專利名稱：：容性無功功率平滑調節(jié)裝置的制作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種無功功率調節(jié)裝置，尤其涉及一種容性無功功率調節(jié)裝置。技術背景系統(tǒng)及工業(yè)用戶廣泛采用并聯電容器裝置作為提高運行電壓和功率因數、降低線損的有效手段。在負荷頻繁波動時，要求并聯電容器裝置的容量能根據負荷特性進行相應的調整，以達到最佳補償效果。目前廣泛采用的調節(jié)方式有以下兩種第一種調節(jié)方式是采用電容器分組投切方式，一般用機械開關或可控硅實現電容器分組投切。這種調節(jié)方式只能實現無功功率的階梯形調整，而且響應時間較長，精度較差，電容器要承受沖擊電流和操作過電壓，對操作開關的要求較高。第二種調節(jié)方式是采用靜止無功功率補償裝置(簡稱svc)，即采用相控電抗器和無源濾波器進行無功功率補償。這種調節(jié)方式在運行效果上遠優(yōu)于電容器分組投切方式，可做到快速平滑地調節(jié)無功功率，但造價昂貴，使用維護技術要求高。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種容性無功功率平滑調節(jié)裝置，解決了現有的容性無功功率調節(jié)裝置無法低成本地實現無功功率快速平滑調節(jié)的技術問題。本實用新型的技術解決方案是一種容性無功功率平滑調節(jié)裝置，其特殊之處是，其包括電容分壓器、電抗器L和功率調整裝置T，所述電容分壓器由串聯的第一電容器C1和第二電容器C2構成，所述電抗器L和功率調整裝置T串聯后再與第二電容器C2并聯。上述電容分壓器接于系統(tǒng)母線U上，并與用電負荷R并聯。上述功率調整裝置T可為可控硅閥組，其包括反向并聯的兩個晶閘管Dl、D2以及可控制該兩個晶閘管Dl、D2導通范圍的調節(jié)和觸發(fā)裝置K。上述功率調整裝置T還可為可關斷的電力電子器件GTO、IGBT、IGCT。本實用新型具有的優(yōu)點是1、運行可靠。本實用新型裝置中的第一電容器C1和第二電容器C2構成電容分壓器，可控硅閥在阻斷的情況下其兩端電壓取決于C1、C2的分壓值，只要Cl、C2的電容值選擇適當，則可控硅閥的端電壓可以非常低，這樣在高壓環(huán)境下可控硅閥小需多級串聯就可滿足使用要求，其運行可靠性大幅度提高。2、生產成本低。本實用新型采用普通的電容器、電抗器、可控硅閥組，在保證調節(jié)效果達到快速、T滑的同時生產成本遠低于采用相控電抗器和無源濾波器構成的靜止無功補償裝置。3、可實現容性無功功率的平滑調節(jié)。本實用新型與SVC最大的不同是SVC實現的是感性無功功率的快速平滑調整，并與固定不變的容性無功功率平衡；本實用新型實現的是容性無功功率的快速平滑調整。圖1是本實用新型的原理示意圖；圖2是本實用新型采用可控硅閥組作為功率調整裝置的連接關系示意圖；圖3是主回路電壓一電流相量圖；圖4是主回路電流變化曲線圖；圖5是主回路無功功率變化曲線圖；其中L-電抗器，T-功率調整裝置，K-調節(jié)和觸發(fā)裝置，Cl-第一電容器，C2-第二電容器，U-系統(tǒng)母線，Dl、D2-晶閘管,R-用電負荷。具體實施方式本實用新型采用可控硅閥組作為功率調整裝置時的具體參數(單相參數)如下1、在可控硅全開通即90。觸發(fā)角時電容器C1的參數為額定容量400kVar;額定電容11.48uf;額定電壓10.5KV。2、在可控硅關閉時電容器C2的參數為額定容量21.23kVar;額定電容191.33uf;額定電壓0.594KV。3、在可控硅全開通即90。觸發(fā)角時電抗器的參數為額定容量1.248kVar;額定電感2.5niH;額定電壓0.594KV;通過的電流39,864A。4、晶閘管D1、D2參數額定電壓600V;額定電流IOOA。本實用新型的仿真結果見表1和表2:表l:當可控硅關閉時:電容器端電壓(kV)電容器電流(A)電容器容量(kVAR)UC1=9.906IC1=35.725Qcl(o)=353.882UC2=0.594IC2=35.725QC2=21.233表2:當可控硅全開通時(目卩90°觸發(fā)角)電容器端電壓(kV)電容器電流(A)電容器容量(kVAR)電抗器電流(A)電抗器容量(kVAR)UC1=10.531Icl(o)=37.982Qcl(o)=399.997IL=39.864Ql二I.248UC2=0.031U882QC2(o)=0.059本實用新型的仿真波形詳見圖2、圖3和圖4，圖2是主回路的電壓一電流相量圖，其中O"處為電壓相量，90"處為電流相量，電壓相量落后電流相量900，圖3是回路電流變化曲線圖，隨可控硅觸發(fā)移相角的增加，回路電流逐漸減小，圖4是回路無功功率變化曲線圖，表3的數據是觸發(fā)移相角從90()152"時變化時的回路電流(單位A)和回路輸出無功功率(單位kVar)的仿真結果。表3觸發(fā)移相角從90"152'i變化時的回路電流和回路輸出無功功率角度909192939495%97電流37.98237.09636.21135.32734.44433.56432.68631.811無功功率398.808389.507380.212370.929361.662352.418343.202334.020角度9899100101102103104105電流30.94130.07429.21228.35627.50526.66125.82424.993無功功率324.877315.779306.731297.739288.807279.942271.147262.429角度106107108109110111112113電流24.17123.35622.55121.75420.96720.19019.42318.667<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本實用新型原理因為由負荷可以計算出所需的補償功率，由補償功率可以計算出所需的補償電流，由補償電流可以計算出可控硅閥組的導通角，所以通過調節(jié)和觸發(fā)回路可改變可控硅閥組的導通角，改變可控硅閥組的導通角可以改變流過電抗L電流的有效值，而流過電抗L的電流與第二電容器C2的電流合成后在主回路形成一個超前于電壓的電流，則本實用新型可向電網輸出一個容性的無功補償功率。本實用新型的第一電容器Cl和第二電容器C2構成電容分壓器，可控硅閥在阻斷情況下其兩端電壓取決于C1、C2的分壓值，使得可控硅閥的端電壓可以非常低，這樣在系統(tǒng)母線的高壓下功率調節(jié)裝置中可控元件不需多級串聯就可滿足運行要求，則運行可靠性和生產成本大幅度降低。權利要求1、一種容性無功功率平滑調節(jié)裝置，其特征在于，其包括電容分壓器、電抗器(L)和功率調整裝置(T)，所述電容分壓器由串聯的第一電容器(C1)和第二電容器(C2)構成，所述電抗器(L)和功率調整裝置(T)串聯后再與第二電容器(C2)并聯。2、根據權利要求1所述的容性無功功率平滑調節(jié)裝置，其特征在于所述電容分壓器接于系統(tǒng)母線(U)上，并與用電負荷(R)并聯。3、根據權利要求1或2所述的容性無功功率平滑調節(jié)裝置，其特征在于所述功率調整裝置(T)為可控硅閥組，其包括反向并聯的兩個晶閘管(Dl、D2)以及可控制該兩個晶閘管(Dl、D2)導通范圍的調節(jié)和觸發(fā)裝置(K)。4、根據權利要求1或2所述的容性無功功率平滑調節(jié)裝置，其特征在于所述功率調整裝置(T)為可關斷的電力電子器件GTO、IGBT、IGCT。專利摘要本實用新型涉及一種容性無功功率調節(jié)裝置，包括電容分壓器、電抗器和功率調整裝置，電容分壓器由串聯的第一電容器和第二電容器構成，電抗器和功率調整裝置串聯后再與第二電容器并聯。本實用新型解決了現有的容性無功功率調節(jié)裝置無法低成本地實現無功功率快速平滑調節(jié)的技術問題，具有運行可靠、生產成本低、可實現容性無功功率的平滑調節(jié)的優(yōu)點。文檔編號H02J3/16GK201122843SQ20072012631公開日2008年9月24日申請日期2007年11月7日優(yōu)先權日2007年11月7日發(fā)明者強任申請人:強任