專利名稱：一種電能質(zhì)量智能監(jiān)控調(diào)諧裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于電網(wǎng)中的設(shè)備，具體涉及一種電能質(zhì)量監(jiān)控調(diào)諧裝置。
背景技術(shù)：
靜止式電力電容器無功補償技術(shù)，是目前市場上普遍使用的補償技術(shù)，其主 要特點是結(jié)構(gòu)簡單，安裝及運行維護方便。但是，隨著電網(wǎng)的供用電環(huán)境發(fā)生了 變化，用戶的負荷性質(zhì)的多樣性，使電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平逐漸下降，電網(wǎng)"污染"
日趨嚴重，對廣大電力用戶的運行和產(chǎn)品質(zhì)量都帶來了較大影響。在這當中，靜 止式電容器的無功補償裝置也面臨諸多的運行問題。 一是在許多的用戶中，所投 入的補償裝置在設(shè)備安裝后，無法正常投入運行，使該裝置起不到應(yīng)有的節(jié)能降 耗作用；二是已投入運行的無功補償裝置，在運行中相繼發(fā)生熔斷器單個熔斷， 或全部熔斷的"群爆"現(xiàn)象，或運行中電容器"鼓肚"現(xiàn)象，迫使該裝置退出運 行；三是裝置在運行投切過程中，時常有開關(guān)發(fā)生閃絡(luò)放電或開關(guān)短路爆炸，造 成系統(tǒng)大面積的停電事故。傳統(tǒng)無功補償裝置，主要是通過進線開關(guān)與電蓬:器、 電抗器串聯(lián)接入系統(tǒng)起到對無功功率補償作用，其中，開關(guān)采用的是三相一體化 結(jié)構(gòu)，在分合閘時三相聯(lián)動，運行同時分合閘目的；電容器是無功功率補償?shù)闹?要元器件，擔負著無功功率的主要任務(wù)；電抗器采用鐵芯式，主要目的是安裝方 便、體積小、能對電容器合閘時的涌流有限制作用。 該裝置在現(xiàn)有電網(wǎng)運行中存在明顯不足
由于開關(guān)投入時三相聯(lián)動，同時合閘，使得開關(guān)在任何角度合閘時的沖擊涌 流較大，該涌流會在阻抗元件上產(chǎn)生涌流過電壓，該過電壓將會危及電容器和電 抗器的絕緣，長期累積作用，必然損壞電容器或電抗器。
開關(guān)在投切過程中必然產(chǎn)生操作過電壓，再加上電抗器的使用使磁場能量的 增加，將使過電壓水平更高，傳統(tǒng)的避雷器難以滿足要求。
由于電抗器在設(shè)計時參數(shù)固定，在運行中，因諧波的影響，必然發(fā)生電容器 與系統(tǒng)阻抗在某頻次下的并聯(lián)諧振，使流過電容器回路的電抗大幅增加，而燒壞電容器和電抗器。 發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本實用新型研制一種用于解決電網(wǎng)電能質(zhì)量水平下降的裝 置，該裝置可防止開關(guān)閃絡(luò)和爆炸事故，實現(xiàn)動態(tài)補償，穩(wěn)定電壓，提高電網(wǎng)系 統(tǒng)的電能質(zhì)量水平。
本實用新型為實現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案為本實用新型包括控制開 關(guān)、電容器、電抗器和控制開關(guān)，控制開關(guān)的輸入端與電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)接，所述控制 開關(guān)的輸出端與所述電容器和所述電抗器串聯(lián)，所述電抗器上并聯(lián)有能量吸收 器；三相組合過電壓保護器與所述控制開關(guān)的輸出端相串聯(lián)后，其中性點接地； 控制器通過其A/D數(shù)據(jù)采集模塊的接口 (A/D模/數(shù)轉(zhuǎn)換的英文縮寫)與電網(wǎng)系 統(tǒng)聯(lián)接，其出口的輸出控制線與所述控制開關(guān)的電源盒連接。
所述控制開關(guān)與所述電容器之間串接熔斷開關(guān)，在所述電容器和所述控制器 上聯(lián)接有放電裝置。
所述控制開關(guān)為分相控制開關(guān)，采用單相獨立安裝，集中同步控制方式；所 述電抗器為可調(diào)電抗器，分成上下二層空芯結(jié)構(gòu)，上下二層之間用螺栓固定，螺 栓上設(shè)有螺紋。
所述控制器包括
用以對電網(wǎng)系統(tǒng)進線電流Is、母線電壓Us和相位角(!)進行采樣和模/數(shù)轉(zhuǎn)換
的A/D數(shù)據(jù)采集模塊；
用以數(shù)據(jù)處理、監(jiān)控和下達指令的數(shù)字微處理器(以下簡稱為DSP); 用以根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行計算的電能質(zhì)量算法模塊；
用以采用重復(fù)學習最優(yōu)控制策略自動計算補償容量的動態(tài)補償算法模塊；
用以查找三相電壓的零點并進行零點校驗的人工過零監(jiān)控模塊；
用以執(zhí)行DSP指令的輸出執(zhí)行模塊；
所述A/D數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端接口與電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)接，輸出端與所述DSP 聯(lián)接；DSP還分別與所述電能質(zhì)量算法模塊、動態(tài)補償算法模塊、人工過零監(jiān)控 模塊交互式聯(lián)接，所述輸出執(zhí)行模塊執(zhí)行DSP的指令指揮同步開關(guān)單元投切。
所述DSP還與裝置綜合自動化保護模塊交互聯(lián)接；所述輸出執(zhí)行模塊的輸出端還分別聯(lián)接報警器和顯示器。
本實用新型工作原理當本實用新型投入運行時，控制器通過檢測電網(wǎng)系統(tǒng) 電壓的零點，然后分別控制三相開關(guān)在電壓的零點合閘，以最低的涌流沖擊將電 容器和電抗器接入電網(wǎng)系統(tǒng)工作。當運行中發(fā)現(xiàn)運行電流不正常時，可停電對可 調(diào)電抗器的電感參數(shù)進行手動調(diào)節(jié)到設(shè)定目標，然后投入運行。既可消除并聯(lián)諧 振，又可以對單次諧波有較大的濾波作用，提高系統(tǒng)電能質(zhì)量水平。當在退出運 行時，開關(guān)斷開后，由三相組合過電壓保護器和能量吸收裝置分別工作，限制操 作過電壓幅值，防止開關(guān)閃絡(luò)和爆炸事故，同時，放電裝置工作將電容器殘余電 荷放凈。
當分組補償時，控制器"采用重復(fù)學習最優(yōu)控制"技術(shù)，自動選擇補償容量投入， 從而實現(xiàn)動態(tài)補償，穩(wěn)定電壓，節(jié)能降耗目的。當需要監(jiān)測電網(wǎng)系統(tǒng)的的實際電 能質(zhì)量水平時，可通過控制器實時顯示當時的各項電能質(zhì)量指標，以便于進行工 作時的指導(dǎo)。
本實用新型有益效果可防止控制開關(guān)閃絡(luò)和爆炸事故，自動選擇補償 容量投入，實現(xiàn)動態(tài)補償，穩(wěn)定電壓，節(jié)能降耗，提高電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量水平。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1為本實用新型電路結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型控制器結(jié)構(gòu)原理框圖。
具體實施方式
參見圖1、 2。 _ 實施例1
本實用新型包括控制開關(guān)l、電容器2、電抗器3和控制開關(guān)1等部件?？?制開關(guān)1為分相控制開關(guān)，采用單相獨立安裝，集中同步控制方式。電抗器3 為可調(diào)電抗器，分成上下二層空芯結(jié)構(gòu)，上下二層之間用螺栓固定，螺栓上設(shè)有 螺紋?？刂崎_關(guān)l的輸入端與電網(wǎng)系統(tǒng)9聯(lián)接，控制開關(guān)l的輸出端與電容器2和電抗器3串聯(lián)，電抗器3上并聯(lián)有能量吸收器4;三相組合過電壓保護器5與 控制開關(guān)1的輸出端相串聯(lián)后，其中性點接地；控制器6通過其A/D數(shù)據(jù)聚集 模塊61的接口與電網(wǎng)系統(tǒng)9聯(lián)接，其出口的輸出控制線與控制開關(guān)l的電源盒 相連接。在控制開關(guān)1與電容器3之間可串接熔斷開關(guān)8，在電容器3和控制器 6上聯(lián)接有放電裝置7。 一臺控制器至少可控制一個分相控制開關(guān)，通常一臺控 制器要控制多個分相控制開關(guān)，視實際情況需要而定。
實施例2 控制器6包括
用以對電網(wǎng)系統(tǒng)進線電流Is、母線電壓Us和相位角4)進行采樣并模數(shù)轉(zhuǎn)換
的A/D數(shù)據(jù)采集模塊6h
用以數(shù)據(jù)處理、監(jiān)控和下達指令的DSP63;
用以根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行計算的電能質(zhì)量算法模塊62;
用以采用重復(fù)學習最優(yōu)控制策略自動計算補償容量的動態(tài)補償算法模塊
64;
用以査找三相電壓的零點并進行零點校驗的人工過零監(jiān)控模塊65;
用以下達DSP指令的輸出執(zhí)行模塊66;
A/D數(shù)據(jù)采集模塊61的輸入端與電網(wǎng)系統(tǒng)9聯(lián)接，輸出端與DSP63聯(lián)接； DSP63還分別與電能質(zhì)量算法模塊62、動態(tài)補償算法模塊64、人工過零監(jiān)控模 塊65交互式聯(lián)接，輸出執(zhí)行模塊66執(zhí)行DSP63的指令指揮同步開關(guān)單元1投 切。DSP63還與裝置自動化保護模塊67交互聯(lián)接；輸出執(zhí)行模塊66的輸出端還 分別聯(lián)接報警器10和顯示器11。
權(quán)利要求1、一種電能質(zhì)量智能監(jiān)控調(diào)諧裝置，包括電容器、電抗器和控制開關(guān)，控制開關(guān)的輸入端與電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)接，其特征在于所述控制開關(guān)的輸出端與所述電容器和所述電抗器串聯(lián)，所述電抗器上并聯(lián)有能量吸收器；三相組合過電壓保護器與所述控制開關(guān)的輸出端相串聯(lián)，其中性點接地；控制器通過其A/D數(shù)據(jù)采集模塊的接口與電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)接，其出口的輸出控制線與所述控制開關(guān)的電源盒連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電能質(zhì)量智能監(jiān)控調(diào)諧裝置，其特征在于所述控 制開關(guān)與所述電容器之間串接熔斷開關(guān)，在所述電容器和所述控制器上聯(lián)接有放電裝置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電能質(zhì)量智能監(jiān)控調(diào)諧裝置，其特征在于所 述控制開關(guān)為分相控制開關(guān)，采用單相獨立安裝，集中同步控制方式；所述電抗 器為可調(diào)電抗器，分成上下二層空芯結(jié)構(gòu)，上下二層之間用螺栓固定，螺栓上設(shè)有螺紋。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電能質(zhì)量智能監(jiān)控調(diào)諧裝置，其特征在于所述控制器包括用以對電網(wǎng)系統(tǒng)進線電流Is、母線電壓Us和相位角4)進行采樣和模/數(shù)轉(zhuǎn)換的A/D數(shù)據(jù)采集模塊；用以數(shù)據(jù)處理、監(jiān)控和下達指令的數(shù)字微處理器； 用以根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行計算的電能質(zhì)量算法模塊；用以釆用重復(fù)學習最優(yōu)控制策略自動計算補償容量的動態(tài)補償算法模塊；用以査找三相電壓的零點并進行零點校驗的人工過零監(jiān)控模塊；用以執(zhí)行數(shù)字微處理器指令的輸出執(zhí)行模塊；A/D數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端接口與電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)接，其輸出端與數(shù)字微處理器 聯(lián)接；數(shù)字微處理器還分別與電能質(zhì)量算法模塊、動態(tài)補償算法模塊、人工過零 監(jiān)控模塊交互式聯(lián)接，輸出執(zhí)行模塊執(zhí)行數(shù)字微處理器的指令指揮同步開關(guān)單元 投切。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電能質(zhì)量智能監(jiān)控調(diào)諧裝置，其特征在于所求數(shù) 字微處理器還與裝置綜合自動化保護模塊交互聯(lián)接；所述輸出執(zhí)行模塊的輸出端還分別聯(lián)接報警器和顯示器。
專利摘要本實用新型涉及一種電能質(zhì)量智能監(jiān)控調(diào)諧裝置，用于解決電網(wǎng)電能質(zhì)量水平下降的問題，其包括電容器、電抗器和控制開關(guān)，控制開關(guān)的輸入端與電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)接，輸出端與所述電容器和所述電抗器串聯(lián)，所述電抗器上并聯(lián)有能量吸收器；三相組合過電壓保護器與所述控制開關(guān)的輸出端相串聯(lián)后，其中性點接地；控制器通過其A/D數(shù)據(jù)采集模塊的接口與電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)接，其出口的輸出控制線與所述控制開關(guān)的電源盒連接。本實用新型可防止控制開關(guān)閃絡(luò)和爆炸事故，自動選擇補償容量投入，實現(xiàn)動態(tài)補償，穩(wěn)定電壓，節(jié)能降耗，提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平。
文檔編號H01F21/02GK201234141SQ20082011318
公開日2009年5月6日 申請日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日
發(fā)明者李儉華 申請人:李儉華