抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無功補(bǔ)償裝置，尤其是涉及抗諧波無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電力電子設(shè)備的應(yīng)用日趨普遍，電力電子裝置在生產(chǎn)過程中是必不可少的，如個(gè)人電腦，空調(diào)設(shè)備、照明機(jī)器、電梯、直流電動(dòng)機(jī)、變頻器、中頻感應(yīng)爐、醫(yī)療設(shè)備等。這些非線性用電設(shè)備所產(chǎn)生的諧波，它可以導(dǎo)致電能浪費(fèi)、降低系統(tǒng)容量、加速設(shè)備老化、降低生產(chǎn)率，可以導(dǎo)致配電系統(tǒng)本身或連接在該系統(tǒng)上的其他設(shè)備發(fā)生故障。在諧波嚴(yán)重的場合，普通的電容無功功率補(bǔ)償裝置及現(xiàn)在低壓配電網(wǎng)常用的動(dòng)態(tài)電容無功補(bǔ)償裝置不具備濾波功能，不僅對民用電低壓配電網(wǎng)的諧波無抑制作用，而且會(huì)對諧波其放大作用增大了諧波干擾系數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上訴技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置，其主要針對低壓配電的諧波特性，完成無功補(bǔ)償兼濾除諧波的作用，其特點(diǎn)是提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，改善了電網(wǎng)電壓質(zhì)量，穩(wěn)定了設(shè)備運(yùn)行。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置包括斷路器模塊、電流互感器模塊、動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)模塊、電抗模塊、諧波保護(hù)器模塊、投切信號(hào)輸入端子模塊和補(bǔ)償電容模塊及散熱風(fēng)扇相連接組成。
[0005]采用的技術(shù)方案是這樣的，低壓母線輸入的380V三相四線制電壓接入微型斷路器4，微型斷路器4的輸出一路送入電流互感器5，另一路送入諧波保護(hù)器3，并接入一個(gè)380V交流散熱風(fēng)扇9 ;然后380V交流電通過電流互感器5接入到動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)6，經(jīng)過電抗器7接入補(bǔ)償電力電容器8上完成一次回路連接；外部12V投切信號(hào)接入到控制信號(hào)接線端子1上，經(jīng)過諧波保護(hù)器3的常閉觸點(diǎn)最終接入到動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)6的控制信號(hào)端，以此控制動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)9的開啟和關(guān)斷，從而完成電容器的投入和切除；諧波保護(hù)器3通過采樣電流互感器5和微型斷路器4接入的交流電信號(hào)，從而計(jì)算出該回路的諧波和電流大小，且通過顯示屏2實(shí)時(shí)顯示屏該回路的電流、諧波次數(shù)和相關(guān)的報(bào)警操作，諧波保護(hù)器3通實(shí)時(shí)過采樣值與內(nèi)部的所設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行比對，作出相應(yīng)的報(bào)警和過流、超諧波保護(hù)、過流或者超諧波都會(huì)使投入的12V控制信號(hào)斷開，使回路不投入電力電容器8。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:
1、抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置節(jié)約設(shè)備的安裝空間，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡潔、方便維護(hù)，提高無功補(bǔ)償裝置的可靠性、安全性，降低維護(hù)技術(shù)難度。
[0007]2、借助于無功補(bǔ)償裝置提供必要的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量，穩(wěn)定設(shè)備運(yùn)行，在提高電網(wǎng)供電效率，改善電能質(zhì)量的同時(shí)，有效地將負(fù)載產(chǎn)生的諧波加以濾除，從而將民用電低壓配電網(wǎng)的諧波抑制在國標(biāo)允許范圍內(nèi)，避免諧波電流對供電設(shè)備產(chǎn)生的危害，提高民用電低壓配電網(wǎng)的電能質(zhì)量和電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
[0008]3、采用積木式集成方式，將多個(gè)獨(dú)立運(yùn)行單元有機(jī)的融入一體，安放在一個(gè)控制箱里面，極大方便了施工現(xiàn)場的安裝配線及維護(hù)維修，有效減小了安裝體積。
【附圖說明】
[0009]圖1:抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置系統(tǒng)框圖。
[0010]圖2:抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置諧波保護(hù)器電原理框圖。
[0011]圖3:抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置內(nèi)部連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]圖1是抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置系統(tǒng)框圖，抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置包括有微型斷路器、電流互感器、動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)、電抗器、電力電容器、諧波保護(hù)器、顯示屏、控制信號(hào)接線端子和380V散熱風(fēng)扇組成。在圖1中諧波保護(hù)器3起著重要的作用，它通過電流互感器5監(jiān)測模塊的總電流及諧波電流；當(dāng)總電流超出設(shè)定值、三相電流不平衡和總諧波超限時(shí)通過諧波保護(hù)器3內(nèi)部繼電器斷開控制信號(hào)接線端子進(jìn)來的12V投入信號(hào)，同時(shí)輸出控制信號(hào)斷開動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)6從而將電力電容器8斷開，從而起到過流、電流不平衡、諧波超限保護(hù)。
[0013]圖1中動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)特點(diǎn):動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)是用可控硅來控制的，因此不會(huì)有火花，彌補(bǔ)了觸點(diǎn)開關(guān)復(fù)合時(shí)有火花的不足，避免因電流過大出現(xiàn)火花或在高電壓電路中擊穿空氣，造成誤動(dòng)作。動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)在電壓過零導(dǎo)通；電流過零切除；響應(yīng)速度快(^ 10ms);并具有溫度自主保護(hù)。
[0014]整機(jī)工作流程:低壓母線輸入380V交流三相四線制電壓通過微型斷路器4接入到抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置，當(dāng)外部12V投入信號(hào)通過控制信號(hào)接線端子接入到諧波保護(hù)器的繼電器輸出點(diǎn)上再將信號(hào)提供給動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)，使其動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)導(dǎo)通，三相電壓再通過電抗器接入到電容器上，完成一次電容投入。電抗器用于消除電路中的諧波，諧波保護(hù)器通過電流互感器檢測其系統(tǒng)總的諧波及電流大小，當(dāng)超出我們設(shè)置的規(guī)定值時(shí)其輸出繼電器斷開12V投入信號(hào)，從而斷開動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)切除其電路中的電力電容器，完成保護(hù)操作。
[0015]圖2是抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置諧波保護(hù)器電原理框圖，諧波保護(hù)器的工作流程如下:220V交流電壓輸入到變壓器，通過變壓器將220V交流電壓電壓降為5V低壓交流電壓，5V低壓交流電壓通過整流濾波輸入到3.3V直流穩(wěn)壓模塊，將電壓轉(zhuǎn)為穩(wěn)定的3.3V直流電壓，為后面的各個(gè)外圍模塊提供電源，同時(shí)也為主控MCU提供電源；MCU通過電流互感器和三相交流電壓采樣模塊采集電流和電壓，并通過分析計(jì)算得到其回路中的諧波量；MCU通過外圍按鍵查看電流電壓和諧波量，且通過它修改其內(nèi)部參數(shù)，使我們能夠很方便的設(shè)置需要保護(hù)的功能。MCU將采集到得電流和電壓以及諧波量和當(dāng)前的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)的通過顯示模塊顯示出來，方便我們查閱和及時(shí)維護(hù)出現(xiàn)故障的元器件；MCU也可以將以上參數(shù)通過485通訊模塊上傳到我們的個(gè)人計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；當(dāng)電流過流和三相不平衡及其諧波超量作出保護(hù)時(shí)，MCU將控制繼電器保護(hù)模塊工作，斷開外部信號(hào)，避免其元件損壞造成嚴(yán)重后果。
[0016]圖3是抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置內(nèi)部連接圖，整個(gè)模塊安裝在一個(gè)控制箱中，安裝靈活、維修方便、操作簡單本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)，雖然本發(fā)明己通過有關(guān)的實(shí)施案例進(jìn)行了圖示和描述，但是，本專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可作形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣變化，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置，其特征在于:低壓母線輸入的380V三相四線制電壓接入微型斷路器(4)，微型斷路器(4)的輸出一路送入電流互感器(5)，另一路送入諧波保護(hù)器(3)，并接入一個(gè)380V交流散熱風(fēng)扇(9);然后380V交流電通過電流互感器(5)接入到動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)(6)，經(jīng)過電抗器(7)接入補(bǔ)償電力電容器(8)上完成一次回路連接；外部12V投切信號(hào)接入到控制信號(hào)接線端子(1)上，經(jīng)過諧波保護(hù)器(3)的常閉觸點(diǎn)最終接入到動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)(6)的控制信號(hào)端，以此控制動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)(9)的開啟和關(guān)斷，從而完成電容器的投入和切除。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置，其特征在于:諧波保護(hù)器(3)通過采樣電流互感器(5)和微型斷路器(4)接入的交流電信號(hào)，從而計(jì)算出該回路的諧波和電流大小，且通過顯示屏(2)實(shí)時(shí)顯示屏該回路的電流、諧波次數(shù)和相關(guān)的報(bào)警操作，諧波保護(hù)器(3)通實(shí)時(shí)過采樣值與內(nèi)部的所設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行比對，作出相應(yīng)的報(bào)警和過流、超諧波保護(hù)、過流或者超諧波都會(huì)使投入的12V控制信號(hào)斷開，使回路不投入電力電容器(8)0
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無功補(bǔ)償裝置，尤其是涉及抗諧波無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。抗諧波無功補(bǔ)償電容模塊裝置包括斷路器模塊、電流互感器模塊、動(dòng)態(tài)無觸點(diǎn)開關(guān)模塊、電抗模塊、諧波保護(hù)器模塊、投切信號(hào)輸入端子模塊和補(bǔ)償電容模塊及散熱風(fēng)扇相連接組成。它能提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量，穩(wěn)定設(shè)備運(yùn)行,在提高電網(wǎng)供電效率，改善電能質(zhì)量的同時(shí)，有效地將負(fù)載產(chǎn)生的諧波加以濾除，從而將民用電低壓配電網(wǎng)的諧波抑制在國標(biāo)允許范圍內(nèi)，避免諧波電流對供電設(shè)備產(chǎn)生的危害，提高民用電低壓配電網(wǎng)的電能質(zhì)量和電網(wǎng)的安全，同時(shí)它能有效節(jié)約設(shè)備的安裝空間，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡潔、方便維護(hù)，提高無功補(bǔ)償裝置的可靠性、安全性，降低維護(hù)技術(shù)難度。
【IPC分類】H02J3/18, H02J3/01
【公開號(hào)】CN105281333
【申請?zhí)枴緾N201410335698
【發(fā)明人】陳軍, 馮偉, 楊波, 杜春榮, 胡濤
【申請人】重慶瑞升康博電氣有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年7月15日