本實用新型屬于電力系統(tǒng)配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及配電網(wǎng)消弧線圈與配電變壓器一體化分布式補(bǔ)償裝置。

背景技術(shù)：

配電網(wǎng)是從輸電網(wǎng)接受電能，再分配給電力用戶的電力網(wǎng)。35kV、66kV和110kV電壓等級的配電為高壓配電網(wǎng)，10kV和20kV(我國部分地區(qū)存在部分)為中壓配電網(wǎng)，0.4kV為低壓配電網(wǎng)。一般而言，配電網(wǎng)的中性點接地方式主要分為不接地、經(jīng)電阻接地和經(jīng)消弧線圈接地三種方式。其中，經(jīng)消弧線圈接地方式的原理是，在變配電所配電變壓器中性點與大地之間接入消弧線圈，系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，利用消弧線圈的感性電流來抵消配電網(wǎng)系統(tǒng)的容性電流，從而實現(xiàn)抑制入地電容電流過大的問題。配電網(wǎng)采用過補(bǔ)償方式，要求消弧線圈補(bǔ)償?shù)母行噪娏鞔笥谌氲厝菪噪娏鞯?.35倍。

《電力工程電氣設(shè)計手冊：電氣一次部分》規(guī)定：在不接地系統(tǒng)中當(dāng)單相接地故障電容電流不超過10A時，應(yīng)采用不接地方式。3kV～10kV不直接連接發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)和35kV、66kV系統(tǒng)，當(dāng)單相接地故障電容電流超過10A，應(yīng)采用消弧線圈接地方式。然而，隨著配電網(wǎng)的發(fā)展和改造，城區(qū)配電網(wǎng)10kV和35kV系統(tǒng)所使用的電力電纜越來越多。電力電纜的大面積使用，導(dǎo)致配電網(wǎng)系統(tǒng)的電容電流大幅度增長，有的地區(qū)甚至超過了200A、遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計規(guī)程規(guī)定的10A。該現(xiàn)狀使得采用消弧線圈接地的配電網(wǎng)系統(tǒng)原配置的消弧線圈容量不足，加之簡單增加消弧線圈容量會面臨調(diào)節(jié)范圍不足、開關(guān)檔位限制等配合困難，進(jìn)而迫使配電網(wǎng)大量消弧線圈的退出使用，消弧線圈補(bǔ)償優(yōu)勢得不到利用的同時，還造成了補(bǔ)償資源閑置和浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型要解決的技術(shù)問題是：拓展當(dāng)前電力行業(yè)消弧線圈分布式補(bǔ)償?shù)睦砟?，采用消弧線圈與配電變壓器一體化分布式補(bǔ)償(簡稱補(bǔ)償裝置)的新方法，解決現(xiàn)有配電網(wǎng)消弧線圈補(bǔ)償容量不足所致設(shè)備閑置和無法投運等問題，有效提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

本實用新型的具體技術(shù)方案是，一種配電網(wǎng)消弧線圈與配電變壓器一體化分布式補(bǔ)償裝置，將配電線路桿塔柱上配電變壓器與消弧線圈一體集成，所述裝置包括，高壓側(cè)繞組、低壓側(cè)繞組、消弧線圈和內(nèi)置中性點，所述高壓側(cè)繞組采用Z型接線方式，所述內(nèi)置中性點經(jīng)導(dǎo)線連接消弧線圈。

進(jìn)一步，所述高壓側(cè)繞組的Z型連接方式帶載消弧線圈的能力為其自身容量的90％-100％。

進(jìn)一步，所述補(bǔ)償裝置安裝在配電線路桿塔柱上，配置有固定安裝的連接件。

進(jìn)一步，所述補(bǔ)償裝置帶有金屬外殼，外殼引出接地端子。

進(jìn)一步，所述補(bǔ)償裝置還配置有高壓側(cè)套管、低壓側(cè)套管。

進(jìn)一步，所述高壓側(cè)繞組是三相繞組。

進(jìn)一步，所述低壓側(cè)繞組為三相四線制。

進(jìn)一步，所述消弧線圈尾端引出接地端子。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：采用集消弧線圈與配電變壓器一體化分布式補(bǔ)償?shù)男滤悸?。從技術(shù)原理角度講，消弧線圈的裝設(shè)位置不再局限于變配電所變壓器的中性點，從根本上規(guī)避了同一安裝地點安裝多臺消弧線圈所帶來的調(diào)節(jié)范圍不足、開關(guān)檔位限制等技術(shù)配合困難；同時，由于安裝位置與變配電所已經(jīng)設(shè)置的消弧線圈相互獨立，因此無需考慮變配電所內(nèi)原有消弧線圈容量及容量配合問題，只需根據(jù)現(xiàn)在及未來5-10年的配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃需求計算新增補(bǔ)償容量便可，亦或只考慮新增線路所需補(bǔ)償容量同樣可以實現(xiàn)分布式補(bǔ)償。從設(shè)備制造和應(yīng)用角度講，該實用新型將配電變壓器和消弧線圈整體集成，縮減了設(shè)備制造成本、減小了設(shè)備體積，降低了配電線路柱上安裝空間的要求，同時也大大減輕了設(shè)備運行維護(hù)工作的強(qiáng)度。

附圖說明

圖1為本實用新型配電網(wǎng)消弧線圈與配電變壓器一體化分布式補(bǔ)償裝置的電氣接線圖。

圖2為本實用新型配電網(wǎng)消弧線圈與配電變壓器一體化分布式補(bǔ)償裝置的安裝配置圖。

圖中：1-水泥桿塔，2-固定板，3-補(bǔ)償裝置，4-金屬外殼，5-高壓側(cè)套管，6-低壓側(cè)套管，7-接地端子，8-高壓側(cè)繞組，9-低壓側(cè)繞組，10-消弧線圈，11-內(nèi)置中性點。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。

一種配電網(wǎng)消弧線圈與配電變壓器一體化分布式補(bǔ)償裝置，包括，高壓側(cè)繞組8、低壓側(cè)繞組9、消弧線圈10和內(nèi)置中性點11，所述高壓側(cè)繞組采用Z型接線方式，所述內(nèi)置中性點經(jīng)導(dǎo)線連接消弧線圈。

如圖1所示，連接于配電線路A、B、C三相系統(tǒng)上的消弧線圈與配電變壓器一體化分布式補(bǔ)償裝置，內(nèi)部主要包括，高壓側(cè)繞組8、低壓側(cè)繞組(三相四線制)9、消弧線圈10和內(nèi)置中性點11。該補(bǔ)償裝置不同于目前配電網(wǎng)在變配電所配電變壓器中性點安裝補(bǔ)償消弧線圈的方式，而是將配電變壓器和消弧線圈集成為整體，以單臺設(shè)備的方式安裝于配電線路桿塔之上。該補(bǔ)償裝置不僅符合《電力工程電氣設(shè)計手冊：電氣一次部分》中關(guān)于“任何運行方式下，電網(wǎng)不得失去消弧線圈的補(bǔ)償；應(yīng)避免一個變電所裝設(shè)多臺消弧線圈”的規(guī)定；還從根本上規(guī)避了同一安裝地點安裝多臺消弧線圈所帶來的調(diào)節(jié)范圍不足、開關(guān)檔位限制等技術(shù)配合困難。

本示范例中，當(dāng)配電系統(tǒng)正常工作時，其A、B和C三相接近平衡、滿足電能質(zhì)量要求，此時消弧線圈與配電變壓器一體化分布式補(bǔ)償裝置相當(dāng)于傳統(tǒng)配電變壓器，承擔(dān)著輸送電能的職能。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時，A、B和C三相系統(tǒng)不再平衡，系統(tǒng)產(chǎn)生零序電流分量。對于電力電纜出線較多的配電系統(tǒng)而言，單相接地短路時，系統(tǒng)的入地電容電流較大，此時消弧線圈發(fā)揮其補(bǔ)償作用、利用其產(chǎn)生的電感電流補(bǔ)償系統(tǒng)短路的容性電流，從而保證了配電網(wǎng)的安全可靠性。即：消弧線圈與配電變壓器一體化分布式補(bǔ)償裝置以單臺設(shè)備的形式，實現(xiàn)了消弧線圈和配電變壓的雙重功能。

本示范例中，變壓器高壓側(cè)三相繞組采用Z型接線方式，即每相線圈分成兩組分別反向繞于該相磁柱上，如此連接的優(yōu)點在于變壓器零序磁通可沿磁柱流通，所以Z型接地變壓器的零序阻抗很小(約10Ω)，遠(yuǎn)小于普通變壓器。此外，Z型連接方式形成了一個可以內(nèi)部連接消弧線圈的中性點，這也是本實用新型的關(guān)鍵所在。傳統(tǒng)的柱上配電變壓器通常采用Dy_n11或者Yy_n0的連接方式，不具備直接帶載消弧線圈的能力。而本實用新型中采用Z型連接方式，不僅可以實現(xiàn)一體化帶載消弧線圈的能力，同時其帶載的消弧線圈的容量可以達(dá)到變壓器自身容量的90％-100％，其利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了變壓器20％的帶載能力。

如圖2所示，本實用新型的配電網(wǎng)消弧線圈與配電變壓器一體化分布式補(bǔ)償裝置3安裝于配電線路水泥桿塔1的固定板2之上，其金屬外殼(外形)4、高壓側(cè)套管5、低壓側(cè)套管(三相四線制)6與傳統(tǒng)柱上配電變壓器無異，外形結(jié)構(gòu)的明顯區(qū)別在于接地端子7的設(shè)置，傳統(tǒng)的配電變壓器在消弧線圈尾端并不設(shè)置接地端子。

本示范例中，所述補(bǔ)償裝置安裝于配電線路桿塔柱上，其補(bǔ)償容量只需考慮當(dāng)前及未來5-10年配電系統(tǒng)的規(guī)劃發(fā)展需求，即在當(dāng)前變配電所已安裝消弧線圈補(bǔ)償容量的基礎(chǔ)之上，單獨考慮新增補(bǔ)償容量的多少便可；相較于安裝于變配電所而言，在桿塔柱上安裝，技術(shù)限制少，操作方便。同時，安裝于配電線路桿塔柱上，屬就地補(bǔ)償，更好地適應(yīng)配電網(wǎng)的發(fā)展和變化，充分體現(xiàn)了分散式補(bǔ)償靈活性強(qiáng)的優(yōu)勢。

本示范例中，所述消弧線圈與配電變壓器集成為整體，對于獨立運行的配電變壓器和消弧線圈而言，設(shè)備體積大大減小；同時，二者集成后其成本大大削減，更為經(jīng)濟(jì)。

本實用新型配電網(wǎng)消弧線圈與配電變壓器一體化分布式補(bǔ)償裝置將配電變壓器與消弧線整體集成，設(shè)備一體化要求設(shè)備容量需兼顧配電負(fù)荷容量和配電網(wǎng)入地電容電流補(bǔ)償容量。

本示范例中，補(bǔ)償裝置中變壓器采用Z型連接方式，該繞組連接方式帶載消弧線圈的能力為其自身容量的90％-100％。消弧線圈的補(bǔ)償容量Q可根據(jù)配電網(wǎng)電力電纜的規(guī)劃入地電容電流或者實測入地電容電流I_c進(jìn)行計算，見下式：

上式中，Q為消弧線圈的補(bǔ)償容量，

K為補(bǔ)償系數(shù)、取1.35，

I_c為配電網(wǎng)入地電容電流,

U_N為配電網(wǎng)額定電壓。

根據(jù)上式計算得到消弧線圈補(bǔ)償容量Q后，按照Z型連接變壓器的帶載能力，便可得到消弧線圈對變壓器的容量要求Q₁。再查詢電力設(shè)計部門提供的柱上配電變壓器輸送容量Q₂。則消弧線圈與配電變壓器一體化分布式補(bǔ)償裝置中配電變壓器的容量Q_T為Q₁和Q₂中的較大者(考慮一定裕度)。結(jié)合電力系統(tǒng)規(guī)劃，本裝置的后期研制可形成產(chǎn)品容量序列，屆時其經(jīng)濟(jì)性和實用性將更為可觀。

以上對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，并不用于限定本實用新型的保護(hù)范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。