[發明專利]一體化智能可變電容器

無效

• 申請號: 201010284160.5
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN102013686A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 李亞軍;蔣曉剛
• 申請（專利權）人: 蘇州鼎安電子科技有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種電容器，具體涉及一種一體化的輸出電容量值可控且可變的電容器，可用于電網供電系統中無功功率補償和諧波消除裝置使用。

背景技術

由于非線性用電(感性負載和容性負載)的大量存在，在電力網絡建設、改造和運行過程中，消除由此產生的無功功率和諧波成為必不可少的需求。如何更加有效地補償無功功率和消除諧波，提高電能質量，已成為現代電網運行和管理的關注焦點。

現有的無功補償和消諧技術中，一般都采一個(組)固定值的電容器，雖然可以獲得不同級的電容值，但因其獲得的電容值與實際控制需要的電容值之間可能存在較大差異，往往與負載網絡電流、相位、諧波等變化的多樣性、隨機性和頻繁性不相適應，不能實現較精確的控制。由于此，還帶來了針對性治理系統無功功率和諧波困難。比如：系統建設或改造時，以預測的3次、5次、7次諧波為治理對象，并按此設計和和施工，那么系統運行時產生的9次、11次、13次……諧波和間諧波(整數諧波以外的諧波)均不能得到治理，而系統建設/改造后的運行狀態變化是很難預測的。在現代電力系統的實際運行中，無功功率和諧波的不斷變化往往是常態，而設計的治理方案又因網絡負載特性的不斷變化，往往會蛻變為針對特例的對策。治理對策不能及時隨著諧波頻率的漂移而變化，電能質量就不能得到根本的改善。

換言之，當負載經常發生變化時，采用現有技術將不能精準地進行補償或消諧，因為預先配置的電容器與需要投入的電容量值不相匹配，不能滿足系統的實際需求。

另一方面，由于需要采用多個電容器搭建，在構建每個無功功率補償裝置時，都需要進行電容器組的選擇，電路的構建，建立控制系統等一系列工作，實現起來比較復雜，導致了成本的增加。另外，因無法或不易做成標準模塊，不利于快速維護和安裝，施工效率低，特別是注重時效和用電連續性的場合發生故障時不能做到快速恢復會帶來較大的損失。

發明內容

本發明目的是提供一種一體化智能可變電容器，可以根據實際需要，由控制系統控制，在設定范圍內提供所需的電容量值，以達到無功補償或消除諧波的最佳功效。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種一體化智能可變電容器，包括殼體及設置于殼體內的電容器組，所述電容器組中包括多個電容器基本單元，以各電容器基本單元中最小的電容量值為基數，各電容器基本單元的電容量值相對于基數的倍率，分別對應一種數值編碼體系中的具有位權的數碼值，通過接入某一電容器基本單元或者多個電容器基本單元的并聯獲得可控且可變的輸出電容值；具有控制系統和投切機構，所述投切機構連接控制各電容器基本單元的接入或斷開，所述控制系統包括控制信號接收裝置、編碼方案生成裝置，編碼方案生成裝置根據控制信號接收裝置接收到的控制信號生成編碼，控制投切機構的動作，實現所需電容值的輸出。

上述技術方案中，通過電容可變的編碼和控制方法，達成電力系統快速改善電能質量和電網安全的目的。上位機(自動或人工)發出所需電容值的指令，控制信號接收裝置接收后，由編碼方案生成裝置根據電容器基本單元的編碼形式，生成對應所需的編碼，由投切機構控制電容器基本單元的組合投切。

在實際實現時，電容器可以設置人機界面；投切機構可以采用冗余設計，實現投切元件的可替換工作，同時設置溫度監控模塊，防止投切元件的過熱損傷。由此，可根據所需電容容量進行實時變動，使得切入主回路的電容量值快速跟隨電網需求的變化而改變，完成精確的無功補償或消除諧波。

上述技術方案中，所述數值編碼體系是指可以組合表達各數值的編碼方式，可以采用2進制、十進制、BCD碼，以及其他特殊的編碼形式。由此，通過一組符合數值編碼要求的電容器，可以根據進制組合出各個對應的電容值。

優選的技術方案，所述數值編碼體系為二進制編碼，各電容器基本單元的電容量值相對于基數的倍率分別為2ⁱ，其中i為0～n的整數，n≥1。n的值與電容數量有關。

或者，所述數值編碼體系為BCD編碼，各電容器基本單元的電容量值相對于基數的倍率分別為2ⁱ×10^j，其中，i為0～3的整數，j為0～n的整數，n≥0。n的值與電容可變范圍有關，本領域技術人員可以根據設計要求選取。

例如，由n個不同電容量值的電容器基本單元組成一個可變電容組合模塊，可按要求輸出實際需求的電容量共個。

基本配置1kvar、2kvar、4kvar、8kvar共4個電容器基本單元，就可以輸出電容量值精度為1kvar，0～15kvar連續可調的可變電容器(級次為