專利名稱：無功功率補償器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電力工程領(lǐng)域，特別涉及一種無功功率補償器。
在現(xiàn)有的電力系統(tǒng)中，許多用電設(shè)備都是電感性的，系統(tǒng)自然功率因數(shù)過低。在相同的供電網(wǎng)絡(luò)中，如果功率因數(shù)低，將占用較多的發(fā)、供、配電設(shè)備容量，使電能不能充分有效的利用。為了禰補這類問題，工程上常采用在電路中并聯(lián)電容器的辦法補償無功功率，來提高功率因數(shù)，由于電容提供的無功功率Qc＝U2ωC，改變電容的量值就可以改變無功功率Qc的大小，達到提高功率因數(shù)的目的。所以目前國內(nèi)外廣泛采用的功率因數(shù)自動控制系統(tǒng)其原理就是用并入電容的方法來實現(xiàn)的，如附

圖1所示，功率因數(shù)檢測控制器根據(jù)檢測到的COSφ值來控制電容器并入的多少，使功率因數(shù)COSφ盡可能的穩(wěn)定在某一較高的給定值上。這種用并入電容的方法來提高功率因數(shù)COSφ，存在著投切電容時不可避免地產(chǎn)生巨大的涌流和半生電壓波動、暫態(tài)過度諧波以及操作過電壓等棘手的技術(shù)問題，為解決這些問題不得不采取相應(yīng)的技術(shù)措施，還要增加一些必要的設(shè)備；由于投切電容器是一組一組的，造成了功率因數(shù)控制的不連續(xù)性。
本實用新型的目的就是為了克服上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，實用性強的無功功率補償器。
為了完成上述任務(wù)，本實用新型是這樣實現(xiàn)的由于電容提供的無功功率Qc＝Uc2ωC，在給定電容的量值時，采用改變加在電容兩端的電壓，也可以改變無功功率Qc的大小，來達到提高功率因數(shù)的目的。
為達到這一目的，本實用新型的無功功率補償器是由補償變壓器、電容器、調(diào)壓器、功率因數(shù)控制器、調(diào)壓控制執(zhí)行器等構(gòu)成，補償變壓器輸出級串聯(lián)的接在電容器與電網(wǎng)之間，補償變壓器輸入級與調(diào)壓器輸出級聯(lián)接，調(diào)壓器的兩端分別和電網(wǎng)及參考零電位相連接。電容器也可以由若干個分電容器星接或角接構(gòu)成。補償變壓器的輸入級受調(diào)壓控制執(zhí)行器控制后，接入調(diào)壓器輸出級。功率因數(shù)控制器輸出端與調(diào)壓控制執(zhí)行器輸入端相連接；功率因數(shù)控制器的輸入端接在與電網(wǎng)連接的檢測元件上。
由于上述方案中電容器的一端接入了補償變壓器，電容器兩端的電壓Uc就是電網(wǎng)電壓U和補償變壓器輸出電壓ΔU的疊加，即Uc＝U+ΔU，當(dāng)電容器的電容量為某一給定值時，改變ΔU的大小和正負(fù)極性，就可以改變無功功率Qc＝Uc2ωC大小，達到提高功率因數(shù)COSφ的目的。這種采用調(diào)整電壓方式來改變補償?shù)臒o功功率，其電壓的調(diào)整具有相對的連續(xù)性，可保證功率因數(shù)的相對穩(wěn)定性。不產(chǎn)生涌流和半生電壓波動、過電壓以及暫態(tài)過度諧波等問題。
以下結(jié)合附圖進一步說明上述方案實施過程；圖1是目前使用中的無功功率補償原理示意圖；如圖1所示，功率因數(shù)控制器1根據(jù)檢測元件5提供的信號、測算出電網(wǎng)4當(dāng)中的功率因數(shù)后控制開關(guān)3，即控制電容器2的投切量來提高電網(wǎng)4中的功率因數(shù)COSφ。
圖2是本實用新型無功功率補償器的工作原理示意圖；如圖2所示，在電源提供630kAV的三相交流電網(wǎng)上，我們實測得到的功率因數(shù)僅為＝0.75，當(dāng)接入一個由100kAV補償變壓器1、三組30kvar電容器2、調(diào)壓器4、功率因數(shù)控制器5、調(diào)壓控制執(zhí)行器3等構(gòu)成的三相無功功率補償器后，就完全可以實際調(diào)整到功率因數(shù)cosφ＝0.98。實現(xiàn)這一過程我們采用了如圖2所示電路構(gòu)成的三相無功功率補償器，該補償器中的補償變壓器1三個輸出級的一端分別與三組30kvar的電容器2相連接，三組電容器2組成星接，星接點接在參考零電位上。補償變壓器1三個輸出級的另一端接入三相交流電網(wǎng)7，補償變壓器1的三個輸入級分別與調(diào)壓器4輸出端相聯(lián)接，其連接點受調(diào)壓控制執(zhí)行器3控制，調(diào)壓器4的三個輸入級兩端分別和三相電網(wǎng)7及參考零電位相連接。三相功率因數(shù)控制器5輸出端與調(diào)壓控制執(zhí)行器3相連接，輸入端通過檢測元件6與三相交流電網(wǎng)7相連接。其工作原理是當(dāng)給定功率因數(shù)控制器5某一設(shè)定的功率因數(shù)值時，功率因數(shù)控制器5通過對檢測元件6提供的信號進行數(shù)據(jù)處理，同時進行判斷，如果功率因數(shù)偏離某一設(shè)定值時，功率因數(shù)控制器5輸出一個信號給調(diào)壓控制執(zhí)行器3，調(diào)壓控制執(zhí)行器3根據(jù)這一信號來控制調(diào)壓器4輸出端提供給補償變壓器1輸入端的電壓，使無功功率Qc＝(U+ΔU)2ωC因ΔU的大小和正負(fù)極性變化而改變，達到提高功率因數(shù)的目的，并恒定在某一給定值上。
權(quán)利要求1.一種由補償變壓器、電容器、調(diào)壓器、功率因數(shù)控制器、調(diào)壓控制執(zhí)行器等構(gòu)成的無功功率補償器，其特征在于補償變壓器(1)輸出級串接在電容器(2)與電網(wǎng)(7)之間，補償變壓器(1)輸入級與調(diào)壓器(4)輸出級聯(lián)接，調(diào)壓器(4)輸入級兩端分別和電網(wǎng)(7)及參考零電位相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的無功功率補償器，其特征在于電容器(2)可由若干個分電容器星接或角接構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的無功功率補償器，其特征在于補償變壓器(1)輸入級接入調(diào)壓器(4)的輸出級時受調(diào)壓控制執(zhí)行器(3)的控制。
4.如權(quán)利要求1所述的無功功率補償器，其特征在于功率因數(shù)控制器(5)輸出端與調(diào)壓控制執(zhí)行器(3)相連接。
專利摘要本實用新型屬于電力工程領(lǐng)域,為了克服用并入電容器來提高功率因數(shù)的方法中,存在的投切電容時不可避免地產(chǎn)生巨大的涌流和半生電壓波動以及暫態(tài)過度諧波等棘手的技術(shù)問題,特提供一種設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、實用性強、可保證功率因數(shù)恒定在設(shè)定值上的無功功率補償器,本實用新型是由補償變壓器、電容器、調(diào)壓器、功率因數(shù)控制器、調(diào)壓控制執(zhí)行器等構(gòu)成。
文檔編號H02J3/18GK2388763SQ99218948
公開日2000年7月19日 申請日期1999年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月30日
發(fā)明者劉靜塵 申請人:劉靜塵