專利名稱：智能混合式高壓動態(tài)無功補償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無功補償裝置，尤其是一種智能混合式高壓動態(tài)無功補償裝置。
背景技術(shù)：
目前我國常用的無功補償設(shè)備為機械式并聯(lián)電抗器、投切電容器，屬于靜止型補償，存在調(diào)節(jié)不連續(xù)、響應(yīng)速度慢的問題。而動態(tài)無功補償裝置通常由晶閘管控制電抗器、晶閘管投切的電容器、濾波器組構(gòu)成，晶閘管控制電抗器通過改變與電抗器串聯(lián)的晶閘管的導(dǎo)通角，能快速連續(xù)改變裝置的感性電流，從而獲得平滑調(diào)節(jié)的無功功率。常見動態(tài)無功補償裝置的電抗器是用晶閘管控制的，其感性無功電流可以變化，當晶閘管關(guān)斷時，電抗器沒有電流，而電容器固定連接，因此整套裝置的補償量最大，當調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角時，電抗器的感性電流就會抵消一部分電容器電流，因此補償量減少，導(dǎo)通角越大，電抗器的電流越大，補償量就越小。當晶閘管全通時，電抗器電流就會將電容器電流全部抵消，此時補償量為O。當晶閘管的導(dǎo)通角小于90°時，電抗器的電流非正弦含有諧波成分，因此必須將固定電容器組設(shè)計成濾波器形式或者配備另外的濾波器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，損耗大。在高壓系統(tǒng)中，由于晶閘管的單管耐壓值有限，所以采用多管串聯(lián)方式來實現(xiàn)高壓系統(tǒng)，不僅降低了系統(tǒng)的可靠性，同時大大浪費了晶閘管的通流能力，出現(xiàn)調(diào)節(jié)范圍不足，損耗大，諧波大等問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種智能混合式高壓動態(tài)無功補償裝置，采用雙調(diào)節(jié)的方案，調(diào)節(jié)范圍廣且連續(xù)無級可調(diào)，低壓控制高壓從而實現(xiàn)高壓系統(tǒng)下的動態(tài)無功補償。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
智能混合式高壓動態(tài)無功補償裝置，包括補償柜、控制器和用于調(diào)控所述補償柜內(nèi)溫度的溫控器及散熱風(fēng)機，所述補償柜由濾波器、一組并聯(lián)連接的電容器和一組并聯(lián)連接的電抗器組成，電抗器為磁通可調(diào)電抗器，所述補償柜內(nèi)還包括控制器和補償控制單元，控制器負責(zé)采集三相高壓電，用于完成無功電流計算、參數(shù)存儲、投切命令發(fā)送和提供電源供電；補償控制單元由觸發(fā)板、晶閘管模塊和IGBT模塊組成，接收所述控制器的投切命令，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測和投入與退出補償控制，觸發(fā)板通過晶閘管模塊和IGBT模塊對電抗器進行雙調(diào)節(jié)，晶閘管模塊控制粗調(diào)節(jié)，IGBT模塊控制細調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)連續(xù)無級可調(diào)的控制方式。進一步改進，所述補償柜上設(shè)置有人機交互界面，所述人機交互界面通過與所述控制器連接用于完成系統(tǒng)狀態(tài)顯示，參數(shù)設(shè)置和控制方式切換。進一步改進，所述控制器設(shè)置有人機接口，用于連接人機交互界面，通過用戶界面來實現(xiàn)交互操作，方便快捷。進一步改進，所述觸發(fā)板內(nèi)置有故障報警裝置，用于實時檢測設(shè)備的工作情況。
進一步改進，所述觸發(fā)板為可控硅觸發(fā)板。本發(fā)明的有益效果本智能混合式高壓動態(tài)無功補償裝置，根據(jù)控制器計算出當時的負載無功容量和各路補償?shù)娜萘?，通過調(diào)節(jié)晶閘管和IGBT的雙調(diào)節(jié)控制方式進行補償，調(diào)節(jié)范圍廣且連續(xù)無級可調(diào)，使裝置產(chǎn)生的容性無功電流快速、準確地跟蹤抵消電網(wǎng)中的感性無功電流，減少無功功率在電網(wǎng)中的流動，因此降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，從而實現(xiàn)高壓系統(tǒng)下的動態(tài)無功補償，該裝置損耗低、補償精度高，避免產(chǎn)生諧波污染。


圖I是本發(fā)明的控制系統(tǒng)示意圖。圖2是本發(fā)明的高壓動態(tài)無功補償原理示意圖。圖3是本發(fā)明的基于IGBT控制細調(diào)節(jié)的原理示意圖。
具體實施例方式參照圖I至圖2，本發(fā)明提供的智能混合式高壓動態(tài)無功補償裝置，包括補償柜I和用于控制所述補償柜I內(nèi)溫度的溫控器及散熱風(fēng)機4，補償柜I由濾波器、一組并聯(lián)連接的電容器和一組并聯(lián)連接的電抗器組成，所述電抗器為基于磁通可調(diào)電抗器，工作在線性區(qū)且不存在鐵芯飽和問題及發(fā)熱量大等問題。補償柜I內(nèi)還包括控制器2和補償控制單元5，控制器2負責(zé)采集三相高壓電，包括三相電流和三相電壓，通過檢測的數(shù)據(jù)來完成無功電流計算和投切命令分配，還有為其它模塊提供電源供電。補償控制單元5由觸發(fā)板51、晶閘管模塊52和IGBT模塊53組成，接收來自于控制器2的投切命令，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測和投入與退出補償控制，其中，觸發(fā)板51為可控硅觸發(fā)板?？刂破?計算出當時的負載無功容量，根據(jù)各路補償?shù)娜萘浚⒓捶峙渫肚忻罱o予當前無功容量最接近的補償支路的觸發(fā)板51，觸發(fā)板51生成觸發(fā)信號，觸發(fā)對應(yīng)的晶閘管，使晶閘管導(dǎo)通，立即投入相應(yīng)的補償支路。反之，退出補償動作時，觸發(fā)板51輸出觸發(fā)信號使晶閘管閉合，通過晶閘管模塊52控制調(diào)節(jié)電抗器的過程為粗調(diào)節(jié)，同時為了增強系統(tǒng)的可靠性，采用在二次側(cè)控制晶閘管過零投切，大大降低了晶閘管的損壞幾率，增強系統(tǒng)的可靠性?？刂破?同時控制IGBT，采用基于磁通補償原理的可調(diào)電抗器進行雙向調(diào)節(jié)，保證系統(tǒng)的連續(xù)無級可調(diào)，大大的提高了裝置的性能。具體的，觸發(fā)板51內(nèi)置有故障報警裝置，用于實時檢測設(shè)備的工作情況，提醒現(xiàn)場巡視或值班人員注意，及時將該設(shè)備從系統(tǒng)中切除退出運行，并提醒周圍人員不要靠近故障設(shè)備，以防發(fā)生觸電事故，能大大減少巡視時間，提高經(jīng)濟效率。參照圖3，通過控制IGBT模塊53來實現(xiàn)細調(diào)，其過程是檢測補償對象的電壓和電流，經(jīng)指令電流運算電路計算得出補償電流的指令信號，該信號經(jīng)補償電流發(fā)生電路放大，得出補償電流，補償電流與負載電流中要補償?shù)臒o功、諧波及不平衡等電流抵消，最終得到期望的只含基波的電源電流。其原理是對裝置輸出電壓相位的控制，和電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實施靈活、快速的控制，從感性到容性的整個范圍進行連續(xù)的無功調(diào)節(jié)，達到快速補償系統(tǒng)對無功功率的需求，從而抑制電壓波動并增強系統(tǒng)穩(wěn)定性，裝置能動態(tài)地補償無功電流和諧波電流，從而對減少線路損耗，增大有功輸送能力，抑制諧波，提高電能質(zhì)量都起到很好的作用。補償柜I上設(shè)置有人機交互界面3，人機交互界面3通過人機接口與所述控制器2連接，通過與人機交互界面3連接進行人機對話，可以進行系統(tǒng)狀態(tài)顯示、控制方式切換和參數(shù)設(shè)置，通過用戶界面來實現(xiàn)交互操作，方便快捷。無功補償?shù)膶崿F(xiàn)方式是由容性負荷輸出的無功功率補償可以提供感性負載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負荷提供、由線路輸送的無功功率，降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，提高功率因數(shù)，穩(wěn)定電網(wǎng)質(zhì)量。同時采用粗調(diào)節(jié)和細調(diào)節(jié)可調(diào)電抗器控制方式，以IGBT及晶閘管根據(jù)功率因數(shù)調(diào)節(jié)電抗器二次電流的幅值相位，達到一次側(cè)電抗器連續(xù)可調(diào)，實現(xiàn)高壓系統(tǒng)下的動態(tài)無功補償，解決了無功補償裝置調(diào)節(jié)范圍不足，損耗大，諧波大的問題，投切安全性高，可靠性高，且成本低。
權(quán)利要求
1.智能混合式高壓動態(tài)無功補償裝置，包括補償柜(I)、控制器(2)和用于調(diào)控所述補償柜內(nèi)溫度的溫控器及散熱風(fēng)機(4)，所述補償柜(I)由濾波器、一組并聯(lián)連接的電容器和一組并聯(lián)連接的電抗器組成，所述控制器(2 )采集三相高壓電，用于完成無功電流計算、參數(shù)存儲、投切命令發(fā)送和提供電源供電，其特征在于所述電抗器為磁通可調(diào)電抗器，還包括， 補償控制單元(5)，由觸發(fā)板(51)、晶閘管模塊(52)和IGBT模塊(53)組成，接收所述控制器(2)的投切命令，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測和投入與退出補償控制，所述觸發(fā)板(51)通過晶閘管模塊(52 )和IGBT模塊(53 )對電抗器進行雙調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述智能混合式高壓動態(tài)無功補償裝置，其特征在于所述補償柜(I)上設(shè)置有人機交互界面(3)，用于完成系統(tǒng)狀態(tài)顯示、參數(shù)設(shè)置和控制方式切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述智能混合式高壓動態(tài)無功補償裝置，其特征在于所述控制器(2 )設(shè)置有人機接口，用于連接人機交互界面(3 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述智能混合式高壓動態(tài)無功補償裝置，其特征在于所述觸發(fā)板(51)內(nèi)置有故障報警裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述智能混合式高壓動態(tài)無功補償裝置，其特征在于所述觸發(fā)板(51)為可控硅觸發(fā)板。
全文摘要
本發(fā)明公開的智能混合式高壓動態(tài)無功補償裝置，包括補償柜和用于控制所述補償柜內(nèi)溫度的溫控器及散熱風(fēng)機，補償柜由濾波器、一組并聯(lián)連接的電容器和一組并聯(lián)連接的電抗器組成，所述電抗器為基于磁通可調(diào)電抗器，補償柜內(nèi)還包括控制器和補償控制單元，所述控制器負責(zé)采集三相高壓電，所述補償控制單元由觸發(fā)板、晶閘管模塊和IGBT模塊組成，接收所述控制器的投切命令，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測和投入與退出補償控制，觸發(fā)板通過晶閘管模塊和IGBT模塊對電抗器進行雙調(diào)節(jié)，實現(xiàn)連續(xù)無級可調(diào)的控制方式且調(diào)節(jié)范圍廣。
文檔編號H02J3/18GK102983580SQ201210462300
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者吳明玉, 李建會, 洪君 申請人:廣東中鈺科技有限公司