本發明專利技術公開了一種無功補償裝置及其參數確定方法，裝置包括第一并聯電容器組、第二并聯電容器組、第一放電線圈、第二放電線圈、旁路開關、涌流限制電抗器和四極接地隔離開關，所述第一并聯電容器組和第二并聯電容器組串聯后通過高壓斷路器與電力系統母線連接，所述第一放電線圈與第一并聯電容器組并聯連接，所述第二放電線圈與第二并聯電容器組并聯連接，所述旁路開關和涌流限制電抗器串聯后與第二并聯電容器組并聯連接，所述四極接地隔離開關中的三極與第一并聯電容器組的進線側連接，四極接地隔離開關中的另一極與第二并聯電容器組的中性點連接。本發明專利技術通過控制旁路開關即可實現對并聯電容器組輸出容量的調整，便可輸出兩個等級的無功補償容量。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，屬于電力系統無功控制技術領 域。
技術介紹
目前電力系統的無功補償多采用在變電站低壓側設置無功補償電容器組來實現， 由于電力系統的負荷隨時間具有波動性，對無功的需求也呈現波動變化。目前變電站內無 功補償電容器配置方案為小容量、多分組，當負荷波動導致電力系統的無功需求變化時，根 據無功需求逐組投入或退出無功補償電容器裝置。這種配置方案是目前變電站無功配置的 主要方案，但是，在實際運行中具有以下不足之處： (1)電容器分組多，需要更多的開關柜及其他相關設備，尤其是220kV變電站低壓 側無功補償裝置可達20多組，需要20多面低壓開關柜以及配套的二次設備、電纜、串聯電 抗器裝置，設備投資很大，安裝、維護工作量也隨之增加； (2)大量的無功補償電容器占用很大的空間，尤其是對于必須戶內布置的電容器， 需要很大建筑面積，占用了寶貴的土地資源，也提高了變電站的建設成本。 (3)為滿足負荷波動對無功的需求，小容量、多分組的電容器投切需要操作多臺斷 路器實現，操作復雜；此外，斷路器操作頻繁，更容易造成設備故障，對電網的安全可靠運行 是一個很大的隱患。
技術實現思路
為克服上述現有技術存在的不足，本專利技術提供了一種無功補償裝置及其參數確定 方法，其能夠解決目前無功補償裝置中電容器分組多、空間大和操作復雜的問題。 本專利技術解決其技術問題所采取的技術方案是：一種無功補償裝置，其特征是，包 括第一并聯電容器組、第二并聯電容器組、第一放電線圈、第二放電線圈、旁路開關、涌流限 制電抗器和四極接地隔離開關，所述第一并聯電容器組和第二并聯電容器組串聯后通過高 壓斷路器與電力系統母線連接，所述第一放電線圈與第一并聯電容器組并聯連接，所述第 二放電線圈與第二并聯電容器組并聯連接，所述旁路開關和涌流限制電抗器串聯后與第二 并聯電容器組并聯連接，所述四極接地隔離開關中的三極與第一并聯電容器組的進線側連 接，四極接地隔離開關中的另一極與第二并聯電容器組的中性點連接。 進一步地，該無功補償裝置還包括串聯電抗器，所述串聯電抗器設置在高壓斷路 器與第一放電線圈之間。 進一步地，該無功補償裝置還包括金屬氧化物避雷器，所述金屬氧化物避雷器與 第一并聯電容器組的進線側連接。 優選地，所述旁路開關包括真空斷路器。 優選地，所述第一并聯電容器組包括并聯連接的Nl組第一串聯電容器組，每一組 第一串聯電容器組包括Ml個串聯連接的電容器；所述第二并聯電容器組包括并聯連接的 N2組第二串聯電容器組，每一組第二串聯電容器組包括M2個串聯連接的電容器；Nl、N2、 M1、M2均為大于等于2的整數。 優選地，當第一并聯電容器組的電容值與第二并聯電容器組的電容值不相等時， 無功補償裝置具有兩級無功容量輸出等級。 優選地，當第一并聯電容器組的電容值與第二并聯電容器組的電容值相等時，無 功補償裝置輸出的高容量值是低容量值的2倍，具有整容量、半容量兩級無功容量輸出等 級。 本專利技術還提了一種無功補償裝置的參數確定方法，其特征是，包括以下步驟： -、無功補償裝置的原理分析 設電力系統電壓為U，如果忽略串聯電抗器的容升效應，則認為第一并聯電容器組 與第二并聯電容器組的串聯電壓與電力系統電壓相同，設系統角頻率為《，第一并聯電容 器組、第二并聯電容器組的電容值分別為Cp C2; (1)當旁路開關斷開時： 第一并聯電容器組、第二并聯電容器組串聯接入系統，串聯后總的容抗： (2)當旁路開關合上時： 第二并聯電容器組被旁路，只有第一并聯電容器組接入回路，此時無功補償裝置 輸出的無功容量為： 由式（3)和式（4)得出，旁路開關閉合前后，無功補償裝置容量的變化取決于第二 并聯電容器組與第一并聯電容器組的電容值之比，即：當合上旁路開關時無功補償裝置輸 出高值無功功率Sc 2，當斷開旁路開關時無功補償裝置輸出低值無功功率Sc1; 二、無功補償裝置的設備參數計算 (1)第一并聯電容器組的參數計算 設無功補償裝置輸出的低值無功功率為Sc1，無功補償裝置輸出的高值無功功率 為Sc2，電力系統電壓為U，當旁路開關合上時，第一并聯電容器組上的電壓即為電力系統電 壓，無功補償裝置輸出無功功率為Sc2，則第一并聯電容器組的電容值為： (2)第二并聯電容器組的參數計算 當旁路開關斷開時，第一并聯電容器組與第二并聯電容器組串聯，此時無功補償 裝置輸出低值無功功率Sc 1，設此時第一并聯電容器組上的電壓為U1、第二并聯電容器組上 的電壓為U2，則： 又根據基爾霍夫電壓、電流定律，對于整個電路有如下關系： U = U^U2 (7) WC1U1=WC2U2 (8) 聯立式（6)、式（7)和式（8)，解之得： (3)旁路開關的參數計算 旁路開關合上時僅充當中性點連接作用，無工作電流通過，其持續工作電流僅為 第一并聯電容器組的不平衡電流；旁路開關并接在第二并聯電容器組上，故額定電壓與第 優選地，當第一并聯電容器組的電容值與第二并聯電容器組的電容值相等（即C2功容量輸出等級。 本專利技術的有益效果如下： 本專利技術的無功補償裝置由兩個并聯電容器組構成，靠近中性點的并聯電容器組并 聯一個用于旁路的旁路開關以及限制開合瞬間暫態過程的涌流限制電抗器，當旁路開關斷 開時，兩個并聯電容器組串聯接入母線，整個回路容抗值的，因而，該無功補償裝置輸出較 低無功容量；反之，當旁路開關閉合時，僅有一個并聯電容器組接入母線，容抗較串聯時低， 因而，該無功補償裝置輸出高無功補償容量，這樣，本專利技術通過控制旁路開關即可實現對并 聯電容器組輸出容量的調整，該無功補償裝置便可輸出兩個等級的無功補償容量。 本專利技術解決了目前電容器分組容量多的問題，提出了一種兩級容量無功補償并聯 電容器組裝置，具有兩個等級的無功補償容量，可根據補償的需要選擇大的補償容量或小 補償容量，實現了 1臺電容器組輸出2種不同容量無功的功能，從而減少了無功補償的分組 數量，減少了設備投資和變電站占地面積。另外本專利技術無需對斷路器操作，僅通過開合旁路 開關便能夠實現電容器容量的切換，操作簡單，安全可靠。 本專利技術將三相接地隔尚開關和中性點側的單相接地隔尚開關這兩個接地設備合 并成一個四極接地隔離開關設備，節約了設備制造資源，大大提高了運行人員日常巡視和 檢修的方便性，降低了運行成本。【附圖說明】 下面結合附圖對本專利技術進一步說明： 圖1是本專利技術的結構示意圖； 圖中，CBl為第一并聯電容器組、CB2為第二并聯電容器組、Ll為第一放電線圈、L2 為第二放電線圈、KM為真空接觸器、L3為涌流限制電抗器、QE為四極接地隔離開關、QF為 高壓斷路器、BUS為電力系統母線、L為串聯電抗器、FV為金屬氧化物避雷器。【具體實施方式】 為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過【具體實施方式】，并結合其附圖，對本發 明進行詳細闡述。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本專利技術的不同結 構。為了簡化本專利技術的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。此外，本專利技術可以 在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指 示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。應當注意，在附圖中所圖示的部件不一定按 比例繪制。本專利技術省略了對公知組件和處理技術及工藝的描述以避免不必要本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種無功補償裝置，其特征是，包括第一并聯電容器組、第二并聯電容器組、第一放電線圈、第二放電線圈、旁路開關、涌流限制電抗器和四極接地隔離開關，所述第一并聯電容器組和第二并聯電容器組串聯后通過高壓斷路器與電力系統母線連接，所述第一放電線圈與第一并聯電容器組并聯連接，所述第二放電線圈與第二并聯電容器組并聯連接，所述旁路開關和涌流限制電抗器串聯后與第二并聯電容器組并聯連接，所述四極接地隔離開關中的三極與第一并聯電容器組的進線側連接，四極接地隔離開關中的另一極與第二并聯電容器組的中性點連接。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭宜果，李越，盧福木，張德坤，王庥祺，丁晶，于文星，張景翯，魏鑫，劉海濤，張如杰，
申請(專利權)人：國網山東省電力公司經濟技術研究院，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：山東;37
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