[實(shí)用新型]一種電能質(zhì)量智能監(jiān)控調(diào)諧裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820113186.1
• 申請日: 2008-07-17
• 公開（公告）號: CN201234141Y
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李儉華
• 申請（專利權(quán)）人: 李儉華
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H01F21/02;H02J3/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所
• 代理人: 奚華保

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及用于電網(wǎng)中的設(shè)備，具體涉及一種電能質(zhì)量監(jiān)控調(diào)諧裝置。

背景技術(shù)

靜止式電力電容器無功補(bǔ)償技術(shù)，是目前市場上普遍使用的補(bǔ)償技術(shù)，其主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，安裝及運(yùn)行維護(hù)方便。但是，隨著電網(wǎng)的供用電環(huán)境發(fā)生了變化，用戶的負(fù)荷性質(zhì)的多樣性，使電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平逐漸下降，電網(wǎng)“污染”日趨嚴(yán)重，對廣大電力用戶的運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量都帶來了較大影響。在這當(dāng)中，靜止式電容器的無功補(bǔ)償裝置也面臨諸多的運(yùn)行問題。一是在許多的用戶中，所投入的補(bǔ)償裝置在設(shè)備安裝后，無法正常投入運(yùn)行，使該裝置起不到應(yīng)有的節(jié)能降耗作用；二是已投入運(yùn)行的無功補(bǔ)償裝置，在運(yùn)行中相繼發(fā)生熔斷器單個(gè)熔斷，或全部熔斷的“群爆”現(xiàn)象，或運(yùn)行中電容器“鼓肚”現(xiàn)象，迫使該裝置退出運(yùn)行；三是裝置在運(yùn)行投切過程中，時(shí)常有開關(guān)發(fā)生閃絡(luò)放電或開關(guān)短路爆炸，造成系統(tǒng)大面積的停電事故。傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置，主要是通過進(jìn)線開關(guān)與電容器、電抗器串聯(lián)接入系統(tǒng)起到對無功功率補(bǔ)償作用，其中，開關(guān)采用的是三相一體化結(jié)構(gòu)，在分合閘時(shí)三相聯(lián)動，運(yùn)行同時(shí)分合閘目的；電容器是無功功率補(bǔ)償?shù)闹饕骷瑩?dān)負(fù)著無功功率的主要任務(wù)；電抗器采用鐵芯式，主要目的是安裝方便、體積小、能對電容器合閘時(shí)的涌流有限制作用。

該裝置在現(xiàn)有電網(wǎng)運(yùn)行中存在明顯不足：

由于開關(guān)投入時(shí)三相聯(lián)動，同時(shí)合閘，使得開關(guān)在任何角度合閘時(shí)的沖擊涌流較大，該涌流會在阻抗元件上產(chǎn)生涌流過電壓，該過電壓將會危及電容器和電抗器的絕緣，長期累積作用，必然損壞電容器或電抗器。

開關(guān)在投切過程中必然產(chǎn)生操作過電壓，再加上電抗器的使用使磁場能量的增加，將使過電壓水平更高，傳統(tǒng)的避雷器難以滿足要求。

由于電抗器在設(shè)計(jì)時(shí)參數(shù)固定，在運(yùn)行中，因諧波的影響，必然發(fā)生電容器與系統(tǒng)阻抗在某頻次下的并聯(lián)諧振，使流過電容器回路的電抗大幅增加，而燒壞電容器和電抗器。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本實(shí)用新型研制一種用于解決電網(wǎng)電能質(zhì)量水平下降的裝置，該裝置可防止開關(guān)閃絡(luò)和爆炸事故，實(shí)現(xiàn)動態(tài)補(bǔ)償，穩(wěn)定電壓，提高電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量水平。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案為：本實(shí)用新型包括控制開關(guān)、電容器、電抗器和控制開關(guān)，控制開關(guān)的輸入端與電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)接，所述控制開關(guān)的輸出端與所述電容器和所述電抗器串聯(lián)，所述電抗器上并聯(lián)有能量吸收器；三相組合過電壓保護(hù)器與所述控制開關(guān)的輸出端相串聯(lián)后，其中性點(diǎn)接地；控制器通過其A/D數(shù)據(jù)采集模塊的接口(A/D模/數(shù)轉(zhuǎn)換的英文縮寫)與電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)接，其出口的輸出控制線與所述控制開關(guān)的電源盒連接。

所述控制開關(guān)與所述電容器之間串接熔斷開關(guān)，在所述電容器和所述控制器上聯(lián)接有放電裝置。

所述控制開關(guān)為分相控制開關(guān)，采用單相獨(dú)立安裝，集中同步控制方式；所述電抗器為可調(diào)電抗器，分成上下二層空芯結(jié)構(gòu)，上下二層之間用螺栓固定，螺栓上設(shè)有螺紋。

所述控制器包括：

用以對電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)線電流Is、母線電壓Us和相位角φ進(jìn)行采樣和模/數(shù)轉(zhuǎn)換的A/D數(shù)據(jù)采集模塊；

用以數(shù)據(jù)處理、監(jiān)控和下達(dá)指令的數(shù)字微處理器(以下簡稱為DSP)；

用以根據(jù)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的電能質(zhì)量算法模塊；

用以采用重復(fù)學(xué)習(xí)最優(yōu)控制策略自動計(jì)算補(bǔ)償容量的動態(tài)補(bǔ)償算法模塊；

用以查找三相電壓的零點(diǎn)并進(jìn)行零點(diǎn)校驗(yàn)的人工過零監(jiān)控模塊；

用以執(zhí)行DSP指令的輸出執(zhí)行模塊；

所述A/D數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端接口與電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)接，輸出端與所述DSP聯(lián)接；DSP還分別與所述電能質(zhì)量算法模塊、動態(tài)補(bǔ)償算法模塊、人工過零監(jiān)控模塊交互式聯(lián)接，所述輸出執(zhí)行模塊執(zhí)行DSP的指令指揮同步開關(guān)單元投切。

所述DSP還與裝置綜合自動化保護(hù)模塊交互聯(lián)接；所述輸出執(zhí)行模塊的輸出端還分別聯(lián)接報(bào)警器和顯示器。

本實(shí)用新型工作原理：當(dāng)本實(shí)用新型投入運(yùn)行時(shí)，控制器通過檢測電網(wǎng)系統(tǒng)電壓的零點(diǎn)，然后分別控制三相開關(guān)在電壓的零點(diǎn)合閘，以最低的涌流沖擊將電容器和電抗器接入電網(wǎng)系統(tǒng)工作。當(dāng)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)運(yùn)行電流不正常時(shí)，可停電對可調(diào)電抗器的電感參數(shù)進(jìn)行手動調(diào)節(jié)到設(shè)定目標(biāo)，然后投入運(yùn)行。既可消除并聯(lián)諧振，又可以對單次諧波有較大的濾波作用，提高系統(tǒng)電能質(zhì)量水平。當(dāng)在退出運(yùn)行時(shí)，開關(guān)斷開后，由三相組合過電壓保護(hù)器和能量吸收裝置分別工作，限制操作過電壓幅值，防止開關(guān)閃絡(luò)和爆炸事故，同時(shí)，放電裝置工作將電容器殘余電荷放凈。