟以及可靠性高得到广泛应用。国内市场现有SVC产品主要有两种形式一种是TCR (晶闸管控制电抗器)相控电抗器型SVC，一种是MCR型磁阀式可控电抗器型SVC。TCR型SVC出现较早，市场认可度较高，具有响应速度快，噪声小、温升低的特点；但存在运行时产生的谐波污染严重，可靠性和稳定性不高，设备复杂、造价高，运行维护工作量大、费用高的缺点；与此相比，MCR型SVC是近十年来逐步成熟的产品，采用低电压小电流的晶闸管控制高电压、大功率电抗器的饱和度，与TCR型SVC相比，具有运行时的谐波污染较轻，可靠性和稳定性较高，设备简单、体积小，运行维护工作量小的特点，但是由于采用了磁放大原理，设备噪声较大，温升高、响应速度较TCR慢，在O. 1-0. 3S之间，仍然可满足大部分工矿场合的无功补偿需求。现有MCR型SVC设备，其中的FC (滤波补偿支路)部分基本为固定投切的电容器组，根据现有企业的实际生产情况来看，其中的快速波动负荷(如电弧炉，轧钢机等)通常只占全厂负荷的一部分，与大部分的分阶段变化的负荷同时运行，因此，如果用MCR型SVC来补偿所有负荷的无功需求，存在设备利用率低，性价比低的问题，同时，MCR型SVC在工作过程中也会产生部分谐波，需要固定的FC部分对此加以抑制。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本技术提出一种基于磁阀式可控电抗器型的高压动态无功补偿装置，以实现减少网损、提高供电效率、提高供电质量的目的，该装置补偿精度高，补偿特性平滑，制作和运行成本低。本技术的技术方案在于包括并联在系统补偿母线上的一条可分组调节容量的滤波电容器组FC支路和一条可调电抗器MCR支路，FC支路和MCR支路通过各自的隔离开关与补偿母线相连；补偿母线经补偿装置出线与系统高压母线相连。所述的FC支路包括串联联接的投切开关、滤波电容器和滤波电抗器。所述的FC支路所说的投切开关为真空接触器。所述的MCR支路包括有一组以三角形的连接形式连接的MCR可调电抗器。还包括一个采集系统进线处的电流信号及系统高压母线电压信号，通过CPU运算，计算得出系统所需的无功量，以此发出控制指令，控制相应的FC支路的投切的FC支路微机控制器；FC支路微机控制器与FC支路的投切开关相连接。 还包括一个将进线处的电流信号和母线电压信号，通过FC支路微机控制器CPU运算处理，按不同的要求，在控制算法上实现分相控制、功率因数控制及无功控制；由励磁部件产生的控制信号对可控硅的导通状态进行移相控制，进而实现动态调节MCR支路感性无功电流的MCR支路控制保护单元。所述MCR支路控制保护单元包括控制保护部件、励磁部件和监控部件。所述的FC支路还包括一个接收系统高压母线的电压输入信号和FC支路的第二电流互感器电流输入信号并输出保护输出信号的FC支路保护单元，FC支路保护单元一端经 电压互感器与系统高压母线相连，另一端与第二电流互感器连接，第二电流互感器装于投切开关与滤波电容器之间。本技术的工作原理是FC支路主要满足系统中分阶段变化的无功需求，这部分容量分为若干个电容器组，由微机控制器根据检测到的电流、电压信号计算出无功需求量，发出控制指令，控制相应支路的投切，实现系统无功需求的粗调；MCR支路则按系统负荷的变化，控制磁阀式可控电抗器输出的感性无功，以吸收FC支路输出的多余的容性无功，实现系统无功需求的细调，以使系统感性和容性无功趋于平衡。FC支路和MCR支路共用一套补偿装置出线柜，各支路设置独立的隔离开关用于检修时使用。第一电流互感器和电压互感器用于给微机控制器和MCR的CPU控制器提供检测信号，第二电流互感器和第三电流互感器分别为FC支路和MCR支路控制保护系统提供电流测量及保护信号。出现故障时，控制保护系统将保护信号送至补偿装置开关柜进行分闸操作，并可通过通讯接口向监控系统上传保护或报警信号。本技术的优点通过对FC支路分组自动投切，可大大降低MCR支路部分的容量，在保证补偿精度及速度的前提下，降低了设备的成本，并减少了装置自身产生的谐波大小；同时，FC支路通过对固定电容器及电抗器的特殊选择，使其在固定频率处串联谐振，在向系统提供容性无功的同时，可对系统中的谐波电流以及装置自身产生的谐波电流进行滤除，进一步优化了系统的供电质量。本技术将小容量的可调电抗器与大容量的分组调节容量的滤波电容器组综合成一体，既能满足系统负荷连续、快速、大容量的无功补偿需要，又能解决装置对系统造成的谐波污染。本技术用于改善电网的功率因数、调整电压、治理谐波、降低网损，提高电网的利用率，保证了系统的安全经济运行。附图说明图I是本技术的结构示意图。图中，I、补偿母线，2、FC支路，3、MCR支路，4、真空接触器，5、滤波电容器，6、滤波电抗器，7、MCR可调电抗器，8、第一电流互感器，9、第二电流互感器，10、第三电流互感器，11、系统进线开关，12、电压互感器，13、负荷出线开关，14、FC支路微机控制器，15、FC支路保护单元，16、MCR支路控制保护单元。具体实施方式图I中，由通过各自隔离开关与补偿母线I相连的滤波电容器和滤波电抗器组成的自动投切FC支路2和可调电抗器MCR支路3，通过补偿装置出线开关并联接于系统高压母线上，负荷通过负荷出线开关13与本技术并联接于系统高压母线上，补偿母线I为3 — 35kV高压母线。FC支路2由真空接触器4、滤波电容器5、滤波电抗器6、第二电流互感器9、FC支路微机控制器14及FC支路保护单元15组成，FC支路微机控制器14采集系统进线处的电流信号及系统高压母线的电压信号，FC支路微机控制器所采集的系统高压母线的电压信号取自与系统高压母线连接的电压互感器12，电流信号来自系统进线开关11所在处的第一电流互感器8，通过CPU运算，计算得出系统所需的无功量，以此发出控制指令，控制相应的FC支路2的投切；投切执行元件为高压真空接触器；MCR支路由第三电流互感器10、MCR可调电抗器7、MCR支路控制保护单元16等组成，控制保护单元包括控制保护部件、励磁部件和监控部件。MCR支路3控制保护单元取样电流、电压信号与FC支路2相同，也为进线处的电流信号和母线电压信号，通过CPU运算处理，按不同的要求，在控制算法上实现分相控制、功率因数控制及无功控制；由励磁部件产生的控制信号对可控硅的导通状 态进行移相控制，进而实现动态调节MCR支路3感性无功电流的目的。FC支路2输出的容性无功与MCR支路3输出的感性无功配合，满足系统负荷变化所需的无功需求量。权利要求1.一种高压动态无功补偿装置，其特征在于包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压动态无功补偿装置，其特征在于：包括并联在系统补偿母线（1）上的一条可分组调节容量的滤波电容器组FC支路（2）和一条可调电抗器MCR支路（3），FC支路（2）和MCR支路（3）通过各自的隔离开关与补偿母线（1）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯杰，谢远伟，
申请(专利权)人：湖北中盛电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：