本发明专利技术公开了一种无功补偿装置及其参数确定方法，装置包括第一并联电容器组、第二并联电容器组、第一放电线圈、第二放电线圈、旁路开关、涌流限制电抗器和四极接地隔离开关，所述第一并联电容器组和第二并联电容器组串联后通过高压断路器与电力系统母线连接，所述第一放电线圈与第一并联电容器组并联连接，所述第二放电线圈与第二并联电容器组并联连接，所述旁路开关和涌流限制电抗器串联后与第二并联电容器组并联连接，所述四极接地隔离开关中的三极与第一并联电容器组的进线侧连接，四极接地隔离开关中的另一极与第二并联电容器组的中性点连接。本发明专利技术通过控制旁路开关即可实现对并联电容器组输出容量的调整，便可输出两个等级的无功补偿容量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于电力系统无功控制技术领 域。
技术介绍
目前电力系统的无功补偿多采用在变电站低压侧设置无功补偿电容器组来实现， 由于电力系统的负荷随时间具有波动性，对无功的需求也呈现波动变化。目前变电站内无 功补偿电容器配置方案为小容量、多分组，当负荷波动导致电力系统的无功需求变化时，根 据无功需求逐组投入或退出无功补偿电容器装置。这种配置方案是目前变电站无功配置的 主要方案，但是，在实际运行中具有以下不足之处： (1)电容器分组多，需要更多的开关柜及其他相关设备，尤其是220kV变电站低压 侧无功补偿装置可达20多组，需要20多面低压开关柜以及配套的二次设备、电缆、串联电 抗器装置，设备投资很大，安装、维护工作量也随之增加； (2)大量的无功补偿电容器占用很大的空间，尤其是对于必须户内布置的电容器， 需要很大建筑面积，占用了宝贵的土地资源，也提高了变电站的建设成本。 (3)为满足负荷波动对无功的需求，小容量、多分组的电容器投切需要操作多台断 路器实现，操作复杂；此外，断路器操作频繁，更容易造成设备故障，对电网的安全可靠运行 是一个很大的隐患。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种无功补偿装置及其参数确定 方法，其能够解决目前无功补偿装置中电容器分组多、空间大和操作复杂的问题。 本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种无功补偿装置，其特征是，包 括第一并联电容器组、第二并联电容器组、第一放电线圈、第二放电线圈、旁路开关、涌流限 制电抗器和四极接地隔离开关，所述第一并联电容器组和第二并联电容器组串联后通过高 压断路器与电力系统母线连接，所述第一放电线圈与第一并联电容器组并联连接，所述第 二放电线圈与第二并联电容器组并联连接，所述旁路开关和涌流限制电抗器串联后与第二 并联电容器组并联连接，所述四极接地隔离开关中的三极与第一并联电容器组的进线侧连 接，四极接地隔离开关中的另一极与第二并联电容器组的中性点连接。 进一步地，该无功补偿装置还包括串联电抗器，所述串联电抗器设置在高压断路 器与第一放电线圈之间。 进一步地，该无功补偿装置还包括金属氧化物避雷器，所述金属氧化物避雷器与 第一并联电容器组的进线侧连接。 优选地，所述旁路开关包括真空断路器。 优选地，所述第一并联电容器组包括并联连接的Nl组第一串联电容器组，每一组 第一串联电容器组包括Ml个串联连接的电容器；所述第二并联电容器组包括并联连接的 N2组第二串联电容器组，每一组第二串联电容器组包括M2个串联连接的电容器；Nl、N2、 M1、M2均为大于等于2的整数。 优选地，当第一并联电容器组的电容值与第二并联电容器组的电容值不相等时， 无功补偿装置具有两级无功容量输出等级。 优选地，当第一并联电容器组的电容值与第二并联电容器组的电容值相等时，无 功补偿装置输出的高容量值是低容量值的2倍，具有整容量、半容量两级无功容量输出等 级。 本专利技术还提了一种无功补偿装置的参数确定方法，其特征是，包括以下步骤： -、无功补偿装置的原理分析 设电力系统电压为U，如果忽略串联电抗器的容升效应，则认为第一并联电容器组 与第二并联电容器组的串联电压与电力系统电压相同，设系统角频率为《，第一并联电容 器组、第二并联电容器组的电容值分别为Cp C2; (1)当旁路开关断开时： 第一并联电容器组、第二并联电容器组串联接入系统，串联后总的容抗： (2)当旁路开关合上时： 第二并联电容器组被旁路，只有第一并联电容器组接入回路，此时无功补偿装置 输出的无功容量为： 由式（3)和式（4)得出，旁路开关闭合前后，无功补偿装置容量的变化取决于第二 并联电容器组与第一并联电容器组的电容值之比，即：当合上旁路开关时无功补偿装置输 出高值无功功率Sc 2，当断开旁路开关时无功补偿装置输出低值无功功率Sc1; 二、无功补偿装置的设备参数计算 (1)第一并联电容器组的参数计算 设无功补偿装置输出的低值无功功率为Sc1，无功补偿装置输出的高值无功功率 为Sc2，电力系统电压为U，当旁路开关合上时，第一并联电容器组上的电压即为电力系统电 压，无功补偿装置输出无功功率为Sc2，则第一并联电容器组的电容值为： (2)第二并联电容器组的参数计算 当旁路开关断开时，第一并联电容器组与第二并联电容器组串联，此时无功补偿 装置输出低值无功功率Sc 1，设此时第一并联电容器组上的电压为U1、第二并联电容器组上 的电压为U2，则： 又根据基尔霍夫电压、电流定律，对于整个电路有如下关系： U = U^U2 (7) WC1U1=WC2U2 (8) 联立式（6)、式（7)和式（8)，解之得： (3)旁路开关的参数计算 旁路开关合上时仅充当中性点连接作用，无工作电流通过，其持续工作电流仅为 第一并联电容器组的不平衡电流；旁路开关并接在第二并联电容器组上，故额定电压与第 优选地，当第一并联电容器组的电容值与第二并联电容器组的电容值相等（即C2功容量输出等级。 本专利技术的有益效果如下： 本专利技术的无功补偿装置由两个并联电容器组构成，靠近中性点的并联电容器组并 联一个用于旁路的旁路开关以及限制开合瞬间暂态过程的涌流限制电抗器，当旁路开关断 开时，两个并联电容器组串联接入母线，整个回路容抗值的，因而，该无功补偿装置输出较 低无功容量；反之，当旁路开关闭合时，仅有一个并联电容器组接入母线，容抗较串联时低， 因而，该无功补偿装置输出高无功补偿容量，这样，本专利技术通过控制旁路开关即可实现对并 联电容器组输出容量的调整，该无功补偿装置便可输出两个等级的无功补偿容量。 本专利技术解决了目前电容器分组容量多的问题，提出了一种两级容量无功补偿并联 电容器组装置，具有两个等级的无功补偿容量，可根据补偿的需要选择大的补偿容量或小 补偿容量，实现了 1台电容器组输出2种不同容量无功的功能，从而减少了无功补偿的分组 数量，减少了设备投资和变电站占地面积。另外本专利技术无需对断路器操作，仅通过开合旁路 开关便能够实现电容器容量的切换，操作简单，安全可靠。 本专利技术将三相接地隔尚开关和中性点侧的单相接地隔尚开关这两个接地设备合 并成一个四极接地隔离开关设备，节约了设备制造资源，大大提高了运行人员日常巡视和 检修的方便性，降低了运行成本。【附图说明】 下面结合附图对本专利技术进一步说明： 图1是本专利技术的结构示意图； 图中，CBl为第一并联电容器组、CB2为第二并联电容器组、Ll为第一放电线圈、L2 为第二放电线圈、KM为真空接触器、L3为涌流限制电抗器、QE为四极接地隔离开关、QF为 高压断路器、BUS为电力系统母线、L为串联电抗器、FV为金属氧化物避雷器。【具体实施方式】 为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本发 明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结 构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本专利技术可以 在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指 示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按 比例绘制。本专利技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无功补偿装置，其特征是，包括第一并联电容器组、第二并联电容器组、第一放电线圈、第二放电线圈、旁路开关、涌流限制电抗器和四极接地隔离开关，所述第一并联电容器组和第二并联电容器组串联后通过高压断路器与电力系统母线连接，所述第一放电线圈与第一并联电容器组并联连接，所述第二放电线圈与第二并联电容器组并联连接，所述旁路开关和涌流限制电抗器串联后与第二并联电容器组并联连接，所述四极接地隔离开关中的三极与第一并联电容器组的进线侧连接，四极接地隔离开关中的另一极与第二并联电容器组的中性点连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭宜果，李越，卢福木，张德坤，王庥祺，丁晶，于文星，张景翯，魏鑫，刘海涛，张如杰，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司经济技术研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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