[實(shí)用新型]一種高壓無涌流無功補(bǔ)償裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920151490.X
• 申請(qǐng)日: 2009-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN201378742Y
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王占武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王占武
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18
• 代理公司: 北京三聚陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張建綱

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種高壓電力設(shè)備，具體地說是涉及一種高壓無功補(bǔ)償裝置。

背景技術(shù)

在交流電路中，由電源供給負(fù)載的電功率有兩種；一種是有功功率，一種是無功功率。有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量(機(jī)械能、光能、熱能)的電功率。無功功率不消耗電能，但它是電氣設(shè)備能夠做功的必備條件。在配電系統(tǒng)中，變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒有無功功率，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會(huì)吸合。在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，同時(shí)還需要從電源取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。

隨著近年來大量非線性負(fù)荷和逆變負(fù)荷的應(yīng)用增多，電壓、電流發(fā)生嚴(yán)重畸變，產(chǎn)生諧波。諧波的產(chǎn)生降低了功率因數(shù)，造成設(shè)備無功占據(jù)增大，從而進(jìn)一步增加了電網(wǎng)損耗。電流在電感元件中做功時(shí)，電流滯后于電壓90°。而電流在電容元件中做功時(shí)，電流超前電壓90°。在同一電路中，電感電流與電容電流方向相反，互差180°。磁元件電路中有比例地安裝電容元件，使兩者的電流相互抵消，使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小，從而提高電能做功的能力，這就是無功補(bǔ)償。

可見，在配電系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償裝置是主要設(shè)備之一，其作用主要是提高功率因數(shù)，降低功率損耗和電能損耗，改善電壓質(zhì)量，減少用戶電費(fèi)支出，所以供電部門和用電單位對(duì)該無功補(bǔ)償裝置的要求都很高。

在上述無功補(bǔ)償裝置中，可以使用電容器來實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償；在使用電容器實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)难b置中，其一般包括測量裝置、控制裝置、開關(guān)和電容器組。在利用電容器實(shí)現(xiàn)其無功補(bǔ)償?shù)哪康臅r(shí)，實(shí)時(shí)功率因數(shù)是一個(gè)非常重要的參數(shù)，其一般是根據(jù)供電系統(tǒng)實(shí)時(shí)功率因數(shù)作為控制電容器投切的依據(jù)；但是由于現(xiàn)有技術(shù)的電網(wǎng)中無功負(fù)荷變化的幅度及頻率越來越快，這就導(dǎo)致了無功補(bǔ)償裝置實(shí)時(shí)功率因數(shù)的不斷變化，從而使得電容器在短時(shí)間內(nèi)不斷投切，由于電容器在補(bǔ)償瞬間投切過程中會(huì)產(chǎn)生很大的涌流，該涌流的電流量是幾倍于額定電流的，所以很容易導(dǎo)致無功補(bǔ)償裝置中電容器的損壞。

現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于解決上述無功補(bǔ)償裝置中的涌流問題，中國專利CN2687925Y公開了一種高壓并聯(lián)電容器無涌流無過電壓投切裝置，該裝置包括高壓隔離開關(guān)、開關(guān)變壓器、斷路器、高壓開關(guān)；在電路設(shè)置上采用將高壓隔離開關(guān)、開關(guān)變壓器的高壓繞組、斷路器串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)電路，高壓開關(guān)和另一個(gè)斷路器串聯(lián)構(gòu)成另一個(gè)串聯(lián)電路，將上述兩個(gè)串聯(lián)電路并聯(lián)后接高壓并聯(lián)電容器，開關(guān)變壓器的低壓繞組接可控硅(雙向可控硅或單向可控硅反并聯(lián))，可控硅的控制極接可編程控制器。在該現(xiàn)有技術(shù)中，要實(shí)現(xiàn)無涌流的目的，其是通過控制電容器的電壓保持與電源電壓相等時(shí)將電容器接入電網(wǎng)的。選擇在電容器的電壓保持與電源電壓相等時(shí)將電容器接入電網(wǎng)，進(jìn)行開關(guān)的投切，由于此時(shí)電路中的電源電壓較大，相應(yīng)地其內(nèi)部的電流也較大，這樣就會(huì)由于不斷地投切導(dǎo)致開關(guān)發(fā)熱，影響高壓隔離開關(guān)的機(jī)械壽命，給電網(wǎng)或者高壓無功補(bǔ)償設(shè)備的運(yùn)行帶來了隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容

為此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中選擇在電容器電壓等于電源電壓時(shí)進(jìn)行開關(guān)投切，容易由于頻繁的開關(guān)投切導(dǎo)致開關(guān)發(fā)熱，降低開關(guān)機(jī)械壽命，從而影響無功補(bǔ)償設(shè)備安全運(yùn)行，進(jìn)而提供一種通過智能控制實(shí)現(xiàn)在電路實(shí)時(shí)電壓為0時(shí)進(jìn)行開關(guān)投切的無涌流無功補(bǔ)償裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的無涌流無功補(bǔ)償裝置包括：一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)連接的補(bǔ)償支路，所述補(bǔ)償支路連接于母線上，由一個(gè)電容器回路和一個(gè)開關(guān)串聯(lián)而成；

一個(gè)電壓互感器，其一端與母線連接；所述電壓互感器和一個(gè)控制器模塊相連接；

所述控制器模塊包括工頻基準(zhǔn)電壓信號(hào)存儲(chǔ)單元、投切時(shí)刻計(jì)算單元和投切信號(hào)輸出單元；

所述工頻基準(zhǔn)電壓信號(hào)存儲(chǔ)單元和投切時(shí)刻計(jì)算單元相連接，所述工頻基準(zhǔn)電壓信號(hào)存儲(chǔ)單元將其內(nèi)部存儲(chǔ)的工頻基準(zhǔn)電壓信號(hào)輸送至所述投切時(shí)刻計(jì)算單元內(nèi)；

所述電壓互感器與控制器模塊的投切時(shí)刻計(jì)算單元相連接，將其測量得到的實(shí)時(shí)電壓信號(hào)輸入至所述投切時(shí)刻計(jì)算單元內(nèi)；

所述投切信號(hào)輸出單元和所述投切時(shí)刻計(jì)算單元相連接，所述投切時(shí)刻計(jì)算單元根據(jù)輸入的工頻基準(zhǔn)電壓信號(hào)和實(shí)時(shí)電壓信號(hào)計(jì)算出投切時(shí)刻，并將該投切時(shí)刻信號(hào)輸送至所述投切信號(hào)輸出單元內(nèi)；