[實(shí)用新型]一種快速投切無功濾波補(bǔ)償裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120417943.6
• 申請(qǐng)日: 2011-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN202333812U
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦安海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 保定華源電氣新技術(shù)開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 保定市燕趙恒通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 13121
• 代理人: 周獻(xiàn)濟(jì)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種快速投切低壓智能無功濾波補(bǔ)償裝置，尤其涉及一種基于電子開關(guān)的快速投切低壓智能無功濾波補(bǔ)償裝置，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著國家工業(yè)化水平的提高，各行各業(yè)對(duì)電網(wǎng)的質(zhì)量要求越來越高。同時(shí)工業(yè)自動(dòng)化大量使用整流器、變頻器、中頻爐和自動(dòng)焊接等設(shè)備產(chǎn)生大量諧波，使得系統(tǒng)中的電壓、電流的波形畸變，造成電網(wǎng)質(zhì)量惡化，諧波的危害已成為電網(wǎng)的最主要公害。為了濾除供電系統(tǒng)上的諧波，使用諧波濾波無功功率補(bǔ)償裝置是最佳的方法之一，其應(yīng)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)和智能控制技術(shù)，解決了在諧波工況下并聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)耐肚袉栴}，還可根據(jù)實(shí)際情況和要求來抑制或治理諧波，清潔供電網(wǎng)絡(luò)和提高功率因數(shù)。

目前，市場上已經(jīng)有多種諧波濾波無功功率補(bǔ)償裝置在銷售。典型的諧波濾波無功功率補(bǔ)償裝置主要由控制器、智能投切開關(guān)、低壓電容器等元器件組成。但是，傳統(tǒng)的諧波濾波無功功率補(bǔ)償裝置大多存在響應(yīng)速度慢。投切涌流大等缺陷，不能充分滿足廣大用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求。例如在地鐵、中頻冶煉、電焊、點(diǎn)焊、電鍍、電解、軋鋼等應(yīng)用環(huán)境中，由于負(fù)荷變化極為快速，并且隨時(shí)需要提供大量的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，現(xiàn)有的諧波濾波無功功率補(bǔ)償裝置往往不能及時(shí)作出相應(yīng)的響應(yīng)，導(dǎo)致在上述應(yīng)用環(huán)境中經(jīng)常產(chǎn)生較大的電壓波動(dòng)、電壓閃變，致使電能質(zhì)量下降，進(jìn)而影響設(shè)備本身的正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種快速投切無功濾波補(bǔ)償裝置（簡稱為智能無功補(bǔ)償裝置）。該快速投切無功濾波補(bǔ)償裝置采用晶閘管投切（TSC）的技術(shù)手段，能夠?qū)崿F(xiàn)補(bǔ)償電容的快速投切。

為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型提供一種快速投切無功濾波補(bǔ)償裝置，包括：人機(jī)接口單元、485通訊單元、數(shù)據(jù)FROM單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、報(bào)警輸出單元、電流采集單元、控制器、可控硅觸發(fā)輸出電路、控制器電源、電壓采集單元、晶閘管觸發(fā)單元、漏電斷路器、低壓避雷器、雙向晶閘管、三相電抗器、三相自愈式電容、浪涌抑制電路、補(bǔ)償電容單元、低壓避雷器、無功補(bǔ)償控制器、電流互感器，控制器分別與人機(jī)接口單元、485通訊單元、數(shù)據(jù)FROM單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、報(bào)警輸出單元、電流采樣單元、可控硅觸發(fā)電路、電壓采集單元連接，電流采樣單元的輸入端連接有電流互感器，電流互感器對(duì)廠級(jí)交流電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制器能夠直接處理的數(shù)字信號(hào)，輸出給控制器，電壓采集單元對(duì)廠級(jí)交流電網(wǎng)的電壓量進(jìn)行采集，進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，輸出給控制器，控制器對(duì)來自電流采樣單元和電壓采集單元的信號(hào)進(jìn)行處理后，將晶閘管投入信號(hào)發(fā)送給可控硅觸發(fā)電路，可控硅觸發(fā)電路對(duì)控制器發(fā)出的晶閘管投入信號(hào)進(jìn)行放大后，傳送給晶閘管觸發(fā)單元，晶閘管觸發(fā)單元連接到廠級(jí)交流電網(wǎng)的補(bǔ)償電容單元，對(duì)其中的晶閘管進(jìn)行觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償電容的快速投切。

其中，控制器采用ARM?STM32系列單片機(jī)。

其中，所述快速投切無功濾波補(bǔ)償裝置還包括漏電斷路器，其一端直接并聯(lián)在上述的廠級(jí)交流電網(wǎng)上，一低壓避雷器、補(bǔ)償電容單元以及控制器電源單元與該漏電斷路器的另一端連接。

其中，所述晶閘管觸發(fā)單元包括光電耦合器、整形控制邏輯輸出單元、脈沖變壓器，晶閘管兩端電壓經(jīng)電阻降壓送到光電耦合器，當(dāng)交流電壓瞬時(shí)值與電容器殘壓相等時(shí)晶閘管上電壓為零，零電壓檢測電路輸出一個(gè)脈沖，該脈沖與晶閘管投切投入信號(hào)在整形控制邏輯輸出單元相“與”后，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，經(jīng)脈沖變壓器觸發(fā)相應(yīng)的晶閘管。

此外，所述補(bǔ)償電容單元包括共補(bǔ)模塊，含有多組補(bǔ)償電容及其附屬電路，每一組補(bǔ)償電容及其附屬電路包括熔斷器、晶閘管、三相電抗器、三相自愈式電容和浪涌抑制回路，其中三相電抗器共有三個(gè)，分別連接在三角形連接的三相自愈式電容的三相引出端，在三相自愈式電容的A相和B相的引出端上還串聯(lián)有熔斷器和晶閘管，晶閘管上并聯(lián)有浪涌抑制回路，晶閘管觸發(fā)單元分別與每個(gè)晶閘管連接，以便直接控制晶閘管的通斷。

再有，補(bǔ)償電容單元還包括分補(bǔ)模塊，分相補(bǔ)償電容采用星形連接方式，每相上設(shè)有低壓自愈式電容，電抗器連接電容公共端的引出線。

本智能無功濾波補(bǔ)償裝置采用雙向晶閘管的無觸點(diǎn)開關(guān)電路，采用零電流投切的技術(shù)，投切電容器無拉弧，動(dòng)作時(shí)間短，可大幅度地限制電容器合閘涌流，特別適合于繁投切的場合。三相共補(bǔ)電容采用三角形連接，實(shí)現(xiàn)了最高性價(jià)比的三相平衡和不平衡的電容補(bǔ)償。在補(bǔ)償電容回路中串入大功率的電抗器與電容器組成濾波回路，可以抑制合閘涌流和濾除諧波并提供無功功率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。