一種新型配電網無功補償裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型配電網無功補償裝置，包括傳感器單元、采集傳輸控制器、動態(tài)功率因數補償控制器、電力電容器單元、可控硅開關單元，所述采集傳輸控制器的輸入端連接有傳感器單元和動態(tài)功率因數補償控制器，采集傳輸控制器輸出端連接有動態(tài)功率因數補償控制器，所述動態(tài)功率因數補償控制器的輸出端連接有電力電容器單元和可控硅開關單元。本發(fā)明不會產生振蕩現象，又能兼顧補償效果，且補償精度高。
【專利說明】
一種新型配電網無功補償裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及無功補償裝置技術領域，更具體的說涉及一種配電網無功補償裝置。
【背景技術】
[0002]靜止式電容柜是低壓電力配電系統(tǒng)常用的無功功率補償裝置，無功補償控制器是其核心控制部分。老式的無功補償控制器多數是以COS Φ作為投切電力電容的唯一判斷依據，即分別設定投入門限和切除門限的COSCi)值，如果測量出當前的配電網功率因數小于投入門限則投入電容器，若大于切除門限則切除電容器。但是COS Φ作為投切電力電容的唯一判據，有很多不足之處。比如當三相無功不平衡時，電容補償無法分別滿足各相的無功需求;在小電流(負荷較輕)時，容易出現電容器振蕩投切等情況，現有無功補償裝置存在精度不高、容易振蕩投切以及電容柜在諧波狀況下電容支路易損壞等現象。因此，針對現有技術存在的問題予以改進。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的就是針對現有技術之不足，而提供一種新型配電網無功補償裝置，其不會產生振蕩現象，又能兼顧補償效果，且補償精度高。
[0004]本發(fā)明的技術解決措施如下:
[0005]—種新型配電網無功補償裝置，包括傳感器單元、采集傳輸控制器、動態(tài)功率因數補償控制器、電力電容器單元、可控硅開關單元，所述采集傳輸控制器的輸入端連接有傳感器單元和動態(tài)功率因數補償控制器，采集傳輸控制器輸出端連接有動態(tài)功率因數補償控制器，所述動態(tài)功率因數補償控制器的輸出端連接有電力電容器單元和可控硅開關單元，其中，所述傳感器單元將配電網的電流、電壓、溫度、功率等參數變成采集傳輸控制器所能識別的信號，傳送給所述采集傳輸控制器，采集傳輸控制器接收到所述傳感器單元的信號后，將所接收到的信號與預設在采集傳輸控制器內的目標值進行比較，并將比較后的結果發(fā)送至動態(tài)功率因數補償控制器，動態(tài)功率因數補償控制器根據配電網電壓與電流的相位差來判斷電力電容器單元和可控硅開關單元的投切狀態(tài)及投切極數。所述動態(tài)功率因數補償控制器由主電路和控制電路組成，主電路包括預充電兼鉗位電路、主自動開關和三角接補償電容電路，能抑制裝置投入和斷開時的沖擊電流和過電壓;控制電路包括電壓過零信號電路、無功電流采樣電路、微計算機、晶閘管觸發(fā)電路、開關操作聯(lián)動按鈕和電容組狀態(tài)設定開關。
[0006]作為上述技術方案的優(yōu)選，所述的電力電容器單元內的電容器采用晶閘管投切電容器TSC，所述TSC是利用在電路中并聯(lián)地接入或切除電容來實現系統(tǒng)無功功率平衡。
[0007]作為上述技術方案的優(yōu)選，所述的TSC的工作流程為，首先對配電網的電壓、電流等電參量采樣，然后對所述電壓、電流、無功功率等電參量進行分析計算并根據控制策略來判斷電容投切，將投切電容后所在配電網的各個參數出現的相應變化量反饋到電壓、電流等電參量的采樣中。
[0008]作為上述技術方案的優(yōu)選，所述的TSC的動態(tài)響應時間約為0.01-0.02s。
[0009]作為上述技術方案的優(yōu)選，所述的采集傳輸控制器能夠將動態(tài)功率因數補償控制器的工作狀態(tài)及相關參數通過傳輸媒體傳輸給終端計算機，達到全局網無功功率平衡補償的目的。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:通過傳感器單元將配電網的電流、電壓、溫度、功率等參數的信息傳送給所述采集傳輸控制器，采集傳輸控制器接收到后，將所接收到的信息與預設在采集傳輸控制器內的目標值進行比較，并將比較后的結果發(fā)送至動態(tài)功率因數補償控制器，動態(tài)功率因數補償控制器根據配電網電壓與電流的相位差來判斷電力電容器單元和可控硅開關單元的投切狀態(tài)及投切極數。
[0011]本發(fā)明根據配電網每相所缺的無功容量來確定該相投入電容數量，根據配電網富余無功來切除電容。在運行中既能保證線路系統(tǒng)穩(wěn)定，無振蕩現象出現，又能兼顧補償效果，將補償裝置是效果發(fā)揮到最佳。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它附圖。
[0013]圖1為本發(fā)明的結構框圖；
[0014]圖2為本發(fā)明中TSC的工作流程圖；
[0015]圖3為本發(fā)明中TSC的結構圖；
[0016]圖4為本發(fā)明中TSC的電路圖。
[0017]圖中，10-傳感器單元；20-采集傳輸控制器;30-動態(tài)功率因數補償控制器;40-電力電容器單元;50-可控硅開關單元。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019]見圖1所示，一種新型配電網無功補償裝置，包括傳感器單元10、采集傳輸控制器20、動態(tài)功率因數補償控制器30、電力電容器單元40、可控硅開關單元50，所述采集傳輸控制器20的輸入端連接有傳感器單元10和動態(tài)功率因數補償控制器30，采集傳輸控制器20輸出端連接有動態(tài)功率因數補償控制器30，所述動態(tài)功率因數補償控制器30的輸出端連接有電力電容器單元40和可控硅開關單元50 ο所述傳感器單元10將配電網的電流、電壓、溫度、功率等參數變成采集傳輸控制器20所能識別的信號，一般為O?5VDC輸入，以便采集傳輸控制器20對其進行分析、計算，根據分析計算結果，發(fā)出相對應的控制信息。采集傳輸控制器20是裝于變壓器臺區(qū)內的一臺主控機，它能同時采集六十四路模擬量或數字量，進行電量計量、遠程供/停電控制、竊電報警等操作，同時還能與動態(tài)功率因數補償控制器30相配合，將動態(tài)功率因數補償控制器30的工作狀態(tài)及相關參數通過傳輸媒體傳輸給終端計算機，達到全局網無功功率平衡補償的目的。動態(tài)功率因數補償控制器30根據配電網電壓與電流的相位差來判斷電力電容器單元40和可控硅開關單元50的投切狀態(tài)及投切極數，通過改變投切極數來改變無功電流大小而達到改變的目的。電力電容器單元40及可控硅開關單元50是與動態(tài)功率因數補償控制器30相配合，完成動態(tài)功率因數補償的一種附屬組件，所述電力電容器單元40和可控硅開關單元50能根據動態(tài)功率因數補償控制器30所發(fā)出的控制信息完成相關的投切動作。所述動態(tài)功率因數補償控制器(30)由主電路和控制電路組成，主電路包括預充電兼鉗位電路、主自動開關和三角接補償電容電路，能抑制裝置投入和斷開時的沖擊電流和過電壓;控制電路包括電壓過零信號電路、無功電流采樣電路、微計算機、晶閘管觸發(fā)電路、開關操作聯(lián)動按鈕和電容組狀態(tài)設定開關。
[0020]所述電力電容器單元40內的電容器采用晶閘管投切電容器TSC，所述TSC是利用在電路中并聯(lián)地接入或切除電容來實現系統(tǒng)無功功率平衡。見圖2所示，所述TSC的工作流程為，首先對配電網的電壓、電流等電參量采樣，然后對所述電壓、電流、無功功率等電參量進行分析計算并根據控制策略來判斷電容投切，將投切電容后所在配電網的各個參數出現的相應變化量反饋到電壓、電流等電參量的采樣中。所述TSC的動態(tài)響應時間約為0.01-
0.02s，圖3為TSC的結構圖。
[0021]見圖4所示，本實施例中的補償電容采用共補分補相結合的接線方式。共補:即三相電容器對ABC三相實現同一時刻相同的補償量，由三個電容組成，分別補償三相中的AB、AC、BC兩相。分補:即單相電容器，對ABC三相中其中任意一相實現補償，目的是為了彌補三相不平衡時，如某相需要補償的無功量大于其他兩相時，對該相進行的單獨補償，或者是某兩相需要補償的無功量大于剩下一相時，對這兩相的分別補償。
[0022]TSC的電路圖中無功補償控制器的控制輸出有KZl?KZ8共8組，圖4中只標示出KZ1-KZ5的控制部分，其控制安排是KZl控制共補1，KZ2控制共補2，KZ3?KZ5分別控制分補I的三個電容器，ΚΖ6?ΚΖ8分別控制分補2(圖未示)，但同于ΚΖ3?ΚΖ5的三個電容器。
[0023]圖4中的兩個反并聯(lián)晶閘管實際就是起將電容器并入配電網或從配電網斷開的開關作用。在實際工程應用中，我們一般將電容器分成幾組，這種做法可以使晶閘管投切電容器成為分級可調的動態(tài)無功功率補償裝置，如圖4所示，右為單相三組電容器，其每組都可以由晶閘管控制投切。這樣，可根據配電網的無功需求來投切這些電容器，如果將投入電容的級數分得越細化，那么就會越接近于無級調節(jié)。
[0024]工作原理:所述傳感器單元10將配電網的電流、電壓、溫度、功率等參數變成采集傳輸控制器20所能識別的信號，傳送給所述采集傳輸控制器20，采集傳輸控制器20接收到所述傳感器單元10的信號后，將所接收到的信號與預設在采集傳輸控制器20內的目標值進行比較，并將比較信息發(fā)送至動態(tài)功率因數補償控制器30，動態(tài)功率因數補償控制器30根據配電網電壓與電流的相位差來判斷電力電容器單元40和可控硅開關單元50的投切狀態(tài)及投切極數。
[0025]以上所揭露的僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明的權利范圍，依本發(fā)明權利要求所作的等同變化仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權項】
1.一種新型配電網無功補償裝置，其特征在于:包括傳感器單元(10)、采集傳輸控制器(20)、動態(tài)功率因數補償控制器(30)、電力電容器單元(40)、可控硅開關單元(50)，所述采集傳輸控制器(20)的輸入端連接有傳感器單元(10)和動態(tài)功率因數補償控制器(30)，采集傳輸控制器(20)的輸出端連接有動態(tài)功率因數補償控制器(30)，所述動態(tài)功率因數補償控制器(30)的輸出端連接有電力電容器單元(40)和可控硅開關單元(50)，其中，所述傳感器單元(10)將配電網的電流、電壓、溫度、功率等參數變成采集傳輸控制器(20)所能識別的信號，傳送給所述采集傳輸控制器(20)，采集傳輸控制器(20)接收到所述傳感器單元(10)的信號后，將所接收到的信號與預設在采集傳輸控制器(20)內的目標值進行比較，并將比較后的結果發(fā)送至動態(tài)功率因數補償控制器(30)，動態(tài)功率因數補償控制器(30)根據配電網電壓與電流的相位差來判斷電力電容器單元(40)和可控硅開關單元(50)的投切狀態(tài)及投切極數;所述動態(tài)功率因數補償控制器(30)由主電路和控制電路組成，主電路包括預充電兼鉗位電路、主自動開關和三角接補償電容電路，能抑制裝置投入和斷開時的沖擊電流和過電壓;控制電路包括電壓過零信號電路、無功電流采樣電路、微計算機、晶閘管觸發(fā)電路、開關操作聯(lián)動按鈕和電容組狀態(tài)設定開關。2.根據權利要求1所述的一種新型配電網無功補償裝置，其特征在于:所述電力電容器單元(40)內的電容器采用晶閘管投切電容器TSC，所述TSC是利用在電路中并聯(lián)地接入或切除電容來實現系統(tǒng)無功功率平衡。3.根據權利要求2所述的一種新型配電網無功補償裝置，其特征在于:所述TSC的工作流程為，首先對配電網的電壓、電流等電參量采樣，然后對所述電壓、電流、無功功率等電參量進行分析計算并根據控制策略來判斷電容投切，將投切電容后所在配電網的各個參數出現的相應變化量反饋到電壓、電流等電參量的采樣中。4.根據權利要求2所述的一種新型配電網無功補償裝置，其特征在于:所述TSC的動態(tài)響應時間為0.01-0.02s。5.根據權利要求1所述的一種新型配電網無功補償裝置，其特征在于:所述采集傳輸控制器(20)能夠將動態(tài)功率因數補償控制器(30)的工作狀態(tài)及相關參數通過傳輸媒體傳輸給終端計算機，達到全局網無功功率平衡補償的目的。
【文檔編號】H02J3/18GK105932692SQ201610372647
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】黃克戩
【申請人】鹿寨縣眾盛商貿有限公司