[實用新型]分相無功功率動態(tài)補償裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920180047.5
• 申請日: 2009-10-23
• 公開（公告）號: CN201549897U
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔亞平;張承平;徐曦;方駿;張啟明;李向東;陶強;吳洪磊
• 申請（專利權(quán)）人: 蕪湖縣鑫力電氣設(shè)備有限責任公司;安徽電力蕪湖縣供電有限責任公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 方琦

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于線路無功功率補償領(lǐng)域，具體是一種分相無功功率動態(tài)補償裝置。

背景技術(shù)

國民經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高帶來了電力負荷的高速增長，而發(fā)電裝機容量和輸電能力遠遠不能滿足電能需求量。與此同時，隨著電力市場的開放，電力用戶對電能質(zhì)量的要求也在提高。

電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和電能質(zhì)量與無功功率有重大關(guān)系。無功功率是電力系統(tǒng)一種不可缺少的功率。大量的感性負荷和電網(wǎng)中的無功功率損耗，要求系統(tǒng)提供足夠的無功功率，否則電網(wǎng)電壓將下降，電壓質(zhì)量得不到保證。同時，無功功率的不合理分配，也將造成線損增加，降低電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。

發(fā)電機提供的無功功率，相對負荷和網(wǎng)絡(luò)對無功功率的需求來說是遠遠不夠的，而且極不經(jīng)濟。所以，在電力系統(tǒng)中采用各種無功功率補償設(shè)備進行無功補償。它是保證電能質(zhì)量和實現(xiàn)電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的重要手段。在低壓電網(wǎng)中進行無功功率的就地補償是整個電力系統(tǒng)無功補償?shù)闹匾h(huán)節(jié)，主要采用并聯(lián)電容器，它包括固定電容器補償和自動投切電容器的動態(tài)補償以及兩者混合補償?shù)确绞健ｋ娏ω摵墒撬矔r變化的，它需要的無功功率也是隨時變化的，為了保持無功平衡，要根據(jù)無功負荷的變化及時投切電容器，傳統(tǒng)的低壓動態(tài)無功補償設(shè)備以機械開關(guān)作為電容器的投切開關(guān)，機械開關(guān)不僅動作速度慢，還會產(chǎn)生涌流沖擊、過電壓、電弧重燃等現(xiàn)象，開關(guān)本身和電力電容器都容易損壞。據(jù)統(tǒng)計，過去使用的自動投切電容器無功補償裝置3年后損壞率達75％，損壞率極高。

實用新型內(nèi)容

本實用新型公開了一種分相無功功率動態(tài)補償裝置，三相線分別進行電流電壓取樣，并混合補償，補償效果大大提高，避免了三相共補償造成的過補、欠補等缺陷。投切裝置采用的智能復合開關(guān)，晶閘管過零投切，無源切換，降低了發(fā)生操作過電壓，可靠性高，使用壽命長。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

分相無功功率動態(tài)補償裝置，包括有動態(tài)控制器，其特征在于：動態(tài)控制器分別連接有電流采樣單元、電壓采樣單元、動態(tài)補償單元、溫度采集控制單元，電流采樣單元、電壓采樣單元、動態(tài)補償單元接入三相線路上；所述的動態(tài)補償單元是由若干電容投切電路以及與其相連的補償電容構(gòu)成，動態(tài)補償單元與三相線路之間連接有晶閘管開關(guān)，所述的晶閘管開關(guān)通過外接晶閘管投切電路控制。

分相無功功率動態(tài)補償裝置，其特征在于：所述的溫度采集控制單元包括由溫度傳感器、溫度調(diào)節(jié)儀、軸流風機組成。

本實用新型采用交流采樣，是集數(shù)據(jù)采集、通訊電網(wǎng)參數(shù)分析等功能一體的無功補償控制器，無功補償控制器分別實時檢測三相系統(tǒng)各相的無功功率需求情況及其他電能質(zhì)量參數(shù)，與預先設(shè)定的給定值進行比較，動態(tài)控制投切不同組數(shù)的電容器，以保證功率因數(shù)實時滿足設(shè)定要求。整個測量執(zhí)行過程在一個周波內(nèi)完成(時間＜20ms)，觸發(fā)單元確保晶閘管投切電容無沖擊，無涌流，無過渡過程。

本實用新型補償響應(yīng)速度快，實時提高功率因數(shù)，節(jié)能效果更顯著。電容投切無沖擊，無涌流，無過渡過程投切，運行可靠性高，運行費用低，使用壽命長，抑制諧波，運行安全可靠，無需放電電阻、電容器不需預充電，抑制電壓波動，提高電壓質(zhì)量，降低網(wǎng)損和變壓器損耗，增加變壓器帶載容量。實行分相動態(tài)補償或三相共補，停電時自動退出，送電后自動恢復運行；多級補償一次到位，補償后功率因數(shù)大于0.95(容量配置合適的條件下)。

本實用新型的電流采樣單元、電壓采樣單元通過電壓、電流傳感器實時檢測系統(tǒng)電壓和電流的瞬時值，并實時計算出電壓、電流有效值和系統(tǒng)所需無功功率等控制參量，由主控單元完成邏輯判斷并發(fā)出相應(yīng)的控制指令，控制投切執(zhí)行單元投切電容器組，實現(xiàn)對負載無功功率的動態(tài)跟蹤補償。

本實用新型的電容器回路中串聯(lián)7％或14％解調(diào)電抗器，轉(zhuǎn)移電容/電網(wǎng)的諧振頻率到低于主要次諧波次數(shù)(5次或3次諧波)，避免電容器與電網(wǎng)諧波諧振而導致的電容器損壞甚至電網(wǎng)崩潰。

本實用新型內(nèi)含有先進的零過渡過程時刻檢測控制系統(tǒng)，確保在零過渡瞬時投入電容器，零電流時刻自然關(guān)斷切除電容器，投切過程無暫態(tài)擾動，避免了涌流沖擊和操作過電壓，保證了動態(tài)無功補償?shù)膶崟r性，同時也有效降低了投切過程對晶閘管和電容器的電應(yīng)力沖擊，極大地提高了設(shè)備工作可靠性和使用壽命。電涌保護器對間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時過電壓的電涌進行保護，具有相對相、相對地、相對中線，中線對地及其組合等保護模式。

附圖說明

圖1為本實用新型的電氣線路圖。

具體實施方式

參見附圖，分相無功功率動態(tài)補償裝置，包括有動態(tài)控制器1，動態(tài)控制器1分別連接有電流采樣單元2、電壓采樣單元3、動態(tài)補償單元4、溫度采集控制單元5，電流采樣單元2、電壓采樣單元3、動態(tài)補償單元4的接入三相線路上；所述的動態(tài)補償單元4是由若干電容投切電路以及與其相連的補償電容構(gòu)成，動態(tài)補償單元4與三相線路之間連接有晶閘管開關(guān)6，晶閘管開關(guān)6通過外接晶閘管投切電路控制，外接晶閘管投切電路接入動態(tài)控制器1，所述的溫度采集控制單元包括由溫度傳感器8、溫度調(diào)節(jié)儀7、軸流風機9組成。