本實用新型涉及一種用于三相功率優(yōu)化裝置中的復用型電抗器投切模塊。

背景技術：

在我國的城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中，主要采用三相四線制的配電方式。由于用戶側存在著大量的單相有功負荷和無功負荷，而且用電不具有同時性，因此，一方面使線路中的無功電流增大，導致無功損耗增大；另一方面使三相配電變壓器處于不對稱的運行狀態(tài)，產(chǎn)生大量的負序電流和零序電流，這些負序電流和零序電流會嚴重污染電網(wǎng)，大大增加電網(wǎng)的功率損耗，增大變壓器的損耗，降低變壓器的出力，給配電網(wǎng)的安全運行帶來威脅。

現(xiàn)有三相功率優(yōu)化裝置大都采用電容補償?shù)姆绞窖a償負荷無功，提高功率因數(shù)，減少線路無功損耗，達到節(jié)約能耗的目的。但在有的實際應用場合，由于電容器過補償使功率因數(shù)為負值，且由于三相有功負荷不均衡使三相不平衡度較大。此時，如果采用相間跨接電容器的方式來轉移有功電流，達到三相有功平衡時，會向線路中輸送更多的容性無功，使得線路的無功過補償程度更加嚴重，功率因數(shù)降低（功率因數(shù)的絕對值減小），線路的無功損耗進一步增大，造成線路發(fā)熱嚴重，對臺區(qū)變壓器和用電設備的使用造成安全隱患。

本實用新型針對上述三相功率優(yōu)化裝置所存在的不足之處進行改進，設計了一種復用型電抗器投切模塊，該模塊由一個多抽頭電抗器和多個可控開關組成，通過控制不同可控開關的動作，使不同容量的電抗器接入三相交流電的相零之間或相相之間，若電抗器接入交流電的相零之間，則可以補償系統(tǒng)的感性無功功率，使系統(tǒng)過補償?shù)某潭葴p輕，功率因數(shù)絕對值增大；若電抗器接入交流電的相相之間，則可以轉移系統(tǒng)的有功電流，解決系統(tǒng)三相電流不平衡的問題。因此該模塊既可以通過補償系統(tǒng)中的感性無功電流，減小系統(tǒng)中的無功損耗；也可以通過在相間轉移有功電流，使三相有功電流達到平衡，實現(xiàn)功率優(yōu)化和節(jié)能降耗的目的。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的發(fā)明目的是為三相功率優(yōu)化裝置提供一種復用型電抗器投切模塊，該模塊用于出現(xiàn)無功功率過補償?shù)膱龊?，可以使不同容量的電抗器接入三相交流電的相零之間或相相之間，既能夠補償系統(tǒng)的感性無功功率，增大功率因數(shù)絕對值，減小系統(tǒng)中的無功損耗，又能夠轉移系統(tǒng)的有功電流，解決系統(tǒng)三相電流不平衡的問題，實現(xiàn)功率優(yōu)化和節(jié)能降耗的目的。

本實用新型具體通過如下技術手段實現(xiàn)其發(fā)明目的：復用型電抗器投切模塊，包括電抗器，10個可控開關K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10，控制器和驅動調(diào)理電路，其特征在于：所述電抗器包含6個抽頭L1、L1’、L2、L2’、L0、L0’，所述抽頭L1、L2分別通過所述可控開關K8、K7與所述可控開關K1、K2、K3的第一端連接，所述可控開關K1、K2、K3的第二端分別與三相四線交流電的A相、B相、C相連接，所述抽頭L1’,L2’分別通過所述可控開關K9、K10與所述可控開關K4、K5、K6的第一端連接，所述可控開關K4、K5、K6的第二端分別與三相四線交流電的B相、C相、N相連接，所述抽頭L0與所述抽頭L0’連接；所述控制器輸出10路驅動信號，經(jīng)過所述驅動調(diào)理電路處理之后，分別控制所述10個可控開關的斷開和閉合。

所述10個可控開關的初始狀態(tài)均為斷開狀態(tài)。

所述電抗器的抽頭L1、L1’對應第一種容量的繞組，L2、L2’ 對應第二種容量的繞組，同一時刻內(nèi)，第一種容量的繞組投入使用或第二種容量的繞組投入使用。

所述電抗器的鐵心由硅鋼片焊接而成，線圈為扁線立繞結構。

所述驅動調(diào)理電路對輸入的驅動信號進行處理，調(diào)整其波形、幅度、寬度、移相和重復頻率，并對其進行隔離，形成適合可控開關的驅動信號。

作為本實用新型的可選實施方式：所述可控開關元件均為復合開關，復合開關可以進行過零投切，可有效的避免投切過程中產(chǎn)生的浪涌電流和觸頭間拉弧的現(xiàn)象。

作為本實用新型的可選實施方式：所述可控開關元件均為同步開關，同步開關可以在開關接點兩端電壓為零的時刻閉合，從而實現(xiàn)電抗器的無涌流投入，在電流為零的時刻斷開，從而實現(xiàn)開關接點的無電弧分斷。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型具有如下有益效果：

本實用新型通過控制不同可控開關的動作，使不同容量的電抗器接入三相交流電的相零之間或相相之間，若電抗器接入交流電的相零之間，則可以補償系統(tǒng)的感性無功功率，若電抗器接入交流電的相相之間，則可以轉移系統(tǒng)的有功電流，解決系統(tǒng)三相電流不平衡的問題。因此該模塊既可以通過補償系統(tǒng)中的感性無功電流，減小系統(tǒng)的過補償容量，降低系統(tǒng)的無功損耗；也可以通過在相間轉移有功電流，使三相有功電流達到平衡，實現(xiàn)功率優(yōu)化和節(jié)能降耗的目的。

附圖說明

圖1為本實用新型較佳實施例的復用型電抗器投切模塊原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實施例的復用型電抗器投切模塊包括電抗器L，10個同步開關K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10，控制器和驅動調(diào)理電路。所述電抗器L包含6個抽頭L1、L1’、L2、L2’、L0、L0’，所述抽頭L1、L2分別通過所述可控開關K8、K7與所述同步開關K1、K2、K3的第一端連接，所述同步開關K1、K2、K3的第二端分別與三相四線交流電的A相、B相、C相連接，所述抽頭L1’,L2’分別通過所述同步開關K9、K10與所述同步開關K4、K5、K6的第一端連接，所述同步開關K4、K5、K6的第二端分別與三相四線交流電的B相、C相、N相連接，所述抽頭L0與所述抽頭L0’連接；所述控制器輸出10路驅動信號KDr1、KDr2、KDr3、KDr4、KDr5、KDr6、KDr7、KDr8、KDr9、KDr10，經(jīng)過所述驅動調(diào)理電路處理之后，分別控制所述10個同步開關的斷開和閉合。

本實施例的工作原理如下：

同步開關K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10的初始狀態(tài)均為斷開狀態(tài)。電抗器L的抽頭L1，L1’對應第一種容量的繞組，抽頭L2，L2’對應第二種容量的繞組，同一時刻該模塊只能接入一種容量的繞組。

若進行A相感性無功補償，則控制器首先輸出驅動信號KDr1和KDr6，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K1和K6閉合；然后根據(jù)實際的需求選擇投入不同容量的電抗器：若需要投入第一種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr8和KDr9，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K8和K9閉合，此時電抗器抽頭L1，L1’對應容量的繞組接入交流A相與零線N之間；若需要投入第二種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr7和KDr10，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K7和K10閉合，此時電抗器抽頭L2，L2’對應容量的繞組接入交流A相與零線N之間。

若進行B相感性無功補償，則控制器首先輸出驅動信號KDr2和KDr6，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K2和K6閉合；然后根據(jù)實際的需求選擇投入不同容量的電抗器：若需要投入第一種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr8和KDr9，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K8和K9閉合，此時電抗器抽頭L1，L1’對應容量的繞組接入交流A相與零線N之間；若需要投入第二種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr7和KDr10，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K7和K10閉合，此時電抗器抽頭L2，L2’對應容量的繞組接入交流A相與零線N之間。

若進行C相感性無功補償，則控制器首先輸出驅動信號KDr3和KDr6，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K3和K6閉合；然后根據(jù)實際的需求選擇投入不同容量的電抗器：若需要投入第一種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr8和KDr9，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K8和K9閉合，此時電抗器抽頭L1，L1’對應容量的繞組接入交流A相與零線N之間；若需要投入第二種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr7和KDr10，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K7和K10閉合，此時電抗器抽頭L2，L2’對應容量的繞組接入交流A相與零線N之間。

若進行三相電流不平衡調(diào)節(jié)，當需要在A相和B相之間轉移有功電流時，則控制器首先輸出驅動信號KDr1和KDr4，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K1和K4閉合；然后根據(jù)實際的需求選擇投入不同容量的電抗器：若需要投入第一種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr8和KDr9，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K8和K9閉合，此時電抗器抽頭L1，L1’對應容量的繞組接入交流A相與交流B相之間；若需要投入第二種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr7和KDr10，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K7和K10閉合，此時電抗器抽頭L2，L2’對應容量的繞組接入交流A相與交流B相之間。

若進行三相電流不平衡調(diào)節(jié)，當需要在B相和C相之間轉移有功電流時，則控制器首先輸出驅動信號KDr2和KDr5，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K2和K5閉合；然后根據(jù)實際的需求選擇投入不同容量的電抗器：若需要投入第一種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr8和KDr9，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K8和K9閉合，此時電抗器抽頭L1，L1’對應容量的繞組接入交流B相與交流C相之間；若需要投入第二種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr7和KDr10，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K7和K10閉合，此時電抗器抽頭L2，L2’對應容量的繞組接入交流B相與交流C相之間。

若進行三相電流不平衡調(diào)節(jié)，當需要在A相和C相之間轉移有功電流時，則控制器首先輸出驅動信號KDr1和KDr5，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K1和K5閉合；然后根據(jù)實際的需求選擇投入不同容量的電抗器：若需要投入第一種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr8和KDr9，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K8和K9閉合，此時電抗器抽頭L1，L1’對應容量的繞組接入交流A相與交流C相之間；若需要投入第二種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr7和KDr10，經(jīng)過驅動調(diào)理電路處理之后，驅動同步開關K7和K10閉合，此時電抗器抽頭L2，L2’對應容量的繞組接入交流A相與交流C相之間。