專利名稱：靜止無(wú)功補(bǔ)償器自動(dòng)投切復(fù)合控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)中靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)自動(dòng)化技術(shù)，特別是與
靜止無(wú)功補(bǔ)償器自動(dòng)投切復(fù)合控制裝置有關(guān)。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)尤其是計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)器、直流 數(shù)字控制裝置、軟啟動(dòng)裝置、可控硅整流調(diào)速裝置、軋機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐、
中頻爐等諧波源的日益增多，電網(wǎng)污染越來(lái)越嚴(yán)重，電能質(zhì)量也隨之下降。PLC 及計(jì)算機(jī)等系統(tǒng)受到嚴(yán)重干擾，線路及負(fù)載功率因數(shù)降低，給企業(yè)的正常生產(chǎn) 造成很大影響。據(jù)美國(guó)電力科學(xué)研究員Jane Cle鵬ensen估計(jì)，當(dāng)今與電能質(zhì) 量相關(guān)的問(wèn)題，在美國(guó)每年造成的損失高達(dá)260億美元。而傳統(tǒng)電力自動(dòng)控制 設(shè)備靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)易出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償或欠補(bǔ)償，補(bǔ)償跟蹤差，諧波含量多， 治理不及時(shí)等問(wèn)題。因此，提高電能質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)電力可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)， 是當(dāng)今企業(yè)節(jié)能降耗、環(huán)境污染治理的一條新途徑。 發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述電力能源造成的損失，本實(shí)用新型提供了一種降低電力系統(tǒng) 能耗，保護(hù)電容，增強(qiáng)可控硅抗干擾能力的靜止無(wú)功補(bǔ)償器自動(dòng)投切復(fù)合控制 裝置。
本實(shí)用新型所提供的靜止無(wú)功補(bǔ)償器自動(dòng)投切復(fù)合控制裝置，其特征在于 包括具有諧波測(cè)量，控制補(bǔ)償濾波電容投切的補(bǔ)償濾波控制器，還包括由復(fù)合 開(kāi)關(guān)構(gòu)成的電容投切執(zhí)行單元，還包括由TSC動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和TSF動(dòng)態(tài)濾波構(gòu)成的 補(bǔ)償、濾波電容組；補(bǔ)償濾波控制器的補(bǔ)償輸出端子和濾波輸出端子控制電容 投切執(zhí)行單元，補(bǔ)償濾波控制器的電源端子和檢測(cè)端子分別與主回路電源和互
感器相連，電容投切執(zhí)行單元與補(bǔ)償、濾波電容組的TSC動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和TSF動(dòng)態(tài) 濾波相接。
根據(jù)上述靜止無(wú)功補(bǔ)償器自動(dòng)投切復(fù)合控制裝置，其所述的補(bǔ)償濾波控制 器具有傅立葉級(jí)數(shù)計(jì)算功能芯片。
根據(jù)上述靜止無(wú)功補(bǔ)償器自動(dòng)投切復(fù)合控制裝置，其所述的補(bǔ)償、濾波電 容組TSC動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和TSF動(dòng)態(tài)濾波容量均按比例分配。
本實(shí)用新型有益效果在于
1、 采用復(fù)合開(kāi)關(guān)，將交流接觸器和可控硅的使用優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，解決了 接觸器觸點(diǎn)易燒結(jié)，易引起火災(zāi)，可控硅能耗大，易擊穿等問(wèn)題，減少了涌流 對(duì)電網(wǎng)的沖擊，消除切投電容器產(chǎn)生諧波及電網(wǎng)波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電壓過(guò)零投入，電 流過(guò)零切除。
2、 TSC+TSF的設(shè)計(jì)及容量按8:4:2:1的分配，實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確地動(dòng)態(tài)補(bǔ) 償及濾波，互為作用，很好的解決了單一補(bǔ)償出現(xiàn)的電容損壞及控制器燒毀、 失靈問(wèn)題，補(bǔ)償精度高，運(yùn)行效果理想。
3、 在電力電網(wǎng)中，存在大量非線性負(fù)載，引起電網(wǎng)電流波形不再是正弦波。 這一非正弦波可用傅立葉級(jí)數(shù)分解成為一個(gè)直流量、基波正弦量和一系列頻率 為基波頻率整數(shù)倍的高次諧波正弦分量之和，對(duì)目前三相交流發(fā)電機(jī)組發(fā)出的 電壓而言，認(rèn)為基波為正弦波，即波形中基本無(wú)直流量和高次諧波分量。但由 于電力系統(tǒng)中存在著各式各樣的諧波源，使得高次諧波的干擾成了當(dāng)前電力系 統(tǒng)中影響電能質(zhì)量的一大"公害"。具有傅立葉級(jí)數(shù)計(jì)算功能的控制器，除具有 常規(guī)的無(wú)功補(bǔ)償功能外，還具有50次以下諧波檢測(cè)的功能，能夠準(zhǔn)確的分析出 電網(wǎng)的無(wú)功分量及諧波性質(zhì)和次數(shù)，跟蹤好，補(bǔ)償準(zhǔn)確，改進(jìn)后的補(bǔ)償濾波裝 置減少了電網(wǎng)的污染，提高了電能質(zhì)量。


本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下附圖給出。 圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例。
如圖1所示，系統(tǒng)上電后，補(bǔ)償濾波控制器l通過(guò)電流互感器TAa， TAb， TAc對(duì)系統(tǒng)電流取樣，結(jié)合系統(tǒng)電壓，經(jīng)過(guò)傅立葉級(jí)數(shù)分析處理，計(jì)算出瞬時(shí)無(wú) 功功率及所含諧波次數(shù)，并與設(shè)定的無(wú)功功率及諧波含量投切門(mén)限比較，通過(guò) 補(bǔ)償濾波控制器1的補(bǔ)償輸出端子+V和1及控制器的濾波輸出端子+V和1向電 容投切執(zhí)行單元2的復(fù)合開(kāi)關(guān)裝置的控制端IN+、 IN-提供+12V的可控電壓，控 制電容投切執(zhí)行單元2快速投切電容。在投切中，補(bǔ)償濾波控制器l選擇與需 補(bǔ)償或?yàn)V波值最相接近的補(bǔ)償、濾波電容組3進(jìn)行優(yōu)化投切。
無(wú)功補(bǔ)償過(guò)程
當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，如電動(dòng)機(jī)等大量感性負(fù)載的投入運(yùn)行，電網(wǎng)的感性無(wú) 功分量增加，因?yàn)殡娋W(wǎng)的總?cè)萘抗潭?，因此有功分量相?duì)減小，電網(wǎng)的感性無(wú) 功電流分量也相應(yīng)的加大，有功電流分量相對(duì)減少，反應(yīng)到互感器TAa、 TAb、 Tac中的一次電流也發(fā)生了相應(yīng)的變化，與互感器二次相連接的補(bǔ)償濾波控制器 1中單片機(jī)檢測(cè)到的電流也相應(yīng)的變化，感性無(wú)功成分的加大，通過(guò)補(bǔ)償濾波控 制器1內(nèi)電腦芯片的分析運(yùn)算后，投入與感性無(wú)功大小最接近的補(bǔ)償電容組， 如補(bǔ)償濾波控制器1計(jì)算的感性無(wú)功為22KVAR，與所設(shè)定的補(bǔ)償容量相比較， 認(rèn)為補(bǔ)償組2號(hào)(20KVAR)比較接近電網(wǎng)補(bǔ)償值，所以補(bǔ)償濾波控制器1立刻 向補(bǔ)償組的2號(hào)復(fù)合開(kāi)關(guān)控制端輸出+12V電壓，復(fù)合開(kāi)關(guān)接通，把20KVAR的容 性無(wú)功輸入電網(wǎng)，抵消掉電網(wǎng)中的22KVAR的感性無(wú)功，最終達(dá)到提高功率因數(shù)
的目的。反之，當(dāng)電網(wǎng)的功率因數(shù)值大于設(shè)定值(如C0S(J) >0.95)時(shí)，補(bǔ)償濾 波控制器1根據(jù)補(bǔ)償?shù)亩嗌?，?shí)時(shí)跟蹤切掉最相近的補(bǔ)償電容組；為防止系統(tǒng) 震蕩及誤動(dòng)作，電路中加入了過(guò)濾器、門(mén)檻限制、數(shù)據(jù)處理等防范措施，最終 達(dá)到準(zhǔn)確、快速的補(bǔ)償目的； 濾波過(guò)程
當(dāng)電網(wǎng)中有非線性的負(fù)載投入運(yùn)行后，如變頻器、整流器等設(shè)備，這些設(shè) 備中的可控硅在換相期間會(huì)產(chǎn)生6N+1次諧波，這些諧波電流會(huì)通過(guò)互感器被補(bǔ) 償濾波控制器1檢測(cè)，經(jīng)補(bǔ)償濾波控制器1的傅立葉級(jí)數(shù)分解運(yùn)算處理后，分 析出所含諧波的次數(shù)或接近的諧波次數(shù)(如5次諧波)，然后投入所設(shè)置的濾除 5次諧波的電容器組"=5次)，如同時(shí)檢測(cè)到有7次諧波，則『7組的電容也 被投入，各自諧波含量小于設(shè)定值后，自行切除。
權(quán)利要求1、靜止無(wú)功補(bǔ)償器自動(dòng)投切復(fù)合控制裝置，其特征在于包括具有諧波測(cè)量，控制補(bǔ)償濾波電容投切的補(bǔ)償濾波控制器(1)，還包括由復(fù)合開(kāi)關(guān)構(gòu)成的電容投切執(zhí)行單元(2)，還包括由TSC動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和TSF動(dòng)態(tài)濾波構(gòu)成的補(bǔ)償、濾波電容組(3)；補(bǔ)償濾波控制器(1)的補(bǔ)償輸出端子和濾波輸出端子控制電容投切執(zhí)行單元(2)，補(bǔ)償濾波控制器(1)的電源端子和檢測(cè)端子分別與主回路電源和互感器相連，電容投切執(zhí)行單元(2)與補(bǔ)償、濾波電容組(3)的TSC動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和TSF動(dòng)態(tài)濾波相接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的靜止無(wú)功補(bǔ)償器自動(dòng)投切復(fù)合控制裝置，其特征 在于其所述的補(bǔ)償濾波控制器(1)具有傅立葉級(jí)數(shù)計(jì)算功能芯片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的靜止無(wú)功補(bǔ)償器自動(dòng)投切復(fù)合控制裝置，其特征 在于其所述的補(bǔ)償、濾波電容組(3) TSC動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和TSF動(dòng)態(tài)濾波容量均按 比例分配。
專利摘要一種用于電力系統(tǒng)中靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)自動(dòng)化技術(shù)的靜止無(wú)功補(bǔ)償器自動(dòng)投切復(fù)合控制裝置，它包括補(bǔ)償濾波控制器，還包括電容投切執(zhí)行單元，補(bǔ)償、濾波電容組；補(bǔ)償濾波控制器的補(bǔ)償輸出端子和濾波輸出端子控制電容投切執(zhí)行單元，補(bǔ)償濾波控制器的電源端子和檢測(cè)端子分別與主回路電源和互感器相連，電容投切執(zhí)行單元與補(bǔ)償、濾波電容組的TSC動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和TSF動(dòng)態(tài)濾波相接。本實(shí)用新型解決了投切電容器時(shí)接觸器觸點(diǎn)易燒結(jié)，產(chǎn)生諧波，涌流大的缺點(diǎn)及可控硅開(kāi)關(guān)有壓降，能耗大，抗干擾能力差的弊端；解決了單一的無(wú)功補(bǔ)償裝置諧波大時(shí)不投入，控制器易損壞，電容器易爆炸的缺點(diǎn)及單一的濾波裝置不能補(bǔ)償無(wú)功的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J3/18GK201061147SQ20072001361
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日
發(fā)明者田印福 申請(qǐng)人:中冶東北建設(shè)有限公司