專利名稱：磁閥式可控電抗器型svc動態(tài)無功補償裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種電網(wǎng)動態(tài)無功調(diào)節(jié)裝置。特別磁閥式可控電抗器型的電網(wǎng)動態(tài)無功 調(diào)節(jié)裝置。
背景技術：
目前，有級投切電容器補償設備實現(xiàn)了跟蹤負荷變化動態(tài)補償無功功率，但其補償特性 并不平滑，補償精度也不高。因此，該類補償設備主要適用于負荷變化相對較平穩(wěn)，補償精 度要求不高的場合。對于負荷波動大的用電負載，有級投切電容器補償設備的跟隨效果較差，
不能夠?qū)崿F(xiàn)完全連續(xù)的動態(tài)補償。TCR型SVC經(jīng)過不斷的發(fā)展，成為主要應用的動態(tài)無功 補償設備，解決了大量的動態(tài)無功補償問題，它以響應速度快，技術相對成熟以及可控硅 (SCR)器件可靠性高于開關斷晶閘管(GTO)、電力晶體管(IGBT、 IGCT)等。但是，即 使經(jīng)過了 20多年以來的發(fā)展，還是無法擺脫自身難以克服的固有缺陷，阻礙了它廣泛推廣 應用的步伐，歸納起來存在如下不足1、可靠性、穩(wěn)定性不高；2、運行時產(chǎn)生的諧波污 染嚴重；3、設備復雜，造價高；4、體積龐大，增加建設費用；5、維護工作量大，運行費 用高。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是為了解決上述技術問題，提出一種磁閥式可控電抗器型svc動態(tài)
無功補償裝置。該裝置各項性能更好更穩(wěn)定，制作和運行成本低。
本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的磁閥式可控電抗器型電網(wǎng)無功調(diào)節(jié)裝 置，設有電容器和固定電抗器組支路即FC支路和可調(diào)電抗器支路，F(xiàn)C支路由電流互感器和 固定電感器和電容器組構成；可調(diào)電抗器支路由電流互感器和可調(diào)電抗器構成，其特征在于 所述可調(diào)電抗器為磁閥式可控電抗器MCR，所述可調(diào)電抗器支路為MCR支路，主接線由供 電系統(tǒng)母線通過補償出線開關與補償母線供電連接，MCR支路和FC支路通過各自的隔離開 關與補償母線連接；另外設有二次控制回路，由MCR支路控制保護系統(tǒng)、FC支路保護系統(tǒng) 和控制電源系統(tǒng)組成；
MCR支路控制保護系統(tǒng)由控制保護部件、勵磁部件和監(jiān)控部件構成，所述控制保護部 件設有CPU控制器、數(shù)據(jù)采樣單元、通訊單元、數(shù)據(jù)輸入單元DI、數(shù)據(jù)輸出單元DO、光電接口主控CPU及相應外圍電路；所述監(jiān)控部件設有上位監(jiān)控機、顯示單元、打印機；所 述上位監(jiān)控機與控制保護部件的通訊單元連接；所述勵磁部分由光電接口電路、脈沖電路、
驅(qū)動放大電路和可控硅組成；該光電接口電路與所述光電接口連接；連接負載開關的電流互 感器d、連接供電系統(tǒng)母線的電壓互感器a和連接補償母線的電流互感器c與MCR支路控制 保護系統(tǒng)的控制保護部件的數(shù)據(jù)采集單元信號連接；電流互感器c和電壓互感器b與勵磁部 件的脈沖電路信號連接；
FC支路保護系統(tǒng)設有數(shù)據(jù)采集單元、CPU和保護輸出單元；連接供電系統(tǒng)母線和補償 母線的電流互感器a、 b和連接電容器組的放電線圈與所述數(shù)據(jù)采集單元信號連接。
其工作原理是FC支路向系統(tǒng)提供固定容性無功，MCR支路則按系統(tǒng)負荷變化吸收多 余容性無功，使系統(tǒng)感性和容性無功趨于平衡。FC支路與MCR支路可共用一套出線柜，各 支路設置的隔離開關供檢修或停用時與系統(tǒng)隔離。系統(tǒng)母線電壓互感器，用來檢測系統(tǒng)母線 電壓值；補償母線電壓互感器，用來檢測補償母線電壓信號，供MCR支路作觸發(fā)脈沖同步 信號使用。各支路均配備過流保護檢測用的電流互感器。出現(xiàn)保護故障時，控制保護系統(tǒng)首 先通過保護輸出向補償出線開關發(fā)送分閘指令，然后再通過通訊接口向監(jiān)控部分上傳保護、 報警信息。
本實用新型具有以下優(yōu)點1、可靠性、穩(wěn)定性高；2、運行時很少產(chǎn)生的諧波污染；3、 設備結構較為簡單，造價低；4、體積較小，節(jié)省建設費用；5、維護工作簡便，運行費用低。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明實施例磁閥式可控電抗器型電 網(wǎng)無功調(diào)節(jié)裝置，設有電容器和固定電抗器組支路即FC支路和可調(diào)電抗器支路，F(xiàn)C支路由 電流互感器和固定電感器和電容器組構成；可調(diào)電抗器支路由電流互感器和可調(diào)電抗器構 成，其特征在于所述可調(diào)電抗器為磁閥式可控電抗器MCR，所述可調(diào)電抗器支路為MCR
支路，主接線由供電系統(tǒng)母線通過補償出線開關與補償母線供電連接，MCR支路和FC支路 通過各自的隔離開關與補償母線連接。另外設有二次控制回路，由MCR支路控制保護系統(tǒng)、 FC支路保護系統(tǒng)和控制電源系統(tǒng)組成。
FC支路保護系統(tǒng)是一個以80C196芯片為核心的微機保護單元，其內(nèi)部主要由數(shù)據(jù)采集、 CPU和保護輸出等電路組成；通過采集FC支路和補償出線柜電流和FC支路零序電壓(也可采集不平衡電流、差壓等電容器保護信號)，按各種保護算法實現(xiàn)FC支路過流一段、過流 二段、補償出線柜過流一段、過流二段、不平衡電壓(零序電壓)、不平衡電流等保護功能。 出現(xiàn)保護故障時，微機保護單元首先通過保護輸出向補償出線開關發(fā)送分閘指令，然后再通 過RS232、 RS485以及CAN總線等通訊接口向監(jiān)控部分上傳保護、報警信息。
MCR支路控制保護系統(tǒng)由控制保護部件、勵磁部件和監(jiān)控部件構成
控制保護部件是一個基于80C196芯片的多CPU控制器，分別由數(shù)據(jù)采集CPU、通訊 CPU、主控CPU及相應外圍電路組成，相互間通過多口RAM實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；控制算法以及 保護邏輯由主控CPU實現(xiàn)，系統(tǒng)參數(shù)(電壓、電流、有功、無功、功率因數(shù)等等)采集、 計算由數(shù)據(jù)采集CPU實現(xiàn)；專門負責通訊的CPU用來與上位監(jiān)控機和其他監(jiān)控系統(tǒng)交換數(shù) 據(jù)，提供了RS232、 RS485以及CAN總線等通訊接口 ，便于實現(xiàn)無人值守和遠程控制。系 統(tǒng)具有高度的可靠性、穩(wěn)定性，而且運算速度快，能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的控制算法。其大致工作原 理是首先，由數(shù)據(jù)采集CPU采集到系統(tǒng)母線電壓、負載電流和MCR支路電流模擬量信號， 經(jīng)A/D轉換并計算出系統(tǒng)功率因數(shù)、有功和無功功率等實時值，存儲于多口RAM中；主控 CPU按程序要求從RAM中讀取所需參數(shù)；經(jīng)過控制算法的計算，得出可控硅觸發(fā)角給定值； 再經(jīng)過電光轉換接口轉換為光信號，通過光纖傳送到MCR現(xiàn)場控制箱內(nèi)的勵磁部分。其次， 勵磁部分再將觸發(fā)脈沖和可控硅的工作情況轉換為光電信號回傳給控制保護部分，用以實現(xiàn) 對勵磁部分的狀態(tài)監(jiān)測?？刂票Ｗo器的自動運行模式判斷和保護輸出由圖中DI、 DO部分承 擔。在控制算法上可按不同要求實現(xiàn)分相控制、三相控制、閃變治理、功率因數(shù)控制、無功 控制、恒電壓控制。
勵磁部分由光電接口電路、觸發(fā)脈沖電路、脈沖放大電路和可控硅組成；光電接口電路 接收到光給定信號后，經(jīng)光電轉換生成模擬量給定信號，形成控制可控硅導通角的觸發(fā)脈沖， 再將信號進行整形放大，對可控硅的導通狀態(tài)進行移相控制，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)節(jié)MCR支路感性 無功電流的目的。
監(jiān)控部分由上位監(jiān)控機、人機顯示界面和其他相應終端器件構成；上位監(jiān)控機可選擇工 控機、工業(yè)平板計算機和觸摸屏。通過RS232、 RS485以及CAN總線等通訊接口，與控制 保護器的通訊CPU單元連接，上傳或下載在各種數(shù)據(jù)。上位監(jiān)控軟件運行于Windows XP操 作系統(tǒng)，具有良好的人機界面，配置鍵盤、鼠標、打印機等外設。實現(xiàn)了系統(tǒng)參數(shù)設置、運 行狀態(tài)實時監(jiān)測、運行趨勢顯示、保護報警信息及處理、歷史數(shù)據(jù)査詢和運行報表打印等各 種功能?？梢詫ο到y(tǒng)的電能質(zhì)量(包括電壓、電流瞬時值，電壓、電流有效值，有功功率，無功功率，有功電度，無功電度，功率因數(shù)，電流1 41次諧波，電壓1 41次諧波，電壓閃變， 電壓、電流不平衡，電壓跌落，電壓過高，電壓丟失等)進行實時、連續(xù)的監(jiān)測。
權利要求1、一種磁閥式可控電抗器型SVC動態(tài)無功補償裝置，設有電容器和固定電抗器組支路即FC支路和可調(diào)電抗器支路，F(xiàn)C支路由電流互感器、固定電感器和電容器組構成；可調(diào)電抗器支路由電流互感器和可調(diào)電抗器構成，其特征在于所述可調(diào)電抗器為磁閥式可控電抗器MCR，所述可調(diào)電抗器支路為MCR支路，主接線由供電系統(tǒng)母線通過補償出線開關與補償母線供電連接，MCR支路和FC支路通過各自的隔離開關與補償母線連接；另外設有二次控制回路，該二次控制回路由MCR支路控制保護系統(tǒng)、FC支路保護系統(tǒng)和控制電源系統(tǒng)組成；MCR支路控制保護系統(tǒng)由控制保護部件、勵磁部件和監(jiān)控部件構成，所述控制保護部件設有CPU控制器、數(shù)據(jù)采樣單元、通訊單元、數(shù)據(jù)輸入單元DI、數(shù)據(jù)輸出單元DO、光電接口主控CPU及相應外圍電路；所述監(jiān)控部件設有上位監(jiān)控機、顯示單元、打印機；所述上位監(jiān)控機與控制保護部件的通訊單元連接；所述勵磁部分由光電接口電路、脈沖電路、驅(qū)動放大電路和可控硅組成；該光電接口電路與所述的光電接口連接；連接負載開關的電流互感器d、連接供電系統(tǒng)母線的電壓互感器a和連接補償母線的電流互感器c與MCR支路控制保護系統(tǒng)的控制保護部件的數(shù)據(jù)采集單元信號連接；電流互感器c和電壓互感器b與勵磁部件的脈沖電路信號連接；FC支路保護系統(tǒng)設有數(shù)據(jù)采集單元、CPU和保護輸出單元；連接供電系統(tǒng)母線的電流互感器a、連接補償母線的電流互感器b和連接電容器組的放電線圈與所述數(shù)據(jù)采集單元信號連接。
專利摘要本實用新型公開了一種磁閥式可控電抗器型SVC動態(tài)無功補償裝置，設有電容器和固定電抗器組支路即FC支路和可調(diào)電抗器支路，F(xiàn)C支路由電流互感器和固定電感器和電容器組構成；可調(diào)電抗器支路由電流互感器和可調(diào)電抗器構成，其特征在于所述可調(diào)電抗器為磁閥式可控電抗器MCR，主接線由供電系統(tǒng)母線通過補償出線開關與補償母線供電連接，MCR支路和FC支路通過各自的隔離開關與補償母線連接。另外設有二次控制回路，由MCR支路控制保護系統(tǒng)、FC支路保護系統(tǒng)組成。本實用新型適用于電網(wǎng)的動態(tài)無功調(diào)節(jié)，結構簡單，制作和運行成本低，操作維護簡便，性能更好，并且穩(wěn)定可靠。
文檔編號H02J3/18GK201282340SQ20082013570
公開日2009年7月29日 申請日期2008年10月7日 優(yōu)先權日2008年10月7日
發(fā)明者輝 王, 王興明, 王運虎 申請人:王運虎