[實用新型]基于同步控制的高壓無功補償及濾波裝置

有效

• 申請號: 201020150802.8
• 申請日: 2010-04-07
• 公開（公告）號: CN201656486U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 李治平;陳建業;吳西鳳
• 申請（專利權）人: 鞍山華夏電力電子設備有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本實用新型涉及電力系統穩定運行與控制技術領域，特別是涉及一種基于同步控制真空斷路器分合的高壓無功補償及濾波裝置。

背景技術

電力系統中，由于電感、電容元件的存在，不僅系統中存在著有功功率，而且存在無功功率，雖然無功功率本身不能消耗能量，它的能量只是在電源及負載間進行傳輸交換，但是這種能量交換的過程會引起電網中總電流和視在功率的增加，從而增大對電氣元件，如變壓器、電氣設備、導線等容量的要求并導致損耗增大。其次，系統無功容量不足，會造成負荷端的供電電壓低，影響正常生產和生活用電；反之，無功容量過剩，又會造成電網的運行電壓過高，電壓波動率過大；更為重要的是，特別是并聯無功補償還可以在增強電力系統安全程度方面發揮重要作用。無功功率是保證電力系統電能質量、降低網絡損耗以及安全運行所不可缺少的部分。無功功率不平衡，將會造成系統電壓波動，嚴重時，會導致設備損壞，系統解列。

中高壓并聯無功補償裝置通常分為兩類，一類是基于傳統的機械開關，如真空斷路器等投切的電容器和電抗器，另一類是基于電力電子技術如晶閘管技術的所謂靜止式無功補償技術(SVC)。但是，以上兩類對提高無功并濾除諧波的同步控制還存在著不足。

發明內容

本實用新型克服了現有技術中的不足，提供了一種結構設計合理，能有效提高無功并濾除諧波的基于同步控制的高壓無功補償及濾波裝置。

為實現上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現：

基于同步控制的高壓無功補償及濾波裝置，包括無功補償及同步控制器、電流采樣互感器、電壓采樣互感器、多通道無功補償及濾波回路，多通道無功補償及濾波回路的每個回路由隔離開關、真空斷路器、濾波電抗器、濾波電容器依次連接組成，隔離開關的進線端通過電流采樣互感器、電壓采樣互感器與電網相連；多通道無功補償及濾波回路的真空斷路器與無功補償及同步控制器相連接。

所述的無功補償及同步控制器包括無功計算及諧波抑制單元、電平轉換與限幅電路、同步控制與觸發單元、監測單元、保護單元，無功計算及諧波抑制單元與電平轉換與限幅電路、同步控制與觸發單元依次相連接，同步控制與觸發單元與斷路器分合機構相連接；斷路器分合機構連接監測單元，監測單元連接保護單元。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1)采用雙環控制算法，無功補償及同步控制器包括一個前饋環節和一個反饋環節。其中前饋環節是用于無功補償的開環分相控制系統，它通過瞬時測量供電點的電壓、負載的電流和事先測量(或仿真計算)得到的系統數據所生成的控制特性曲線，得到各相需要補償的瞬時無功功率，并據此對真空斷路器進行控制以補償負載吸收的無功功率。反饋環節則用于根據各相接入點的電壓偏差(或瞬時負荷無功功率和瞬時補償功率之間的偏差)對所需無功功率進行精細調節，調節快速且精度高。

2)無功補償及同步控制器通過檢查斷路器兩端電壓，或者是通過斷路器的電流過零時刻，根據斷路器動作特性計算出延遲時間，然后發出控制指令，功率電子驅動模塊接受DSP發出的弱信號控制指令，經過一定的整形、放大，驅動功率電子器件接通斷路器的二次控制回路，使得斷路器在指定的初始相位動作，從而實現斷路器同步控制。

3)由于斷路器(彈簧操作機構或永磁操作機構)動作時間均具有一定的分散性，所以控制器軟件上采用自適應控制，每次動作完成后存儲本次動作延遲時間，在下次動作時根據動作次數、環境溫度和控制電壓調整延遲時間，從而保證控制器發出指令精確。

4)無功補償及同步控制器設有保護單元，采用微機過流和過載保護裝置，提供定時限與反時限過流保護以及過負荷不平衡保護。提供的功能包括：測量值的采集、評估、操作與顯示；信號和跳閘命令的輸出；二進制信號的輸入與評估；通過RS485遠程數據傳輸。由于全部微機操作，具有強勁有效的算法，可以大大抑制高頻暫態分量和直流暫態分量的影響。保護完整，運行安全可靠。

5)無功補償及同步控制器采用LCD中文顯示界面，界面友好，操作簡單方便。

附圖說明

圖1是基于同步控制的高壓無功補償及濾波裝置的結構原理圖。

圖2是無功補償及同步控制器結構框圖。

具體實施方式

見圖1，基于同步控制的高壓無功補償及濾波裝置，包括無功補償及同步控制器、電流采樣互感器TA1-1、電壓采樣互感器TV、多通道無功補償及濾波回路，多通道無功補償及濾波回路的每個回路由隔離開關QS、真空斷路器QF、濾波電抗器L、濾波電容器C依次連接組成。