專利名稱：中高壓雙向無功自動調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于中高壓雙向無功自動調(diào)節(jié)裝置，具體的是調(diào)節(jié)變電站的容性 和感性無功，是一種通過調(diào)節(jié)電容器和電抗器端電壓來調(diào)節(jié)無功的無功調(diào)節(jié)裝 置，適用于電力部門和用電單位。
背景技術(shù)：
目前，我國電網(wǎng)負荷整體情況已經(jīng)發(fā)生了較大的變化，具體有三點 一是工 業(yè)負荷和民用負荷所占比例發(fā)生了很大變化。過去以工業(yè)負荷為主，所占比例大， 這部分負荷易于掌握，而現(xiàn)在民用各種家電使用率的加大及臺式變壓器的增加， 使民用負荷比例越來越大。二是負荷容量和負荷性質(zhì)都發(fā)生了很大變化。隨著人 們生活水平的日漸提高，各種家用電器的使用率及普及率越來越高，民用負荷從 以往的以照明為主的有功消耗變成了以空調(diào)、冰箱等家電為主的大量無功消耗， 無功需求很大，系統(tǒng)的無功供給出現(xiàn)了嚴重不足。三是無功波峰、波谷相差懸殊 且隨氣候、季節(jié)變化很大。夏季最大的無功大約是冬季的最小無功的7 12倍，
而同一季節(jié)無功波峰、波谷也要相差2 2. 5倍。因此要對現(xiàn)有無功裝置進行調(diào)整， 以保證電壓合格。無功補償是保證電壓合格的重要因素，無功補償又為容性補償 和感性補償，缺容性無功，電壓偏低，缺感性無功，則會出現(xiàn)電壓偏高。目前用 于容性無功補償?shù)挠泄潭娙萜鹘M自動分組投切，SVC補償裝置技術(shù)。然而，固 定電容器組自動分組投切技術(shù)經(jīng)常出現(xiàn)欠補償或過補償問題，頻繁投切還會出現(xiàn) 過電壓，涌流問題；SVC裝置雖然實時調(diào)節(jié)的效果好，但設(shè)備價格昂貴，維護技 術(shù)復(fù)雜。目前的無功補償技術(shù)，基本上針對容性無功補償，雖然感性無功缺失現(xiàn) 象不是很普遍，但是一旦出現(xiàn)就對電壓的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。例如， 1995年東北電網(wǎng)的局部地區(qū)，500 kV的最高電壓達到556 kV， 220 kV的最高 電壓為257 kV，顯然已經(jīng)超過了設(shè)備的最高電壓550 kV和252 kV ，盡管只是短 時，但對電氣設(shè)備的安全運行仍是不利的。再者，隨著城市化進程不斷加快，更多變電站采用電纜出線，這樣在后半夜就會出現(xiàn)無功倒送現(xiàn)象，造成感性無功缺 失，使無功損耗增大，電壓升高。因此，還需要公開一種更具體的，更實用的， 更易于實現(xiàn)的雙向無功補償裝置。用于補償容性、感性無功，來保證供電質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本實用新型的目的是針對上述問題，提出一種中高壓雙向無功 自動調(diào)節(jié)裝置。具有易于實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)無功實時就地?zé)o功平衡， 較好的保證供電質(zhì)量和設(shè)備龜網(wǎng)安全的優(yōu)點。
技術(shù)方案本實用新型的中高壓雙向無功自動調(diào)節(jié)裝置是通過以下技術(shù)方 案實現(xiàn)的。該裝置包括變壓器原級母線、變壓器次級母線、微機控制器、第一 電壓檢測互感器、第二電壓檢測互感器、電流檢測互感器、有載調(diào)壓變壓器、 第一操作箱、第二操作箱、深度自耦調(diào)壓器、電抗器組和電容器組、電容器串 聯(lián)電抗器組、第一開關(guān)、第二開關(guān)；其特征在于，所述的第一電壓檢測互感器 和電流檢測互感器分別與所述的變壓器原級母線相連接，所述的第二電壓檢測 互感器和深度自耦調(diào)壓器分別與所述變壓器次級母線相連接，所述的第一電壓 檢測互感器、第二電壓檢測互感器及所述的電流檢測互感器的檢測信號輸出端 分別與所述微機控制器的輸入端相連接，所述微機控制器的信號輸出端分別和 所述第一操作箱、第二操作箱相連接，第一操作箱連接控制有載調(diào)壓變壓器， 第二操作箱的第三輸出端連接深度自耦調(diào)壓器的控制端，第一輸出端連接第一 開關(guān)的控制端，第二輸出端連接第二開關(guān)的控制端；所述的有載調(diào)壓變壓器連 接在所述的變壓器原級母線和變壓器次級母線之間，所述深度自耦調(diào)壓器電壓 輸出端通過第一開關(guān)與電容器組相連接，通過第二開關(guān)與電抗器組相連接。
所述深度自耦調(diào)壓器包括一個有載分接開關(guān)、八段調(diào)壓線圈、10個接點 ml ml0;所述有載分接頭開關(guān)有10個檔位接點til n10，所述調(diào)壓線圈的10 個接點和所述有載分接開關(guān)的IO個檔位接點對應(yīng)相連接，每相鄰兩個接點相連 接實現(xiàn)無功調(diào)節(jié)為11%，所述有載分接開關(guān)的機構(gòu)在所述第二操作箱的控制下 使每兩個相鄰檔位接點接通，所述有載分接開關(guān)的檔位接點之間有過渡電阻； 所述八段調(diào)壓線圈包括第一線圈、第二線圈、第三線圈、第四線圈、第五線圈、 第六線圈、第七線圈、第八線圈。所述的電容器串聯(lián)電抗器組,可以有效抑制過 電流，保護電容器組。有益效果該裝置設(shè)有變壓器原級母線、變壓器次級母線、微機控制器、 第一電壓檢測互感器、第二電壓檢測互感器、電流檢測互感器、有載調(diào)壓變壓 器、第一操作箱、第二操作箱、深度自耦調(diào)壓器、電容器組、電抗器組，電容 器組串聯(lián)電抗、開關(guān)kl、 k2。本實用新型是通過微機控制器控制開關(guān)kl、 k2 的通斷，從而來調(diào)節(jié)輸出無功的性質(zhì)，實現(xiàn)雙向無功補償。本實用新型的有載 調(diào)壓變壓器是在微機控制器控制下實現(xiàn)實時調(diào)壓的，從而實現(xiàn)了無功實時就地 平衡，更好的保證了供電質(zhì)量；本實用新型的調(diào)壓線圈靈活地分組設(shè)置，實現(xiàn) 對無功的有規(guī)律調(diào)節(jié)。因此，本實用新型的中高壓雙向無功自動調(diào)節(jié)裝置具有 易于實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)無功實時就地?zé)o功平衡，較好的保證供電質(zhì)量 和設(shè)備電網(wǎng)安全的優(yōu)點。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖l深度自耦調(diào)壓器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參見附圖，中高壓雙向無功自動調(diào)節(jié)裝置，該裝置包括變壓器原級母線2. 1 、 變壓器次級母線2.2、微機控制器7、第一電壓檢測互感器5、第二電壓檢測互 感器l、電流檢測互感器4、有載調(diào)壓變壓器3、第一操作箱6、第二操作箱8、 深度自耦調(diào)壓器9、電抗器組IO、電容器組ll、電容器串聯(lián)電抗器組12、開關(guān) kl、 k2。所述的第一電壓檢測互感器5和電流檢測互感器分別與所述的變壓器 原級母線2.1相連接，所述的第二電壓檢測互感器1和自耦調(diào)壓器9分別與所 述變壓器次級母線2.2相連接，所述的第一電壓檢測互感器5、第二電壓檢測 互感器1及所述的電流檢測互感器4的檢測信號輸出端分別與所述微機控制器 7的輸入端相連接所述微機控制器7的信號輸出端分別和所述第一操作箱6和 第二操作箱8相連接，第一操作箱6連接控制有載調(diào)壓變壓器3，第二操作箱8 第三輸出端a3連接深度自耦調(diào)壓器9的控制端，第一輸出端al連接第一開關(guān) kl的控制端，第二輸出端a2連接第二開關(guān)k2的控制端，所述的有載調(diào)壓器3 連接在所述的變壓器原級母線2. 1和變壓器次級母線2. 2之間，所述深度自耦調(diào)壓器9電壓輸出端和所述三相電容器組11，電抗器組10相連接。通過微機 控制器控制第一開關(guān)kl、第二開關(guān)k2的通斷，從而來調(diào)節(jié)無功輸出的性質(zhì)， 實現(xiàn)雙向無功補償；自耦調(diào)壓器可以實現(xiàn)無功的有規(guī)律調(diào)節(jié)，其包括一個有載 分接開關(guān)101、、第一線圈ml0m8、第二線圈m8m6、第三線圈m6m4m、第四線圈 m4m2、第五線圈mlm3、第六線圈m3m5、第七線圈m5m7、第八線圈m7m9、 10個 接點ml mlO;所述有載分接頭開關(guān)有10個檔位接點nl n10，所述調(diào)壓線圈 的10個接點和所述有載分接開關(guān)的10個檔位接點相連接，每相鄰兩個接點相 連接實現(xiàn)無功調(diào)節(jié)為11%，所述有載分接開關(guān)的機構(gòu)102在所述第二操作箱8 的控制下使每兩個相鄰檔位接點接通，所述有載分接開關(guān)的檔位接點之間有過 渡電阻；所述的電容器串聯(lián)電抗器組可以有效抑制過電流，保護電容器組ll。
本實用新型的中高壓雙向無功自動調(diào)節(jié)裝置根據(jù)電容和電感輸出無功與電 壓平方成正比的關(guān)系，通過改變端電壓來改變輸出無功。當本實用新型的雙向 無功自動調(diào)節(jié)裝置運行時，第一電壓檢測互感器和電流檢測互感器將檢測到的 母線上的電壓和電流傳給微機控制器，微機控制器通過內(nèi)部設(shè)定好的程序按照 設(shè)定的電壓和電流的要求進行分析與判斷，進而發(fā)出指令控制第一、第二操作 箱，從而實現(xiàn)對電壓和無功的調(diào)節(jié)。微機控制器控制第一開關(guān)kl、第二開關(guān)k2 的關(guān)斷，當需要容性無功補償時K1起作用，需要感性無功補償時第一開關(guān)斷 開，第二開關(guān)K2閉合。在深度自耦調(diào)壓器內(nèi)部，可以通過調(diào)節(jié)分接開關(guān)接點的 位置來調(diào)節(jié)電容器組和電抗器組兩端電壓，進而實現(xiàn)對無功輸出的調(diào)節(jié)。當分 接開關(guān)n9、 nlO短接時，自耦調(diào)壓器輸出電壓最高，輸出無功最大；當分接開 關(guān)nl、 n2短接時，自耦調(diào)壓器輸出電壓最低，輸出無功最低，電壓為原電壓的 35% ，無功輸出為原無功輸出的12%; n2、 n3短接時電壓為原電壓的48%，無 功輸出為原無功輸出的23%; n3、 n4短接時電壓為原電壓的58%，無功輸出為 原無功輸出的34%; n4、 n5短接時電壓為原電壓的67%,無功輸出為原無功輸 出的45%; n5、 116短接時電壓為原電壓的75%，無功輸出為原無功輸出的56%; n6、 n7短接時電壓為原電壓短接時電壓的82%，無功輸出為原無功輸出的67%; n7、 n8短接時為原電壓的88%，無功輸出為原無功輸出的78%; n8、 n9短接時 電壓為原電壓的94%，無功輸出為原無功輸出的89%; n9、 nlO短接時電壓為原 電壓短接時電壓為原電壓的100%，無功輸出為原無功輸出的100%。變換分接開 關(guān)的檔位接點的短接情況，可以方便靈活的使電容器和電抗器組的端電壓在35% 100%11的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，無功在12% 100%(3的調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)功率因數(shù)保持
在設(shè)置范圍內(nèi)。當系統(tǒng)電壓升降使母線電壓不合格時，反映該狀態(tài)的電壓互感 器B的信號輸入微機控制器，微機控制器經(jīng)分析運算發(fā)出指令給操作箱A，通 過操作箱A來完成有載調(diào)壓變壓器的調(diào)壓動作，調(diào)整其輸出電壓，保證電壓合 格。
權(quán)利要求1. 一種中高壓雙向無功自動調(diào)節(jié)裝置，該裝置包括變壓器原級母線(2.1)、變壓器次級母線(2.2)、微機控制器(7)、第一電壓檢測互感器(5)、第二電壓檢測互感器(1)、電流檢測互感器(4)、有載調(diào)壓變壓器(3)、第一操作箱(6)、第二操作箱(8)、深度自耦調(diào)壓器(9)、電抗器組(10)和電容器組(11)、電容器串聯(lián)電抗器組(12)、第一開關(guān)(k1)、第二開關(guān)(k2)；其特征在于，所述的第一電壓檢測互感器(5)和電流檢測互感器(4)分別與所述的變壓器原級母線(2.1)相連接，所述的第二電壓檢測互感器(1)和深度自耦調(diào)壓器(9)分別與所述變壓器次級母線(2.2)相連接，所述的第一電壓檢測互感器(5)、第二電壓檢測互感器(1)及所述的電流檢測互感器(4)的檢測信號輸出端分別與所述微機控制器(7)的輸入端相連接，所述微機控制器(7)的信號輸出端分別和所述第一操作箱(6)、第二操作箱(8)相連接，第一操作箱(6)連接控制有載調(diào)壓變壓器(3)，第二操作箱(8)的第三輸出端(a3)連接深度自耦調(diào)壓器(9)的控制端，第一輸出端(a1)連接第一開關(guān)(k1)的控制端，第二輸出端(a2)連接第二開關(guān)(k2)的控制端；所述的有載調(diào)壓變壓器(3)連接在所述的變壓器原級母線(2.1)和變壓器次級母線(2.2)之間，所述深度自耦調(diào)壓器(9)電壓輸出端通過第一開關(guān)(k1)與電容器組(11)相連接，通過第二開關(guān)(k2)與電抗器組(10)相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求i所述的中高壓雙向無功自動調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所 述深度自耦調(diào)壓器(9)包括一個有載分接開關(guān)(101)、八段調(diào)壓線圈、10個 接點ml ml0;所述有載分接頭開關(guān)有10個檔位接點nl n10，所述調(diào)壓線圈 的10個接點和所述有載分接開關(guān)的IO個檔位接點對應(yīng)相連接，每相鄰兩個接 點相連接實現(xiàn)無功調(diào)節(jié)為11%，所述有載分接開關(guān)的機構(gòu)(102)在所述第二操 作箱(8)的控制下使每兩個相鄰檔位接點接通，所述有載分接開關(guān)的檔位接點 之間有過渡電阻；所述八段調(diào)壓線圈包括第一線圈(ml0m8)、第二線圈(m8m6)、 第三線圈(m6m4m)、第四線圈(m4m2)、第五線圈(mlm3)、第六線圈(m3m5)、 第七線圈(m5m7)、第八線圈(m7m9)。
專利摘要中高壓雙向無功自動調(diào)節(jié)裝置，其由變壓器原級母線、變壓器次級母線、微機控制器、電壓檢測互感器、電流檢測互感器、有載調(diào)壓變壓器、操作箱、深度自耦調(diào)壓器、電容器組和電抗器組、電容器串聯(lián)電抗器組、開關(guān)k1、k2組成。其主要特征為通過微機控制器控制開關(guān)k1、k2的通斷，從而來調(diào)節(jié)輸出無功的性質(zhì)，實現(xiàn)雙向無功補償，以達到提高供電質(zhì)量，減少損耗的要求。其主要特征為所述的深度自耦調(diào)壓器包括一個有載分接開關(guān)，通過微機控制調(diào)節(jié)有載分接開關(guān)的檔位接點，從而實現(xiàn)實時調(diào)壓，實現(xiàn)無功輸出實時有規(guī)律的變化。本實用新型適用于中高壓的實時雙向無功調(diào)節(jié)。
文檔編號H02J3/18GK201230214SQ20082003999
公開日2009年4月29日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者劉丹丹, 王寶安, 閆文瑾 申請人:東南大學(xué)