本發(fā)明涉及無(wú)功補(bǔ)償電容器，尤其涉及一種無(wú)級(jí)可調(diào)的無(wú)功補(bǔ)償電力電容器及其工作方法。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源發(fā)展和電網(wǎng)用電負(fù)荷電氣化替代逐步推進(jìn)，負(fù)荷結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)多元化、波動(dòng)性和不可預(yù)見(jiàn)性的特點(diǎn)，對(duì)變電站無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枨蟾悠惹?。電網(wǎng)中壓補(bǔ)償領(lǐng)域變電站仍主要采用并聯(lián)電容器投切方式，電容器組容量配置差異及投切開(kāi)關(guān)無(wú)法適應(yīng)電壓頻繁波動(dòng)下無(wú)功補(bǔ)償要求。普通六氟化硫斷路器電容器組投切頻繁操作后存在回路電阻超標(biāo)、觸頭電燒蝕重、電壽命科學(xué)評(píng)估難等問(wèn)題；真空斷路器小電流開(kāi)斷過(guò)程存在截流過(guò)電壓高、弧后延遲擊穿等問(wèn)題，對(duì)電容器組投退應(yīng)用于無(wú)功補(bǔ)償造成較大影響。為更好地滿足系統(tǒng)電壓和無(wú)功功率調(diào)控要求，一種可行的辦法就是使用無(wú)級(jí)可調(diào)電容以規(guī)避使用分組電容器造成的高頻涌流、投退控制策略等問(wèn)題。將無(wú)級(jí)可調(diào)電容用于無(wú)功補(bǔ)償電力電容器容值改變，可精準(zhǔn)、便利地使系統(tǒng)電壓、功率因數(shù)滿足實(shí)際運(yùn)行需求，而不致發(fā)生過(guò)補(bǔ)現(xiàn)象。目前常見(jiàn)的可變電容器雖然能在一定程度上改變電容值大小，但其同時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾、體積大而容量小、使用壽命短等問(wèn)題也對(duì)其使用造成了困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無(wú)級(jí)可調(diào)的無(wú)功補(bǔ)償電力電容器及其工作方法。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種無(wú)級(jí)可調(diào)的無(wú)功補(bǔ)償電力電容器，包括：第一電容器極板、第二電容器極板、用于帶動(dòng)第一電容器極板相對(duì)于第二電容器極板進(jìn)行插入以及分離運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)以及電容器外殼，所述第一電容器極板滑動(dòng)安裝在所述電容器外殼中，所述第二電容器極板安裝在所述電容器外殼中，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)與所述第一電容器極板連接。

3、采用本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：在實(shí)際操作中通過(guò)動(dòng)力機(jī)構(gòu)控制第一電容器極板在平行于第二電容器極板平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)實(shí)際電容面積和電容量的改變。通過(guò)兩個(gè)卷繞金屬膜作為極板，在實(shí)際操作中，通過(guò)可動(dòng)極板的插接來(lái)改變電容量。在實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償電力電容器容值無(wú)級(jí)可調(diào)的同時(shí)能保持較小的體積，避免常規(guī)開(kāi)關(guān)關(guān)合電容器操作引起的高頻涌流和預(yù)擊穿燃弧現(xiàn)象。

4、進(jìn)一步地，所述第一電容器極板與所述第二電容器極板之間具有間隙，所述間隙中設(shè)有絕緣材料，所述第一電容器極板位于所述第二電容器極板的上方。

5、采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：便于形成無(wú)級(jí)可調(diào)的無(wú)功補(bǔ)償電力電容器，保證極板間隙在高電壓等級(jí)下不被擊穿。

6、進(jìn)一步地，所述絕緣材料為變壓器油或硅脂。

7、采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：使用變壓器油、硅脂等作為絕緣介質(zhì)，保證極板間隙在高電壓等級(jí)下不被擊穿。

8、進(jìn)一步地，所述第一電容器極板通過(guò)導(dǎo)電桿連接有第一電容器接線端子，所述第二電容器極板通過(guò)導(dǎo)電桿連接有第二電容器接線端子，所述第一電容器接線端子以及所述第二電容器接線端子均位于所述電容器外殼的外側(cè)，所述第一電容器極板和所述第一電容器接線端子之間的導(dǎo)電桿滑動(dòng)安裝在所述電容器外殼中，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)通過(guò)絕緣件與所述第一電容器極板和所述第一電容器接線端子之間的導(dǎo)電桿連接。

9、采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：動(dòng)力機(jī)構(gòu)通過(guò)第一電容器接線端子與第一電容器極板之間的導(dǎo)電桿實(shí)現(xiàn)第一電容器極板相對(duì)第二電容器極板的位置調(diào)節(jié)。通過(guò)動(dòng)力機(jī)構(gòu)對(duì)導(dǎo)電桿的作用控制第一電容器極板移動(dòng)在垂直平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩極板的部分重合或者分離從而改變極板正對(duì)部分面積的大小和電容量。第一電容器極板和第二電容器極板分別以第一電容器接線端子、第二電容器接線端子作為用于接線的極柱，便于無(wú)級(jí)可調(diào)的無(wú)功補(bǔ)償電力電容器接線，便于無(wú)級(jí)可調(diào)的無(wú)功補(bǔ)償電力電容器的安裝以及維護(hù)。

10、進(jìn)一步地，所述電容器外殼上安裝有滑動(dòng)密封件，所述第一電容器極板和所述第一電容器接線端子之間的導(dǎo)電桿滑動(dòng)安裝在所述滑動(dòng)密封件中。

11、采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：滑動(dòng)密封件的設(shè)置，便于導(dǎo)電桿的安裝以及維護(hù)，防止導(dǎo)電桿與電容器外殼直接摩擦。提高電容器外殼的密封性。

12、進(jìn)一步地，所述第一電容器極板以及所述第二電容器極板均為卷繞的金屬膜材質(zhì)，所述第一電容器極板與所述第二電容器極板正對(duì)時(shí)橫切面為雙線環(huán)繞結(jié)構(gòu)。

13、采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：兩極板使用卷繞的金屬膜材質(zhì)可大幅減小電容器體積。通過(guò)兩個(gè)卷繞金屬膜作為極板，在實(shí)際操作中，通過(guò)可動(dòng)極板的插接來(lái)改變電容量，由于導(dǎo)體板呈彎曲狀，空間利用率較高，使得本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)電容量較大時(shí)的連續(xù)變化同時(shí)也能保持較小的體積。兩極板完全正對(duì)時(shí)橫截面呈雙線環(huán)繞結(jié)構(gòu)，使其在空間中密集排列以增大極板可用面積并減小極板間距。在實(shí)際操作中通過(guò)動(dòng)力機(jī)構(gòu)控制第一電容器極板在平行于第二電容器極板平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)實(shí)際電容面積和電容量的改變。

14、進(jìn)一步地，所述電容器外殼接地，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括：控制電路以及電動(dòng)機(jī)，所述控制電路與所述電動(dòng)機(jī)連接。

15、采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：電容器外殼接地，提高無(wú)級(jí)可調(diào)的無(wú)功補(bǔ)償電力電容器的穩(wěn)定性以及可靠性?？刂齐娐繁阌谧詣?dòng)控制動(dòng)力機(jī)構(gòu)的啟閉，提高自動(dòng)化。便于根據(jù)實(shí)際需要選擇動(dòng)力機(jī)構(gòu)的形式。

16、此外，本發(fā)明還提供了一種無(wú)級(jí)可調(diào)的無(wú)功補(bǔ)償電力電容器的工作方法，基于上述任意一項(xiàng)所述的一種無(wú)級(jí)可調(diào)的無(wú)功補(bǔ)償電力電容器，無(wú)級(jí)可調(diào)的無(wú)功補(bǔ)償電力電容器的工作方法包括：s1、啟動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)；s2、通過(guò)動(dòng)力機(jī)構(gòu)調(diào)整第一電容器極板實(shí)現(xiàn)第一電容器極板和第二電容器極板插接部分面積的改變，從而實(shí)現(xiàn)電容容量的調(diào)整。

17、采用本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：在實(shí)際操作中通過(guò)動(dòng)力機(jī)構(gòu)控制第一電容器極板在平行于第二電容器極板平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)實(shí)際電容面積和電容量的改變。通過(guò)兩個(gè)卷繞金屬膜作為極板，在實(shí)際操作中，通過(guò)可動(dòng)極板的插接來(lái)改變電容量。在實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償電力電容器容值無(wú)級(jí)可調(diào)的同時(shí)能保持較小的體積，避免常規(guī)開(kāi)關(guān)關(guān)合電容器操作引起的高頻涌流和預(yù)擊穿燃弧現(xiàn)象。

18、進(jìn)一步地，步驟s1之前包括：s11、將電力負(fù)荷并入無(wú)功補(bǔ)償電力電容器；s12、通過(guò)控制電路采樣獲取無(wú)功補(bǔ)償后反饋功率因數(shù)；s13、計(jì)算當(dāng)前功率因數(shù)與目標(biāo)功率因數(shù)差異，得到功率因數(shù)指標(biāo)；步驟s2中，動(dòng)力機(jī)構(gòu)根據(jù)功率因數(shù)指標(biāo)帶動(dòng)第一電容器極板相對(duì)于第二電容器極板進(jìn)行插入以及分離運(yùn)動(dòng)，使第一電容器極板和第二電容器極板正對(duì)部分面積增大以及減小，以實(shí)現(xiàn)電容值的改變。

19、采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：動(dòng)力機(jī)構(gòu)根據(jù)接收無(wú)功補(bǔ)償后電力負(fù)荷功率因數(shù)由控制電路對(duì)電動(dòng)機(jī)的扭矩及轉(zhuǎn)速進(jìn)行單級(jí)或串級(jí)pid控制，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)電桿帶動(dòng)第一電容器極板向第二電容器極板方向插接式運(yùn)動(dòng)，使兩極板正對(duì)部分面積增大或減小以實(shí)現(xiàn)電容值的自動(dòng)匹配和調(diào)節(jié)。

20、進(jìn)一步地，功率因數(shù)指標(biāo)包括：電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)速度和位置的控制方式；步驟s2之后包括：s3、調(diào)整完成后重復(fù)進(jìn)行閉環(huán)控制以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)無(wú)功補(bǔ)償量的自動(dòng)修正。

21、采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：調(diào)整完成后重復(fù)進(jìn)行閉環(huán)控制以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)無(wú)功補(bǔ)償量的自動(dòng)修正，提高調(diào)整的精準(zhǔn)性，提高自動(dòng)化。

22、本發(fā)明附加的方面的優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明實(shí)踐了解到。