專利名稱：自變電抗式電容器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)電容器裝置(簡稱電容器裝置)，尤其是能調(diào)節(jié)補(bǔ)償容量和減少串聯(lián)電抗器數(shù)量的電容器裝置。
目前，電容器裝置是由電容器組及相應(yīng)的一次和二次配套設(shè)備組成，并分為高壓電容器裝置和低壓電容器裝置兩類。高壓電容器裝置配套設(shè)備一般包括斷路器、隔離開關(guān)(含接地開關(guān))、串聯(lián)電抗器、放電線圈、避雷器、熔斷器及繼電保護(hù)和自動裝置。低壓電容器裝置配套設(shè)備一般包括接觸器、刀開關(guān)、串聯(lián)電抗器、避雷器、熔斷器、熱繼電器和自動裝置。當(dāng)電力系統(tǒng)電壓低或缺乏無功時，投入該裝置，以提升電壓，補(bǔ)償無功；當(dāng)電力系統(tǒng)電壓高或無功過多時，切除該裝置，以降低電壓，減少無功。通過該裝置的投、切操作達(dá)到調(diào)節(jié)電壓和平衡無功的目的。但是，該裝置在操作時，對于高壓，只能進(jìn)行全容量的投入或切除，對較小的電壓和無功變化，不能做到很滿意的調(diào)節(jié)效果，并且擴(kuò)容也不方便。即使采用分組電容器(即多個電容器裝置)，也要每組電容器配套一組串聯(lián)電抗器，使用電抗器數(shù)量較多。對于低壓，雖然調(diào)節(jié)方便，但每組(只)電容器都要配套一組串聯(lián)電抗器，使裝置的電抗器數(shù)量更多。由于電抗器數(shù)量多，因而成本高、損耗大、占用空間大。
本實用新型的目的是提供一種自變電抗式電容器裝置，它不僅能調(diào)節(jié)電壓、平衡無功，而且能在高(或低)壓裝置中自動改變電抗，保持電抗率不變，配套多組(2組及以上)電容器進(jìn)行自由投、切操作，從而既能對低壓有較好的調(diào)節(jié)效果，而且又能對高壓較小的電壓和無功變化，同樣做到很滿意的調(diào)節(jié)效果，并且可以預(yù)留容量，方便擴(kuò)容。不僅如此，它還能使分組電容器和低壓電容器裝置的電抗器數(shù)量減少到一組。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的在電容器裝置中，將普通串聯(lián)電抗器就地(電源側(cè)或中性點側(cè))更換為一種自變電抗器。自變電抗器每組三相，每相是由一個主線圈(L)和多個(1個及以上)輔助線圈(La、Lb、......)組成，并將主線圈和各輔助線圈的一個同名(同極性)端相連接，連接點通過投、切開關(guān)接入基準(zhǔn)電容器組(C)，主線圈的另一個同名端接電源或中性點，各輔助線圈的另一個同名端分別通過投、切開關(guān)接入各電容器分組(Ca、Cb、......)。輔助線圈可以預(yù)留備用，它的數(shù)量由電容器分組數(shù)和預(yù)留電容器分組數(shù)確定。
設(shè)自變電抗器電抗率為KL，主線圈的自感電抗為XK＝KLXC(XC為基準(zhǔn)電容器組C的容抗)，各輔助線圈的自感電抗分別為aXK、bXK、......，各線圈(L、La、Lb、......)之間互感電抗的絕對值均為XK。則各輔助線圈自感電抗的權(quán)重系數(shù)(a、b、......)分別為a＝Xca/Xc+1、b＝Xcb/Xc+1、......(Xca、Xcb、......分別為電容器分組Ca、Cb、......的容抗)。
主線圈容量根據(jù)裝置各電容器組(C、Ca、Cb、......)總?cè)萘亢皖A(yù)留電容器分組總?cè)萘看_定；輔助線圈容量分別與所連接的電容器分組容量相匹配；各電容器組容量可以相等也可以不相等。
當(dāng)僅有基準(zhǔn)電容器組投入時，主線圈同普通串聯(lián)電抗器；當(dāng)僅有一個電容器分組投入時，主線圈電抗消失，運行的輔助線圈電抗按電抗率KL配套投入的電容器分組容抗；當(dāng)有二個及以上電容器組投入時，運行的所有輔助線圈電抗消失，連接輔助線圈的運行電容器分組都與主線圈直接(無電抗)連通，主線圈電抗按電抗率KL配套所有投入電容器組并聯(lián)后的總?cè)菘?。也就是說，本實用新型具有自動改變電抗，保持電抗率不變，配套多組電容器的功能。
本實用新型由于僅采用一組自變電抗器，并且在運行中，當(dāng)電力系統(tǒng)電壓或無功變化較小時，能投入或切除較少的容量；當(dāng)電力系統(tǒng)電壓或無功變化較大時，能投入或切除較多的容量，從而達(dá)到很滿意的調(diào)節(jié)效果和減少電抗器數(shù)量的目的。
由于采用上述方案，本實用新型可以在調(diào)節(jié)電壓和平衡無功的同時，方便地做到很滿意的調(diào)節(jié)效果，并且僅采用一組自變電抗器，因而成本低、損耗小、占用面積和空間小，結(jié)構(gòu)簡單。
本實用新型設(shè)計方案參考文獻(xiàn)如下(1)華東電網(wǎng)供電培訓(xùn)教材之三，并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置技術(shù)，華東電業(yè)管理局供電處編，1986，2；(2)俞大光編，電工基礎(chǔ)(上冊)，1958，9；(3)俞儉書，大型電容器組的容量校核與容量調(diào)節(jié)，中國電力，1997，2；(4)無錫電力電容器廠，并聯(lián)電容器補(bǔ)償成套裝置使用說明書。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步說明

圖1是普通電容器裝置一次方案接線圖；圖2是自變電抗式電容器裝置一次方案接線圖；圖3是自變電抗器接線示意圖。
圖中字母代表的設(shè)備為GL-隔離開關(guān)(含接地開關(guān))；DL-斷路器；FU-負(fù)荷開關(guān)；BL-避雷器；FD-放電線圈；PK-普通串聯(lián)電抗器；ZBK-自變電抗器；PC-普通電容器組；C-基準(zhǔn)電容器組；Ca、Cb、......-電容器分組；RD-熔斷器；CT-電流互感器；JC-接觸器；DK-刀開關(guān)；RJ-熱繼電器；K-投、切開關(guān)(即斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、接觸器等)；L--主線圈；La、Lb、......--輔助線圈。
在圖1a中，普通高壓并聯(lián)電容器組(PC)為固定容量，投入或切除都為全部容量，對電力系統(tǒng)電壓和無功調(diào)節(jié)幅度寬，影響較大，僅能適應(yīng)電壓和無功大幅度變化需要，對小幅度變化將發(fā)生投、切容量過多的現(xiàn)象，不能做到很滿意的調(diào)節(jié)效果，并且擴(kuò)容也不方便。在圖1b中，每組(只)低壓電容器(PC)都要配套一組串聯(lián)電抗器(PK)，使裝置的電抗器(PK)數(shù)量很多。
在圖2中，一組自變電抗器(ZBK)按一定電抗率配套多組(2組及以上)電容器(C、Ca、Cb、......)，各組電容器(C、Ca、Cb、......)既可通過投、切開關(guān)(圖2a，F(xiàn)U-負(fù)荷開關(guān)或圖2b，JC-觸器)單獨與自變電抗器(ZBK)連接，也可同時(C+Ca+Cb+......)與自變電抗器(ZBK)連接。即每個電容器組(C、Ca、Cb、......)不論其它電容器組(C、Ca、Cb、......)是否已經(jīng)投入，都可以單獨自由地進(jìn)行投、切操作，滿足電力系統(tǒng)電壓和無功小幅度或大幅度變化需要，達(dá)到很滿意的調(diào)節(jié)效果。并且，無論是高壓(圖2a)還是低壓(圖2b)電容器裝置，僅需要安裝一組自變電抗器(ZBK)。該裝置基本結(jié)構(gòu)型式有三種，即框架式、集合式和屏柜式，可以安裝于戶內(nèi)或戶外。
在圖3中，自變電抗器(ZBK)每相由一個主線圈(L)和多個(1個及以上)輔助線圈(La、Lb、......)組成，并將主線圈(L)和各輔助線圈(La、Lb、......)的一個同名(無‘*’號同極性)端相連接，連接點通過投、切開關(guān)(K)接入基準(zhǔn)電容器組(C)。主線圈(L)的另一個同名(帶‘*’號同極性)端接電源或中性點。各輔助線圈(La、Lb、......)的另一個同名(帶‘*’號同極性)端分別通過投、切開關(guān)(K)接入各電容器分組(Ca、Cb、......)。輔助線圈可以預(yù)留備用，它的數(shù)量由電容器分組數(shù)和預(yù)留電容器分組數(shù)確定。主線圈(L)容量根據(jù)裝置各電容器組(C、Ca、Cb、......)總?cè)萘亢皖A(yù)留電容器分組總?cè)萘看_定；輔助線圈(La、Lb、......)容量分別與所連接的電容器分組(Ca、Cb、......)容量相匹配；各電容器組(C、Ca、Cb、......)容量可以相等也可以不相等。自變電抗器(ZBK)每組三相，圖中僅示意一相。自變電抗器(ZBK)基本結(jié)構(gòu)型式有三種，即空芯式、半鐵芯式和鐵芯式，可以安裝于戶內(nèi)、戶外或屏柜內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種自變電抗式電容器裝置，是由電容器組及相應(yīng)的一次和二次配套設(shè)備組成，并分為高壓電容器裝置和低壓電容器裝置兩類，高壓電容器裝置配套設(shè)備一般包括斷路器、隔離開關(guān)(含接地開關(guān))、串聯(lián)電抗器、放電線圈、避雷器、熔斷器及繼電保護(hù)和自動裝置，低壓電容器裝置配套設(shè)備一般包括接觸器、刀開關(guān)、串聯(lián)電抗器、避雷器、熔斷器、熱繼電器和自動裝置，其特征是在電容器裝置中，將普通串聯(lián)電抗器就地(電源側(cè)或中性點側(cè))更換為一種自變電抗器，自變電抗器每組三相，每相是由一個主線圈(L)和多個(1個及以上)輔助線圈(La、Lb、......)組成，并將主線圈和各輔助線圈的一個同名(同極性)端相連接，連接點通過投、切開關(guān)(斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、接觸器等)接入基準(zhǔn)電容器組(C)，主線圈的另一個同名端接電源或中性點，各輔助線圈的另一個同名端分別通過投、切開關(guān)(斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、接觸器等)接入各電容器分組(Ca、Cb、......)，輔助線圈可以預(yù)留備用，它的數(shù)量由電容器分組數(shù)和預(yù)留電容器分組數(shù)確定；設(shè)自變電抗器電抗率為KL，主線圈的自感電抗為XK＝KLXC(XC為基準(zhǔn)電容器組C的容抗)，各輔助線圈的自感電抗分別為aXK、bXK、......，各線圈(L、La、Lb、......)之間互感電抗的絕對值均為XK，則各輔助線圈自感電抗的權(quán)重系數(shù)(a、b、......)分別為a＝Xca/Xc+1、b＝Xcb/Xc+1、......(Xca、Xcb、......分別為電容器分組Ca、Cb、......的容抗)，主線圈容量根據(jù)裝置各電容器組(C、Ca、Cb、......)總?cè)萘亢皖A(yù)留電容器分組總?cè)萘看_定；輔助線圈容量分別與所連接的電容器分組容量相匹配；各電容器組(C、Ca、Cb、......)容量可以相等也可以不相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自變電抗式電容器裝置，其特征是基本結(jié)構(gòu)型式有三種，即框架式、集合式和屏柜式，可以安裝于戶內(nèi)或戶外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自變電抗式電容器裝置，其特征是自變電抗器基本結(jié)構(gòu)型式有三種，即空芯式、半鐵芯式和鐵芯式，可以安裝于戶內(nèi)、戶外或屏柜內(nèi)。
專利摘要一種能夠調(diào)節(jié)無功補(bǔ)償容量和減少串聯(lián)電抗器數(shù)量的自變電抗式電容器裝置,它是在已有的電容器裝置中,將普通串聯(lián)電抗器就地(電源側(cè)或中性點側(cè))更換為一種自變電抗器,能夠在高(或低)壓裝置中自動改變電抗,保持電抗率不變,配套多組(2組及以上)電容器進(jìn)行自由投、切操作,并且非常方便裝置的擴(kuò)容。裝置基本結(jié)構(gòu)型式為框架式、集合式和屏柜式,可以安裝于戶內(nèi)或戶外。
文檔編號H02J3/18GK2497463SQ01234008
公開日2002年6月26日 申請日期2001年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月14日
發(fā)明者俞儉書 申請人:俞儉書