專利名稱：一種內熔絲電容器花式接線結構的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電力系統領域，涉及一種電力電容器裝置，具體一種內熔絲電容器花式接線結構。
背景技術：
隨著電網的發展，大規模遠距離輸送工程不再鮮見。為了提供強有力的無功支持， 改善電壓沿線分布特性，降低線路和變壓器損耗，釋放電力系統容量以及充分發揮輸電通道的經濟效益，安裝各類無功補償裝置是常用且非常有效的手段。隨著電力系統電壓等級的不斷升高，750kV和IOOOkV高壓輸電系統迅速發展，電力電容器裝置的電壓等級越來越高，單臺容量越來越大，過電壓耐受及耐爆能力的問題日益突出。根據熔斷器的布置方式，電容器單元可分為三種類型，即安裝外部熔斷器的電容器單元、帶內熔絲的電容器單元及無熔絲的電容器單元。內熔絲電容器的熔絲與元件串聯安裝在電容器單元內部，當個別不良電容器元件發生損壞時，熔絲熔斷隔離該故障元件，電容器組允許繼續運行，由于其可利用率較高，目前在高壓系統中得到廣泛應用。傳統的內熔絲電容器組接線方式采用的是多并結構(如圖1所示)，對于同一參數的電容器組，直接并聯電容器單元越多，在相同的不平衡電流下，電容器單元和元件過電壓越小。電容器組的繼電保護定值(不平衡電流)的選取主要是根據電容器單元和元件對應允許的過電壓選取的，一旦電容器單元和元件的過電壓確定后，繼電保護定值(不平衡電流)也被確定了。考慮到高壓測量設備的精度和誤差，不平衡電流值選取不宜過小，但目前的直接并聯數量受到電容器單元外殼耐爆能量的限制。當電容器組的容量Q與電壓V確定之后，其電容量C也隨之確定，后者可由不同的并聯臺數和串聯段數的電容器單元組合而成。然而在同一串聯段上的并聯臺數要受到電容器單元耐爆能量的限制，即所謂最大并聯臺數問題。對于現有的500kV及以下電壓等級的串聯補償裝置中，電容器的單元接線方式一般為單串式結構(如圖1所示)或者多并式結構(如圖2所示)，能較好地平衡過電壓與耐爆之間的關系。然而當電壓等級升高(750kV 或者IOOOkV),電容器單組容量增大，如果繼續沿用單串式或者多并式結構，或存在電容器過電壓保護配置選取難度加大的問題，或存在單臺電容器吸收能量超過電容器耐爆水平的問題，致使過電壓配置與耐爆無法同時取得很好的性能，給電容器設計帶來了很大的困難。
實用新型內容為了克服現有電容器組的單串式或者多并式接線技術的上述缺陷，本實用新型結合電力電容器的特點，提供了新的單元接線方式一花式接線，使電容器過電壓保護配置與電容器耐爆特性之間得到了較好的平衡，給電容器設計工作帶來了很大的便利。本實用新型的目的采用下述方案予以實現一種內熔絲電容器花式接線結構，其改進之處在于，所述花式接線結構的接線單位包括內熔絲電容器單元兩串兩并結構、兩串三并結構、三串兩并結構或三串三并結構；[0009]所述花式接線結構根據串聯段數或并聯臺數選擇所述接線單位或所述接線單位的組合；所述花式接線結構包括至少為一的接線單位或所述接線單位的組合；所述兩串兩并結構由對稱的兩個支路并聯組成；所述每個支路由兩個電容器單元串聯組成；所述兩串三并結構由三個支路并聯組成；所述每個支路由兩個電容器單元串聯組成；所述三串兩并結構由對稱的兩個支路并聯組成；所述每個支路由三個電容器單元串聯組成；所述三串三并結構由三個支路并聯組成；所述每個支路由三個電容器單元串聯組成。本實用新型提供的一種優選的技術方案是所述花式接線結構根據串聯段數或并聯臺數是奇數或偶數選擇所述接線單位或所述接線單位的組合。本實用新型提供的第二優選的技術方案是所述內熔絲花式接線結構優先采用兩串兩并結構。與現有技術相比，本實用新型達到的有益效果是1、本實用新型提供的電容器單元花式接線結構明晰，易于工程實現，不對設計制造增加難度和成本；2、本實用新型提供的的電容器單元花式接線結構有利于高電壓大容器電容器過電壓保護配置設計；3、本實用新型提供的電容器單元花式接線結構能使每臺電容器爆炸能量不會超過標準規定；4、本實用新型提供的電容器單元花式接線結構不僅限于串聯補償裝置使用，也適用于并聯補償、串聯諧振型故障限流器FCL、直流輸電、高壓靜止無功補償裝置SVC等其他需要使用大容量電容器的裝置。
圖1是現有電容器單元接線結構單位單相原理圖的單串結構；圖2是現有電容器單元接線結構單位單相原理圖的多并結構；圖3是電容器單元花式結構接線單位的兩串兩并結構；圖4是電容器單元花式結構接線單位的兩串三并結構；圖5是電容器單元花式結構接線單位的三串兩并結構；圖6是電容器單元花式結構接線單位的三串三并結構；圖7是某電容器裝置的一相電容器結構示意圖；圖8是電容器單元接線單相原理圖的單串結構圖9是電容器單元接線單相原理圖的雙并結構；圖10是電容器單元花式結構單相原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。[0032]圖7是某電容器裝置的一相電容器結構示意圖，如圖7所示，該相電容器組采用單星形雙H橋結構，其中，一個H橋的橋臂由電容器單元串并聯構成，單元接線方式采用花式結構，該電容器花式結構的接線單位是一個兩串兩并結構、兩串三并結構、三串兩并結構或三串三并結構，圖3是電容器單元花式結構接線單位的兩串兩并結構，圖4是電容器單元花式結構接線單位的兩串三并結構，圖5是電容器單元花式結構接線單位的三串兩并結構， 圖6是電容器單元花式結構接線單位的三串三并結構；內熔絲電容器花式接線結構根據串聯段數和并聯臺數是奇數還是偶數，決定采用上述哪種接線單位或者接線單位的組合，優先采用兩串兩并結構。下面結合具體實施例對本實用新型做進一步闡述。實施例以某串聯補償電容器為例，如圖7所示，電容器單元額定容量Q = 557. 6kvar，單元額定電容C = 46. 2uF，單元額定峰值電壓U= 6.2 * λ/ kV;該電容器組采用單星形雙H橋結構單相電容器單元數為16 (串)拉8 (并)=448，每個橋臂的單元數為8 (串)*14 (并)= 112，每個電容器單元內部元件數為3(串)拉0(并)=60 ；其中C1-C8為H橋的各橋臂，橋臂由電容器單元串并聯構成，TA1、TA2是不平衡電流互感器，用于測量兩個電容器H橋的不平衡電流。電容器單元接線分別采用單并結構，如圖8所示；雙并結構，如圖9所示和花式結構(兩串兩并)，如圖10所示。對于這三種結構，分別計算電容器元件過電壓、單元過電壓及不平衡電流。損壞元件按斷線考慮，且所有損壞元件均分布在同一個電容器單元內的同一段并聯元件中。表一為單串結構過電壓計算結果；表二為雙并結構過電壓計算結果；表三為花式結構中兩串兩并結構的過電壓計算結果。對于雙并或多并結構，如直接并聯電容器單元越多，在相同的不平衡電流下，電容器單元和元件過電壓越小，電容器擊穿后電容器組向故障電容器釋放的能量就越大。需要指出的是多并結構包括雙并結構、三并結構、四并結構等，本算例中采用雙并這種典型的多并結構，所得到的結果僅用來和花式結構的結果做比較。電容器橋差不平衡保護按照三級整定整定原則，整定整定原則分別為延時告警、 低值延時跳閘、高值跳閘。為了防止告警誤動作，告警值應高于初始不平衡值。告警值選在單元過電壓1. 05pu左右或者元件過電壓1. 35pu左右；高值跳閘選在單元過電壓1. Ipu左右或者元件過電壓1. 5pu左右；低值延時跳閘選在前述兩者之間，低值延時跳閘具體的值根據過電壓計算時，前述告警和高值跳間兩者相差的損壞元件數量確定，選取兩者對應的損毀元件數之間的損壞元件數對應的單元過電壓或者元件過電壓。表一單串結構過電壓計算表
序號損壞元件數量單元過電壓PU元件過電壓PU不平衡電流A111. 0151. 050. 098221. 0321. 1060. 208331. 0511. 1680. 330441. 0731. 2380. 466551. 0961. 3160. 62661. 1241. 4040. 795771. 1551. 5060. 99權利要求1.一種內熔絲電容器花式接線結構，其特征在于，所述花式接線結構的接線單位包括內熔絲電容器單元兩串兩并結構、兩串三并結構、三串兩并結構或三串三并結構；所述花式接線結構根據串聯段數或并聯臺數選擇所述接線單位或所述接線單位的組合；所述花式接線結構包括至少為一的接線單位或所述接線單位的組合；所述兩串兩并結構由對稱的兩個支路并聯組成；所述每個支路由兩個電容器單元串聯組成；所述兩串三并結構由三個支路并聯組成；所述每個支路由兩個電容器單元串聯組成； 所述三串兩并結構由對稱的兩個支路并聯組成；所述每個支路由三個電容器單元串聯組成；所述三串三并結構由三個支路并聯組成；所述每個支路由三個電容器單元串聯組成。
2.如權利要求1所述的內熔絲電容器花式接線結構，其特征在于，所述花式接線結構根據串聯段數或并聯臺數是奇數或偶數選擇所述接線單位或所述接線單位的組合。
3.如權利要求1所述的內熔絲電容器花式接線結構，其特征在于，所述內熔絲花式接線結構優先采用兩串兩并結構。
專利摘要本實用新型屬于電力系統領域，涉及一種內熔絲電容器花式接線結構，該花式接線結構的接線單位包括內熔絲電容器單元兩串兩并結構、兩串三并結構、三串兩并結構或三串三并結構；內熔絲電容器花式接線結構根據串聯段數或并聯臺數選擇接線單位或接線單位的組合；兩串兩并結構由對稱的兩個支路并聯組成；每個支路由兩個電容器單元串聯組成；兩串三并結構由三個支路并聯組成；每個支路由兩個電容器單元串聯組成；三串兩并結構由對稱的兩個支路并聯組成；每個支路由三個電容器單元串聯組成；三串三并結構由三個支路并聯組成；每個支路由三個電容器單元串聯組成，本實用新型提供的技術方案能進行很好的過電壓保護配置并且具有較好的耐爆性能，適用于大容量的電容補償裝置。
文檔編號H01G4/38GK202058591SQ20112010127
公開日2011年11月30日 申請日期2011年4月8日 優先權日2011年4月8日
發明者戴朝波, 李慶光, 石澤京, 章利剛, 趙波, 金雪芬 申請人:中國電力科學研究院, 中電普瑞科技有限公司