技术领域
[0001] 本
发明属于
电能传输技术领域，具体涉及一种箱式配网串联补偿装置。
背景技术
[0002] 配网串联补偿装置在
低电压治理领域主要起到改善配网线路全线电压分布、提升线路特别是末端低电压的作用。适用于需要改善电压
质量、功率因数、电能输送能
力的10kV配
电网长线路，特别是跨越山区、负荷重或存在大型工业负荷的农村配网线路。
[0003] 配电网由于其负荷特性复杂和网架薄弱,其建设和发展相对于输电网较为落后,目前国内中低压配电网中普遍存在供电半径较长、线路电压不合格、电压跌落频繁等问题,而且目前已投入应用的以改善配网电压质量为目的的高性能先进设备较少且效果欠佳,从而影响了人民生活品质和经济建设发展。
[0004] 因此，亟需开发一种配网串联补偿装置，以解决电能输送效率低的问题。其中，公布号CN109066714A公开了一种箱式配网串联补偿装置及其工作方法，其能有效解决电能输送效率低的问题，但是该装置在现场安装时需要制作
电缆接头，并且在装置内部设置电缆沟进行走线，从而影响了现场安装的效率，提高了施工成本，并且该装置中的阻尼电抗
电阻器采用一体式结构，后期维护繁琐，成本高。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种箱式配网串联补偿装置，以解决现场安装效率低的问题。
[0006] 本发明的一种箱式配网串联补偿装置是这样实现的：一种箱式配网串联补偿装置，包括设置在
箱体内的
控制器、测量设备、保护设备和电容器组，以及设置在箱体外且连接在配电线路上的
真空断路器，其中，
所述真空断路器的两端分别连接有隔离
开关Ⅰ和
隔离开关Ⅱ；
所述箱体的顶部安装有与所述配电线路相连的穿墙
套管，所述电容器组通过穿墙套管连接在所述配电线路中；
所述保护设备包括与所述电容器组并联的阻尼电抗
电阻器，且所述阻尼电抗电阻器为分体式结构，分别包括电阻器和连接在所述电阻器的进线端和出线端的电抗器。
[0007] 进一步的，所述穿墙套管为“品”字形分布，且其外端与所述配电线路相连，里端分别与箱体内的进线母排和出线母排相连。
[0008] 进一步的，所述测量设备包括
电流互感器、电压互感器和取能互感器，其中，所述电流互感器安装在所述控制器的后侧，且串联在所述进线母排上；所述电压互感器安装在所述电流互感器的下方，且并联在电容器组的进线端和出线端；
所述取能互感器安装在所述控制器的一侧，且并联在进线母排的两相上。
[0009] 进一步的，所述控制器设置在所述箱体内前侧的中部，所述电容器组安装在所述控制器的下方，且所述电容器组的前侧以及控制器上方的前侧分别设置有接地防护板。
[0010] 进一步优选的，位于所述电容器组外侧的接地防护板上设置有
散热孔和孔洞。
[0011] 进一步的，所述保护设备还包括旁路
接触器和晶闸管
硅堆，其中，所述晶闸管硅堆设置在所述电容器组的后侧，所述阻尼电抗电阻器设置在所述晶闸管硅堆的下方，所述晶闸管硅堆与所述阻尼电抗电阻器串联后与所述电容器组并联；
所述旁路接触器设置在所述晶闸管硅堆的上方，其并联在所述进线母排和出线母排之间。
[0012] 进一步优选的，所述电压互感器的高压接线端朝向所述旁路接触器的方向。
[0013] 进一步的，所述晶闸管硅堆的上方通过绝缘子吊装在上梁上，下方通过连接板安装在金属梁上，且所述连接板和金属梁的连接处设置有不同方向的腰型孔。
[0014] 进一步的，所述晶闸管硅堆包括通过一对压装板固定的两个反向并联的晶闸管，以及设置两个压装板外侧的电阻和电容，其中，所述电阻通过L型的电阻安装板固定在其中一个压装板的外侧，所述电容通过Z型的电容安装板固定在另一压装板的外侧。
[0015] 进一步的，所述穿墙套管与所述箱体的顶部采用
法兰盘固定连接，且所述法兰盘的上方设置有防雨罩。
[0016] 进一步的，所述箱体的顶部相对两侧分别安装有吊绳限位
块。
[0017] 进一步的，所述箱体的四周均设置有双向开关的箱
门，所述箱门和箱体的顶部设置有配合的电磁
锁。
[0018] 采用了上述技术方案后，本发明具有的有益效果为：（1）本发明可以将配电线路通过穿墙套管引入箱体内，省去了现场制作电缆接头的繁琐工序，同时也无需设置电缆沟走线，提高了现场安装效率，节省了施工成本；
（2）本发明的阻尼电抗电阻器采用分体集成设计，不仅缩减电抗器和电阻器单独安装所占空间，提高了箱体内部空间利用率，而且检修维护方便。
附图说明
[0019] 下面结合附图和
实施例对本发明进一步说明。
[0020] 图1是本发明优选实施例的箱式配网串联补偿装置的箱体及其内部设备的结构图；图2是本发明优选实施例的箱式配网串联补偿装置的箱体及其内部设备的主视图；
图3是本发明优选实施例的箱式配网串联补偿装置的箱体及其内部设备的右视图；
图4是本发明优选实施例的箱式配网串联补偿装置的箱体及其内部设备的后视图；
图5是本发明优选实施例的箱式配网串联补偿装置的箱体及其内部设备的俯视图；
图6是本发明优选实施例的箱式配网串联补偿装置的箱内部设备的结构图；
图7是本发明优选实施例的箱式配网串联补偿装置的箱内部设备的结构图；
图8是本发明优选实施例的箱式配网串联补偿装置的穿墙套管的结构图；
图9是本发明优选实施例的箱式配网串联补偿装置的阻尼电抗电阻器和晶闸管硅堆的结构图；
图10是本发明优选实施例的箱式配网串联补偿装置的阻尼电抗电阻器和晶闸管硅堆的结构图；
图11是本发明优选实施例的箱式配网串联补偿装置的控制
电路图；
图中：箱体1，外箱体11，内
框架12，进线母排13，出线母排14，过渡
铝排15，箱门16，上梁
17，金属梁18，腰型孔Ⅱ19，户外绝缘子110，连接夹具111，吊绳限位块112，吊装柱113，电磁锁114，散热窗115，控制器2，测量设备3，电流互感器31，电压互感器32，取能互感器33，保护设备4，阻尼电抗电阻器41，电阻器411，电抗器412，绝缘底座413，折弯母排414，旁路接触器
42，晶闸管硅堆43，连接板431，腰型孔Ⅰ432，压装板433，晶闸管434，电阻435，电容436，电阻安装板437，电容安装板438，吊
耳439，转接排44，电容器组5，电容器51，固定
角件52，穿墙套管6，法兰盘61，防雨罩62，
镀锡软
铜绞线7，绝缘子8，接地防护板9，孔洞91。
具体实施方式
[0021] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
[0022] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的
选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0023] 如图1-11所示，一种箱式配网串联补偿装置，包括设置在箱体1内的控制器2、测量设备3、保护设备4和电容器组5，以及设置在箱体1外且连接在配电线路上的真空断路器QF1，真空断路器QF1的两端分别连接有隔离开关ⅠQS1和隔离开关ⅡQS2；箱体1的顶部安装有与配电线路相连的穿墙套管6，电容器组5通过穿墙套管6连接在配电线路中；保护设备4包括与电容器组并联的阻尼电抗电阻器41，且阻尼电抗电阻器41为分体式结构，分别包括电阻器411和连接在电阻器411的进线端和出线端的电抗器412。
[0024] 具体的，电抗器412的两端连接在电阻器411的进线端和出线端，即电抗器412与电阻器411并联，且两者之间留有缝隙，缝隙的距离满足电抗器412端间电压所需的空气间距。
[0025] 箱体1包括外箱体11和设置在箱体11内的内框架12，内框架12的设置用于安装装置内的各个设备，而外箱体11则用于对装置起到保护作用。
[0026] 为了满足高压配电之间的电气间隙，穿墙套管6为“品”字形分布，且其外端与配电线路相连，里端分别与箱体1内的进线母排13和出线母排14相连。
[0027] “品”字形分布可以适当地减小安装穿墙套管6的宽度范围，穿墙套管6的里端具体通过
镀锡软铜绞线7与进线母排13和出线母排14相连。
[0028] 优选的，进线母排13和出线母排14均通过绝缘子8固定在内框架12上，并且进线母排13和出线母排14从电流互感器31和旁路接触器之间向箱体1内部延伸，从而方便电流互感器31下方的电压互感器31以及电容器组5进行连接，有效地缩小箱体1内部走线的空间，以及减小走线的繁琐性。
[0029] 请参阅图6，优选的，进线母排13和出线母排14的下端连接有过渡铝排15，电容器组5通过镀锡软铜绞线7和固定线夹并联在进线母排13和出线母排14之间，而过渡铝排15的设置可以方便电容器组5与进线母排13和出线母排14之间的拆装，本图中以其中一组电容器组5为例进行了连接，连接在过渡铝排15上的镀锡软铜绞线7的另一端连接在电容器组5顶端的进线端和出线端。
[0030] 另外，过渡铝排15通过不同的折弯尺寸以适应电容器组5随体积变化而带来的进线端和出线端
位置的变化。
[0031] 控制器2和测量设备3的设置用于实施检测电容器组5的工作状态，异常时可以对其进行旁路设置，起到保护电容器的作用，测量设备3包括电流互感器31、电压互感器32和取能互感器33，其中，电流互感器31安装在控制器2的后侧，且串联在进线母排13上；
电压互感器32安装在电流互感器31的下方，且并联在电容器组5的进线端和出线端；
取能互感器33安装在控制器2的一侧，且并联在进线母排13的两相上。
[0032] 具体的，电流互感器31串联在进线母排13上，即与配电线路串联，电压互感器32通过镀锡软铜绞线7并联在电容器组5的进出线汇流母排上，而取能互感器33通过镀锡软铜绞线7并联在进线母排13的两相上，即配电线路的进线的两相上。
[0033] 电流互感器31串联至配电线路中以测量配电线路中的电流数据并发送至控制器2，电压互感器32与电容器组5并联以测量电容器组5中电压数据并发送至控制器2，取能互感器33则用于从配电线路中获取电能，提供给本配网串联补偿装置中设备、模块、装置、控制器2电能使用。
[0034] 请参阅图2为了增加调试过程的安全性，控制器2设置在箱体1内前侧的中部，电容器组，5安装在控制器2的下方，且电容器组5的前侧以及控制器2上方的前侧分别设置有接地防护板9。
[0035] 将隔离开关QS、旁路断路器QF1设置在箱体1的外部，并与检修时能够隔断箱体1内部所有高压电，确保人员安全。而为了方便对控制器进行操作，其操作面板侧位于前侧，即朝向控制器2所在侧的箱门16方向，而增加接地防护板16，确保带电过程中的调试和操作人员的安全。
[0036] 由于控制器2下方设置的为电容器组5，而电容器组5在工作时会产生大量的热，为了保证散热效果，优选的，位于电容器组5外侧的接地防护板9上设置有散热孔和孔洞91。
[0037] 散热孔的设置可以提高电容器组5散热的效率，而孔洞91的设置可以方便检修人员登高踩蹬对控制器2进行调试和检修。
[0038] 具体的，电容器组5包括若干电容器51，且利用线缆固定夹以及镀锡软铜绞线7将每个电容器51的进线和出线进行连接，电容器组5中每个电容器51均采用固定角件52固定在箱体1的内框架12上。
[0039] 保护设备4的作用是当电容器组5的电压或者电流出现异常时，利用保护设备将其旁路，从而对电容器组5起到保护作用，保护设备4还包括旁路接触器42和晶闸管硅堆43，其中，晶闸管硅堆43设置在电容器组5的后侧，阻尼电抗电阻器41设置在晶闸管硅堆43的下方，晶闸管硅堆43与阻尼电抗电阻器41串联后与电容器组5并联；
旁路接触器42设置在晶闸管硅堆43的上方，其并联在进线母排13和出线母排14之间。
[0040] 具体的，旁路接触器43安装在晶闸管硅堆42上方的上梁17上，其进出线端分别与进线母排13和出线母排14相连，即与电容器组5进行并联，而晶闸管硅堆43和阻尼电抗电阻器41则依次设置在旁路接触器42的下方，晶闸管硅堆43的进线端通过转接排44与电容器组5的进线端的镀锡软铜绞线7相连，晶闸管硅堆43的出线端与阻尼电抗电阻器41的进线端相连，从而与阻尼电抗电阻器41串联，而阻尼电抗电阻器41的出线端通过转接排44与电容器组5的出线端的镀锡软铜绞线7相连。
[0041] 并且旁路接触器42、晶闸管硅堆43均由控制器2进行控制，即控制电容器组5接入或旁路。
[0042] 具体的，当采集到电容器组5的电压或电流出现异常时，控制旁路接触器42合闸以及晶闸管硅堆43触发导通，将电容器组5进行旁路，当采集到的电容器组5的电压或电流出现正常时，控制旁路接触器42断开以及晶闸管硅堆43断路，将电容器组5接入。
[0043] 优选的，阻尼电抗电阻器41中的电阻器411的底部通过绝缘底座413安装在箱体1
底板上。
[0044] 另外，电阻器411和电抗器412的进线端通过两端折弯母排414与晶闸管硅堆43的出线端相连。而为了预留足够的空间，电抗器412的出线端设置于其下方十字
支架内部，不突出线圈外圆柱面。
[0045] 为了方便充分利用箱体1的空间，优选的，电压互感器32的高压接线端朝向旁路接触器42的方向。并且用于安装电压互感器32的支架采用整体
焊接的结构，不仅能够减少加工累计偏差，而且能够提高结构
刚度。
[0046] 请参阅图9-10，为了在运输过程中保证晶闸管硅堆43的整体结构，晶闸管硅堆43的上方通过绝缘子8吊装在上梁17上，下方通过连接板431安装在金属梁18上，且连接板431和金属梁18的连接处设置有不同方向的腰型孔。
[0047] 上梁17和金属梁18的两端分别固定在内框架12上。
[0048] 具体的，连接板431为直角结构件，其与金属梁18的连接处设置有竖向的腰型孔Ⅰ432，而金属梁18上设置有横向的腰型孔Ⅱ19，不同方向的腰型孔能够在连接时实现空间三个方向的调节以便弥补晶闸管硅堆43的安装误差。
[0049] 为了便于将电容器组5进行旁路，晶闸管硅堆43包括通过一对压装板433固定的两个反向并联的晶闸管434，以及设置两个压装板433外侧的电阻435和电容436，其中，电阻435通过L型的电阻安装板437固定在其中一个压装板433的外侧，电容436通过Z型的电容安装板438固定在另一压装板433的外侧。
[0050] 采用电阻安装板437和电容安装板438直接将电阻435和电容436安装在压装板433的外侧，可以简化晶闸管硅堆43的结构，并且能够减小整个晶闸管硅堆43的占空空间。
[0051] 另外，为了进一步缩减整个晶闸管硅堆43的体积，两个晶闸管434之间的
散热器上翅片作为其进线端，两个晶闸管434的短接铜排作为出线端。
[0052] 并且在压装板433上设置有吊耳439，方便将其固定在上梁17上。
[0053] 请参阅图8，为了保证穿墙套管6安装处的防
水性能，穿墙套管6与箱体1的顶部采用法兰盘61固定连接，且法兰盘61的上方设置有防雨罩62（除8之外，其余附图上的穿墙套管均是未安装防雨罩时的结构）。
[0054] 优选的，法兰盘61的端面使用平密封垫或O型
密封圈进行密封防水，从而增加防水效果。
[0055] 防雨罩62采用两片外侧向下倾斜拼装而成，方便进行排水，且拼装处设置有
密封胶密封。
[0056] 优选的，箱体1的顶部设置有户外绝缘子110以及安装在户外绝缘子110顶部的连接夹具111，方便用于固定配网线路的进线
导线。
[0057] 由于穿墙套管6安装在箱体1的顶部，为了防止吊装时对其产生破坏，箱体1的顶部相对两侧分别安装有吊绳限位块112。
[0058] 具体的，吊绳限位块112每侧均设置两个，且为相背设置的U型结构，吊绳限位块112所在侧的箱体1底部设置有吊装柱113，可以在吊装时将吊装绳固定在吊装柱113上，并且将其限定在U型结构的槽内，防止其随意移动。
[0059] 为了方便对箱体1内的各个部件进行检修，箱体1的四周均设置有双向开关的箱门16，箱门16和箱体1的顶部设置有配合的电磁锁114。
[0060] 电磁锁114的设置可以在箱体1内带有高压电时不能打开，从而规避误开门带来的
风险。
[0061] 具体的电磁锁114的锁体安装在箱体1的顶部，而锁片做安装在箱门16的顶部内侧。
[0062] 优选的，箱门16上设置有散热窗115，散热窗115可以有效地将箱体1内设备工作所产生的热量排出，从而保证设备的正常工作。
[0063] 请参阅图11，本实施例中，旁路
短路器QF2的两端分别连接有隔离开关ⅠQS1和隔离开关ⅡQS2，在隔离开关ⅠQS1和隔离开关ⅡQS2合闸且旁路断路器QF断开后，电容器组C接入道配电线路中，电流互感器TA与配电线路串联，从而测量配电线路电流数据（即流经电容器组的电流），电压互感器TV1与电容器组C并联以测量电容器组C中电压数据，而取能互感器TV2则用于从配电线路中获取电能，当采集到电容器组C的电压或电流出现异常时，控制旁路接触器QF2合闸以及晶闸管硅堆中的第一晶闸管VT1、第二晶闸管VT2触发导通，将电容器组C进行旁路，以及当采集到电容器组C的电压或电流正常时，控制旁路接触器QF2断开以及晶闸管硅堆断路，将电容器组C接入配电线路中。
[0064] 电压或电流出现异常具体是电压、电流消失且为零，或电压、电流超过正常值，或者配电线路发生谐振时。
[0065] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及
修改。本项发明的技术性范围并不局限于
说明书上的内容，必须要根据
权利要求范围来确定其技术性范围。
