一種基于磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)高電壓治理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)中，配電網(wǎng)側(cè)電能質(zhì)量治理領(lǐng)域，具體涉及一種基于磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)高電壓治理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和人民生活水平不斷提高，人們對電能質(zhì)量的要求越來越高，目前有關(guān)電力系統(tǒng)低壓配電網(wǎng)中，對用戶端低電壓問題關(guān)注較高，治理的措施、相關(guān)產(chǎn)品、裝置也較多，整體解決技術(shù)成熟;但對于用戶端電壓高的問題，關(guān)注較少，目前基本沒有對應(yīng)的成熟方案和措施來解決配電網(wǎng)領(lǐng)域中電壓過高的問題。根據(jù)國網(wǎng)對各級配電單位關(guān)于電能質(zhì)量的最新要求，對于終端用戶，無論電壓是過低、還是過高都不符合要求。而且用戶端電壓過高帶來的危害相對低電壓更大，一些地區(qū)甚至出現(xiàn)因電壓過高導(dǎo)致家用電器燒毀的現(xiàn)象，社會(huì)影響極為惡劣。因此為積極貫徹國家農(nóng)電政策，大力實(shí)施“新農(nóng)村、新電力、新服務(wù)”發(fā)展戰(zhàn)略，解決配電網(wǎng)中電能質(zhì)量不高的問題尤為迫切。本項(xiàng)目創(chuàng)造型的提出在配電網(wǎng)線路上串聯(lián)雙繞組電抗器，即交流繞組和直流控制繞組。通過改變直流控制繞組的勵(lì)磁電流，調(diào)節(jié)電抗器內(nèi)部的磁場強(qiáng)度，改變電抗器磁芯的飽和程度，從而改變交流繞組的動(dòng)態(tài)感值，最終實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)線路上過電壓問題。該裝置可配合靜止無功發(fā)生器，能完全治理終端用戶的端電壓過高、過低的問題，使得終端用戶的端電壓全天候符合國家及國網(wǎng)對電能質(zhì)量的要求。該系統(tǒng)的最大特點(diǎn)，可以最經(jīng)濟(jì)化、便捷、高效的方式解決目前廣泛存在的的低壓配電網(wǎng)領(lǐng)域中電網(wǎng)電壓過高、過低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)電能質(zhì)量普遍出現(xiàn)的的問題，本實(shí)用新型提出一種基于磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)高電壓治理系統(tǒng)。本實(shí)用新型具有極強(qiáng)的創(chuàng)新性、集成度高、針對性強(qiáng)、設(shè)計(jì)巧妙，解決配電網(wǎng)領(lǐng)域高電壓問題效果明顯。系統(tǒng)可根據(jù)端電壓狀態(tài)或遠(yuǎn)方調(diào)度中心指令自動(dòng)投入和投出，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)范圍寬、工作穩(wěn)定、可靠的特性。具有體積小、重量輕、安裝方便、快捷、投入少、效果明顯的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)用戶端電壓過高有效治理的目標(biāo)。同時(shí)該實(shí)用新型一種基于磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)高電壓治理系統(tǒng)，其通過磁控調(diào)節(jié)的方式柔性調(diào)節(jié)串聯(lián)在線路上電抗器的動(dòng)態(tài)感值，實(shí)現(xiàn)治理線路上高電壓的問題。該實(shí)用新型最大的優(yōu)點(diǎn)是，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡潔、體積小、重量輕，通過人為在線路上串入一個(gè)大的感值，并通過磁控耦合的方式控制、調(diào)節(jié)該感值的大小，實(shí)現(xiàn)線路上電壓調(diào)節(jié)的目的，具有極強(qiáng)的可靠性。本實(shí)用新型可用于一些分布式能源接入較多或者小型水電較多的配電網(wǎng)系統(tǒng)中，具有投入少，回報(bào)高的特點(diǎn)。市場前景廣闊，社會(huì)效應(yīng)強(qiáng)。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0005]—種基于磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)高電壓治理系統(tǒng)，其特殊之處在于:包括低壓并入接口單元、勵(lì)磁電流控制發(fā)生器、磁控式串聯(lián)電抗器、磁控式串聯(lián)電抗器旁路開關(guān)、高壓串入接口單元及監(jiān)控單元；
[0006]所述低壓并入接口單元并聯(lián)接入配電網(wǎng)變壓器低壓側(cè)輸出端;把配電網(wǎng)變壓器的低壓側(cè)電壓通過低壓并入口單元并聯(lián)接入到系統(tǒng)中，通過四極交流斷路器，把交流電壓、交流電流通過采集模塊接入勵(lì)磁電流控制發(fā)生器中；
[0007]所述勵(lì)磁電流控制發(fā)生器包括不控整流單元、軟啟動(dòng)單元、放電回路、功率變換單元及RCD吸收回路;勵(lì)磁電流控制發(fā)生器產(chǎn)生勵(lì)磁電流，由監(jiān)控單元根據(jù)配電網(wǎng)變壓器低壓側(cè)的電壓大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)功率變換單元中的功率器件如絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)或者增強(qiáng)型場效應(yīng)管(P-MOSFET)中開通或關(guān)斷時(shí)間，調(diào)節(jié)流過磁控式串聯(lián)電抗器直流繞組上的勵(lì)磁電流的大小，控制交流繞組上的電壓;所述交流繞組串聯(lián)接入配電網(wǎng)變壓器高壓側(cè)前端；所述磁控式串聯(lián)電抗器旁路開關(guān)和磁控式串聯(lián)電抗器的交流繞組并聯(lián)連接，接受監(jiān)控單元控制;監(jiān)控單元根據(jù)配電網(wǎng)低壓側(cè)電壓狀態(tài)判定是否旁路或者切入。
[0008]上述勵(lì)磁電流控制發(fā)生器另外一端與磁控式串聯(lián)電抗器直流控制繞組依此相連；其中勵(lì)磁電流控制發(fā)生單元的直流側(cè)依次和磁控式串聯(lián)電抗器直流控制繞組相連;磁控式串聯(lián)電抗器直流控制繞組為三個(gè)繞組，依次首尾串聯(lián)連接，最后串聯(lián)接入勵(lì)磁控制發(fā)生單元的功率模塊和RCD連接處;控式串聯(lián)電抗器的交流繞組為三個(gè)繞組，與高壓串入接口依次相連，串接在配電網(wǎng)變壓器高壓側(cè)三相系統(tǒng)中；其中磁控式串聯(lián)電抗器的三相交流繞組都分別并聯(lián)有受控開關(guān)，該受控開關(guān)受控于監(jiān)控單元;能根據(jù)配電網(wǎng)低壓側(cè)電壓狀態(tài)或者遠(yuǎn)方調(diào)度中心指令，智能控制磁控式串聯(lián)電抗器旁路開關(guān)，實(shí)現(xiàn)將交流繞組根據(jù)需要切入或旁路出線路中。
[0009]上述磁控式串聯(lián)電抗器的三個(gè)交流繞組分別和配電網(wǎng)變壓器高壓側(cè)三相線路串聯(lián)連接。
[0010]上述磁控式串聯(lián)電抗器的三個(gè)交流繞組都并聯(lián)有交流繞組旁路斷路器，該斷路器受控于監(jiān)控單元。
[0011]—種基于磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)用高電壓治理方法，其特殊之處在于，該方法包括:
[0012](I)該裝置通過串聯(lián)的方式接入配電網(wǎng)系統(tǒng)變壓器高壓側(cè)；
[0013](2)通過調(diào)節(jié)串在配電網(wǎng)變壓器高壓側(cè)線路上電抗器的感值，調(diào)節(jié)電壓；
[0014](3)通過電磁耦合控制的方式，調(diào)節(jié)控制串在線路上電抗器的感值；
[0015](4)通過產(chǎn)生、調(diào)節(jié)直流勵(lì)磁電流的方式，控制調(diào)節(jié)串接在線路上交流繞組的感值；
[0016](5)直流勵(lì)磁電流源自身產(chǎn)生，并連續(xù)可調(diào)；
[0017](6)勵(lì)磁電流為直流電流，大小動(dòng)態(tài)可調(diào)；
[0018](7)功率變換單元內(nèi)所用功率器件為絕緣柵晶體管或者增強(qiáng)型場效應(yīng)管；
[0019](8)該裝置自帶監(jiān)控單元，可根據(jù)需要自行切入或切出，無需人工值守；
[0020](9)該裝置可自行設(shè)定啟動(dòng)調(diào)節(jié)準(zhǔn)位值，以適應(yīng)不同區(qū)域地段對電網(wǎng)質(zhì)量的不同要求；
[0021](10)該裝置自帶旁路開關(guān)，便于設(shè)備檢修時(shí)，降低對電網(wǎng)供電的影響；
[0022](11)該裝置勵(lì)磁電流發(fā)生器單元實(shí)行模塊化設(shè)計(jì)，其中功率變換單元可根據(jù)實(shí)際需要，結(jié)合磁控式串聯(lián)電抗器直流繞組接線形式，實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)高壓側(cè)每一相電壓的單獨(dú)調(diào)節(jié)。
[0023]上述基于磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)用高電壓治理其方法，其特殊之處在于:所述裝置的監(jiān)控單元為系統(tǒng)控制單元和模擬量采集單元，可根據(jù)配電網(wǎng)系統(tǒng)狀態(tài)自行下達(dá)指令，也可接受控制中心或調(diào)度中心下達(dá)指令調(diào)節(jié)配電網(wǎng)電壓。
[0024]一種基于磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)高電壓治理系統(tǒng)的應(yīng)用，其特殊之處在于:該系統(tǒng)應(yīng)用到1KV配電網(wǎng)變壓器高壓側(cè)母線上，集中治理因1KV母線電壓過高導(dǎo)致終端用戶380V側(cè)電壓過高的問題。
[0025]一種基于磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)高電壓治理系統(tǒng)的應(yīng)用，其特殊之處在于:該系統(tǒng)應(yīng)用到靠近終端用戶側(cè)1KV配電網(wǎng)變壓器高壓側(cè)母線上，分布式治理因1KV電壓過高導(dǎo)致終端用戶380V側(cè)電壓過高的問題。
[0026]一種基于磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)高電壓治理系統(tǒng)的應(yīng)用，其特殊之處在于:該系統(tǒng)應(yīng)用于11OKV配電網(wǎng)以下的系統(tǒng)中；該系統(tǒng)可串聯(lián)安裝在包含11OKV和11OKV以下配電網(wǎng)系統(tǒng)中的母線線路上，也可安裝在110KV和110KV以下配電網(wǎng)系統(tǒng)中分支線路中。
[0027]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0028]1、本實(shí)用新型一種基于磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)高電壓治理系統(tǒng)及其方法，其創(chuàng)新性提出用串聯(lián)在高壓側(cè)線路上電抗器的動(dòng)態(tài)感值，來調(diào)節(jié)高壓側(cè)線路上的壓降，高效調(diào)節(jié)低壓側(cè)的電壓。該方法獨(dú)特、巧妙、易實(shí)現(xiàn)。
[0029]2、本實(shí)用新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡潔，工作穩(wěn)定可靠，響應(yīng)速度高;安裝便捷，投入成本少，治理效果精準(zhǔn)、顯著。
[0030]3、本實(shí)用新型磁控式串聯(lián)電抗器單元，交流繞組直接串聯(lián)到配電網(wǎng)高壓側(cè)，通過控制流過直流控制繞組上的勵(lì)磁電流大小，以電磁親合的方式來調(diào)節(jié)交流繞組的動(dòng)態(tài)感值的大小。該方法安全、可靠，控制簡單。
[0031]4、本實(shí)用新型勵(lì)磁電流控制發(fā)生器單元，是基于新一代可關(guān)斷電力電子器件及常規(guī)半導(dǎo)體器件組建的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具備三相不控整流、軟啟動(dòng)單元、放電回路、功率變換單元、RCD吸收回路功能。具有工作頻率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，勵(lì)磁電流紋波小，調(diào)節(jié)電壓精度高等特點(diǎn)。
[0032]5、本實(shí)用新型交流繞組旁路開關(guān)受控于監(jiān)控單元，根據(jù)配電網(wǎng)監(jiān)測端電壓狀態(tài)信息，調(diào)節(jié)交流繞組串入或旁出，具有高效、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0033]圖1為本實(shí)用新型提供的一種基于磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)高電壓治理系統(tǒng)示意圖。
[0034]圖2為本實(shí)用新型提供的配電網(wǎng)低壓側(cè)集中接入磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)高電壓治理系統(tǒng)示意圖。
[0035]圖3為本實(shí)用新型提供的配電網(wǎng)低壓側(cè)多個(gè)負(fù)載分散接入磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)高電壓治理系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖1對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0037]參見圖1，一種基于磁控式串聯(lián)電抗器的配電網(wǎng)高電壓治理系統(tǒng)包括高壓串入接口單元、磁控式串聯(lián)電抗器、磁控式串聯(lián)電抗器旁路開關(guān)、勵(lì)磁電流控制發(fā)生器、低壓并入接口單元、監(jiān)控單元；
[0038]本實(shí)用新型所述低壓并入口單元做為系統(tǒng)中的輸入端，主要包括三相電網(wǎng)電壓接入端子、斷路器、三相電網(wǎng)電壓和電流檢測端，三者依此相連。其中三相電網(wǎng)