專利名稱：線路晶閘管投切電容動態(tài)無功補償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于改善輸電線路電能質(zhì)量的無功補償裝置，屬于電能質(zhì)量控制 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
諧波與電磁干擾、功率因數(shù)降低已并列為電力系統(tǒng)的三大公害，當(dāng)電網(wǎng)的電能質(zhì) 量被干擾或污染，達不到電能質(zhì)量標(biāo)準時，就要針對性的對電能質(zhì)量進行改善。電能質(zhì)量問 題又可分為電壓質(zhì)量和電流質(zhì)量兩個大的方面。電壓質(zhì)量問題是指會影響用戶設(shè)備正常運 行的不理想的系統(tǒng)電壓，包括電壓的閃變、瞬時過電壓、諧波畸變、各相電壓不平衡等情況； 電流質(zhì)量問題是指電力電子設(shè)備等非線性負荷給電網(wǎng)帶來的電流畸變，包括流入電網(wǎng)的諧 波電流，以及無功、不平衡負荷電流、低頻負荷變化造成的閃爍等。功率因數(shù)低造成的危害 有增加了線路上的電壓損失，降低了電壓質(zhì)量；降低發(fā)、供電設(shè)備的有效利用率；增加部 分企業(yè)的電費支出，加大生產(chǎn)成本；增加供電線路的損失，而為了減少損失則必須增大供電 線路的導(dǎo)線截面，增加投資。目前，國內(nèi)大量應(yīng)用的IOkV配電線路無功補償裝置多數(shù)是整組人工投切方式，這 類裝置只能做到高負荷時投入、低負荷時切除，不能隨著負荷的變化以及對無功功率的需 求及時自動進行相應(yīng)的調(diào)整，更不能實現(xiàn)電壓無功補償綜合自動調(diào)節(jié)。由于是人工操作，有 可能造成無功功率的欠補和過補。欠補償會影響電能質(zhì)量增加損耗，而過補償即無功倒送 也會影響電能質(zhì)量增加損耗。一般為防止過補償通常裝設(shè)容量較小，從而使線路長期處于 欠補狀態(tài)，因此整組補償?shù)木鹊?。另外，用電負荷?jīng)常變動的工礦企業(yè)，以及對無功需求 不斷變化的場合，均需要有自動調(diào)節(jié)裝置來實現(xiàn)動態(tài)電壓控制和無功補償。然而，現(xiàn)有電網(wǎng) 的綜合自動控制還不能很好地滿足無功功率自動補償?shù)奶厥庖蟆，F(xiàn)在的趨勢是采用電力電子裝置進行動態(tài)無功補償，最常用的就是晶閘管投切電 容器補償，一種迅速動態(tài)補償無功的新型電力電子裝置，能對無功進行快速跟蹤補償。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有電網(wǎng)無功功率自動補償技術(shù)存在的不足，提供一種能夠?qū)o功進 行快速跟蹤補償?shù)木€路晶閘管投切電容動態(tài)無功補償裝置。本發(fā)明的線路晶閘管投切電容動態(tài)無功補償裝置采用以下技術(shù)方案該線路晶閘管投切電容動態(tài)無功補償裝置包括晶閘管投切電容器組、外部電流互 感器、可編程控制器和輸出變壓器，晶間管投切電容器組和外部電流互感器均與可編程控 制器連接，晶閘管投切電容器與輸出變壓器串聯(lián)，外部電流互感器和輸出變壓器均與電力 系統(tǒng)并聯(lián)連接；通過外部電流互感器采集電力系統(tǒng)的電流及電壓信號，可編程控制器將采 集到的電力系統(tǒng)無功電流值與整定值比較，當(dāng)可編程控制器檢測到的電力系統(tǒng)無功電流超 過整定值時，自動判斷出晶閘管投切電容器組中需投電容器組的級數(shù)，可編程控制器對指 定晶間管投切電容器組輸出觸發(fā)信號，使之導(dǎo)通投入運行，輸出變壓器將低壓補償轉(zhuǎn)換為高壓補償，從而對高壓輸電線路進行補償，當(dāng)負載無功電流值低于整定值時，可編程控制器 發(fā)出控制信號，晶閘管投切電容器組退出工作。本發(fā)明將低壓動態(tài)無功補償和升壓輸出變壓器技術(shù)結(jié)合起來，工作狀態(tài)完全自動 進行，確保投切電容器無沖擊、無涌流、無過渡過程，能夠有效改善線路電力質(zhì)量，節(jié)約能 源、凈化供用電環(huán)境；提高了功率因數(shù)，節(jié)約電費；解決了供電電壓三相平衡和無功問題。


附圖是本發(fā)明線路晶閘管投切電容動態(tài)無功補償裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。其中1、晶閘管投切電容器組，2、輸出變壓器，3、外部電流互感器，4、可編程控制
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具體實施例方式如附圖所示，本發(fā)明的線路晶閘管投切電容動態(tài)無功補償裝置包括晶閘管投切電 容器組1、外部電流互感器3、可編程控制器4和輸出變壓器2，晶間管投切電容器組1和外 部電流互感器3均與可編程控制器4連接，晶閘管投切電容器1與輸出變壓器2串聯(lián)，外部 電流互感器3和輸出變壓器2均與電力系統(tǒng)并聯(lián)連接。通過外部電流互感器3采集電力系統(tǒng)的電流及電壓信號，可編程控制器4將采集 到的電力系統(tǒng)無功電流值與整定值比較，當(dāng)可編程控制器4檢測到的負載無功電流超過整 定值時，自動判斷出晶閘管投切電容器組1中需投電容器組的級數(shù)，可編程控制器4對指定 晶閘管投切電容器組1輸出觸發(fā)信號，使之導(dǎo)通投入運行，當(dāng)負載無功電流值低于整定值 時，可編程控制器4發(fā)出控制信號，晶閘管投切電容器組1退出工作。根據(jù)線路的基本固定的無功負荷設(shè)計無功定補容量，對可變無功進行自動跟蹤補 償，通過可編程控制器4自動檢測，以電力系統(tǒng)線路電壓、無功功率為判定依據(jù)實現(xiàn)對線路 無功功率的自動跟蹤，改變線路的無功潮流分布，減少線路的有功損耗和電壓損失，增加線 路和輸出變壓器2輸送有功功率的能力，提高供電線路末端的電壓，改善線路的供電質(zhì)量， 提高線路出口的功率因數(shù)。該裝置可以自行判斷、分析，通過時間、電壓、時間電壓、無功功 率和電壓無功五種控制方式，實現(xiàn)高壓并聯(lián)電容組的自動投切。同時本裝置還具備完善 的保護功能，具有電容器過流速斷保護、過流保護、過電壓保護、欠電壓保護、電容器延時保 護、缺相保護、拒動保護和日動作次數(shù)限制等功能，還具有有線和無線通訊功能。本發(fā)明的線路晶閘管投切電容動態(tài)無功補償裝置具有以下特點1.高速實時的補償功能因為速度非?？?，最快能達到20ms，速度非常理想。2.沒有投入涌流因為投入時是在兩端電壓完全相等ΔΥ = 0的狀態(tài)下合上去， 所以沒有涌流存在。3.切離沒有暫態(tài)電流因為切離的時候是在電流波形通過零點的時候瞬間切離， 所以不會有暫態(tài)電流的存在。4.高速的投切性能因為沒有如同一般電容器放電的需要，所以可以隨時依需求 再合再分，完全沒有時間限制。比如說使用傳統(tǒng)的接觸器時，如要它脫離后再合的時間一般 要一分鐘以上，而這個晶閘管的設(shè)計可以設(shè)定在0. 1秒，也就是說在0. 1秒以后又可以重新 投入使用。
5.延長電容器的使用壽命因為電容器在合分時是如此地平順，所以沒有遭到弧 光的傷害，對它的絕緣來講完全沒有損害，所以使用壽命比一般的電容器長了好幾倍。
權(quán)利要求
1. 一種線路晶閘管投切電容動態(tài)無功補償裝置，包括晶閘管投切電容器組、外部電流 互感器、可編程控制器和輸出變壓器，其特征是晶間管投切電容器組和外部電流互感器均 與可編程控制器連接，晶閘管投切電容器與輸出變壓器串聯(lián)，外部電流互感器和輸出變壓 器均與電力系統(tǒng)并聯(lián)連接；通過外部電流互感器采集電力系統(tǒng)的電流及電壓信號，可編程 控制器將采集到的電力系統(tǒng)無功電流值與整定值比較，當(dāng)可編程控制器檢測到的電力系統(tǒng) 無功電流超過整定值時，自動判斷出晶閘管投切電容器組中需投電容器組的級數(shù)，可編程 控制器對指定晶間管投切電容器組輸出觸發(fā)信號，使之導(dǎo)通投入運行，輸出變壓器將低壓 補償轉(zhuǎn)換為高壓補償，從而對高壓輸電線路進行補償，當(dāng)負載無功電流值低于整定值時，可 編程控制器發(fā)出控制信號，晶閘管投切電容器組退出工作。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種線路晶閘管投切電容動態(tài)無功補償裝置，包括晶閘管投切電容器組、外部電流互感器、可編程控制器和輸出變壓器，晶閘管投切電容器組和外部電流互感器均與可編程控制器連接，晶閘管投切電容器與輸出變壓器串聯(lián)，外部電流互感器和輸出變壓器均與電力系統(tǒng)并聯(lián)連接。本發(fā)明將低壓動態(tài)無功補償和升壓輸出變壓器技術(shù)結(jié)合起來，工作狀態(tài)完全自動進行，確保投切電容器無沖擊、無涌流、無過渡過程，能夠有效改善線路電力質(zhì)量，節(jié)約能源、凈化供用電環(huán)境；提高了功率因數(shù)，節(jié)約電費；解決了供電電壓三相平衡和無功問題。
文檔編號H02J3/18GK102088189SQ20111005410
公開日2011年6月8日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者崔貴峰, 欒濱, 趙慶春, 高永存 申請人:濟南銀河電氣有限公司