安裝在架空輸電線路上的串聯電容補償裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力工程領域，具體是一種安裝在架空輸電線路上的串聯電容補償裝 置。適用于在架空輸電線路的分裂導線上實施分布式串聯電容補償。
【背景技術】
[0002] 串聯補償指串聯電容補償和可控串聯電容補償，在電網的交流輸電線路中串聯電 容器，利用串聯電容器的容性阻抗補償輸電線的部分感性阻抗，可使發電機組間電氣距離 縮短，同步力矩增加；改善系統穩定性，減少功率輸送引起的電壓降和功角差；提高電力系 統穩定運行水平，擴大線路輸送容量，提高網絡實際輸送能力。
[0003] 運用串聯補償電容器是實現電力線路長距離、大容量、高效率傳輸的重要手段，自 1950年220KV串聯補償電容器在瑞典成功投運以來，隨著電容器制造技術和電力系統控制 技術的進步，串聯補償電容器在高壓及以上輸電線路中得到了越來越廣泛的應用。
[0004] 普通的高壓電力架空線路，只是以導線從送電端至受電端，跨越上百公里直線輸 送，中間除固定金具外沒有其它可在線路中實現電力補償的設施，由于輸電線路平均每單 根導線每公里的電抗值約為0. 38~0. 4 Ω，若是通常以500KV輸電距離為250KM，則電抗 值高達100Ω，若正常線路中的電流為300A，則其無功功率高達Q = I2 ·Χ^ 300 2X 100 = 9000KVAR(千伏安），這個量值是十分大的，意味著一年約有3X 1800 =約5400萬元的無功 損耗。
[0005] 針對上述問題，人們也想到了在常規的輸電線路中加裝串聯電容補償裝置，然而 現有的串補方式是在變電所里集中安裝，電容量很集中，易引起過電壓和系統的低頻振 蕩SSR事故，影響電網安全，會造成發電機事故。同時，補償效果也極為有限，補償度僅為 35% -40%。
【發明內容】
[0006] 本發明要解決的技術問題是：提供一種安裝在架空輸電線路上的串聯電容補償裝 置，以期達到實施簡便、資金投入少、補償效果優異的目的。
[0007] 本發明所采用的技術方案是：安裝在架空輸電線路上的串聯電容補償裝置，該裝 置安裝于架空交流高壓輸電線路上，A、B、C三相交流高壓輸電線的每一相均具有若干根導 線，其特征在于：沿送電線路每隔設定距離、在每一相輸電線中串聯入一個電容器補償單 元，該電容器補償單元包括該相輸電線中的1~3根導線保留原狀作為等電位電壓的箝位 導線，以及在余下的每根導線中串聯入電容器組，每個電容器補償單元的首末端通過連接 導線電氣連接。
[0008] 所述電容器補償單元安裝在設定的兩個經絕緣改裝的懸垂線夾之間，各導線之間 通過間隔棒隔開，導線與懸垂線夾和間隔棒的接觸處均用絕緣套墊隔離絕緣。
[0009] 所述設定距離為1~5公里或10~50公里。
[0010] 所述電容器補償單元有四分裂其中一根為箝位導線、六分裂其中二根為箝位導線 或八分裂其中三根為箝位導線。
[0011] 所述電容器補償單元的兩端以并聯的方式加裝過電壓保護的避雷器。
[0012] 所述絕緣套墊采用硅橡膠材料或氟硅橡膠材料。
[0013] 本發明的有益效果是：本發明充分利用了架空輸電線路中多根分裂導線的作用， 將多根分裂導線中的一根單獨作為等電位電壓箝位導線，同時，將電容器組逐段均勻地布 置在線路的全線之中，這樣選擇電容器的工作電壓Ue值就不需要以線路的全額線電壓來 計算，并輔以用箝位導線來吸收由電抗與電容器發生諧振時所產生的振蕩能量，經導線箝 位后的電壓值只有額定線電壓的幾十分之一。這樣不僅大大降低了串聯電容器的造價，而 且使線路實現了高補償度（可接近95%)，大大減少了線路的無功功率損耗，達到近乎理想 的輸電效能。同時，由于箝位導線的作用，使電容器及時耗散能量，可以避免線路與發電機 端的共振造成的電力系統低頻振蕩SSR問題。
【附圖說明】
[0014] 圖1是沿輸電線安裝本發明的結構示意圖。
[0015] 圖2是單個電容器補償單元的安裝示意圖。
[0016] 圖3是本發明的電氣連接示意圖。
[0017] 圖4是本發明中電容器組的內部結構圖。
【具體實施方式】
[0018] 如圖1、圖3所示，本發明補償裝置安裝在220KV、500KV的架空輸電線路中。本實 施例的串聯電容補償裝置用于A、B、C三相交流電，由于電流在300A以上的線路，大部分高 壓輸電線由多根導線組成一相輸電線（行業中稱為分裂導線），一般有四分裂、六分裂或八 分裂，本例以四分裂來舉例說明。沿送電線路（從送電端到受電端）每隔設定距離（如1~ 5公里或10~50公里）、在每一相輸電線中均串聯入一個電容器補償單兀，所述電容器補 償單元取該相輸電線中的1~3根導線保留原狀作為等電位電壓的箝位導線1(四分裂的 取一根為箝位導線1、六分裂的取二根為箝位導線1，八分裂的取三根為箝位導線1)，剩下 的導線每根均剪斷后串聯入電容器組2。最后將每個電容器補償單元的首末端通過連接導 線4電氣連接。
[0019] 如圖2所示，所述電容器補償單元安裝在相鄰兩個懸垂線夾7之間，各導線之間通 過間隔棒5隔開，導線與懸垂線夾7和間隔棒5的接觸處均用絕緣套墊3隔離絕緣。由于 本例是四分裂的導線，故間隔棒5呈空心的四方形，四個角分別與四根導線連接。所述絕緣 套墊3采用硅橡膠材料或氟硅橡膠材料，應具備耐候性。
[0020] 為防止雷擊損壞，在每個電容器補償單元的兩端以并聯的方式加裝過電壓保護的 避雷器6,避雷器選用氧化鋅ZnO型。也可同時加裝火花間隙保護器。
[0021] 如圖4所示，所述電容器組2為由高壓電容器2-1通過串、并聯，并在電容器的外 面加裝絕緣外套管2-2而成，高壓電容器的容量值和耐壓值按一個電容器補償單元的線路 長度選配。電容器組2通過絕緣子8安裝于導線上。
[0022] 安裝串補電容器組2后，線路的輸送功率為：
[0024] 式中：U1和U2為線路首末端電壓久為線路電抗；Xc為線路的容抗；Pm為線路極 限輸送功率；δ為線路首末端電壓相角差，即功角。
[0025] 下面將通過實例來進一步介紹本發明的實施方法。
[0026] 實施方案一、
[0027] 若以每2. 5ΚΜ長度串入一個電容器補償單元，每相輸電線有四分裂導線，其中 一根導線為箝位導線1，其余3根導線均串入電容器組2。已知導線每公里的電抗值 0. 38 Ω，在設計中以單位長度中的容抗值XC等于電抗為平衡原則。
則 電容量
3184UF (微法），即若用31484UF電容器，可在2.5KM長單根導線實現電抗XL和容抗Xc 的抵消平衡。
[0029] 以此方案可以使電容器在線路均勻分布。若以四分裂導線的每根導線電流600A 計算，每根每公里上導線產生的電壓為300V/1KM，求取電容器上耐壓值，若單只耐壓值為 110V，2.5KM(線路長度）X300X2(可靠系數）=1500V(伏）電壓值，已知單只電容器的交 流耐壓值為110V，為滿足1500V，需串聯的數量為1