專利名稱：一種無功補償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無功補償裝置。
背景技術(shù)：
目前，電力系統(tǒng)中的大多數(shù)負荷消耗無功功率，如果供電線路中存在大量無功功率流動，會造成大量能量損耗。因此無功補償是電力系統(tǒng)節(jié)能降耗的必要措施，目前在無功負荷中感性負荷占絕大部分，且這些負荷對無功的需求不斷變化，所以在實際應(yīng)用中無功補償裝置的主要任務(wù)是提供連續(xù)可調(diào)的容性無功。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，晶閘管控制電抗器(TCR)和晶閘管投切電容器(TSC) 形式的靜止補償器(SVC)得到了廣泛的應(yīng)用。其具有無機械磨損、響應(yīng)速度較快等優(yōu)點， 但TCR會產(chǎn)生低次諧波，需要額外的濾波器，TSC是分級控制的，不能連續(xù)調(diào)節(jié)。要提供連續(xù)可調(diào)的容性無功需要采取TCR+固定電容器(FC)或TCR+TSC的形式。有文檔提出一種利用自關(guān)斷器件的脈寬調(diào)制(PWM)型SVC，通過控制開關(guān)的占空比來調(diào)節(jié)電抗器的等效電抗， 與TCR相比產(chǎn)生諧波小，響應(yīng)速度快，但同樣需與FC和TSC配合才能實現(xiàn)容性無功連續(xù)調(diào)節(jié)。而這種通過連續(xù)調(diào)節(jié)感性無功來抵消容性無功的連續(xù)調(diào)節(jié)方式，降低了補償元件的利用率，增加了損耗。雖然，近年來提出的基于電壓型或電流型橋式變流結(jié)構(gòu)的靜止無功補償器STATC0M具有比較理想的補償特性，但這種補償器的控制要比前述的SVC復(fù)雜得多。因此，如何簡單、快速地實現(xiàn)容性無功連續(xù)調(diào)節(jié)，便成為業(yè)內(nèi)人士亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種無功補償裝置，它能連續(xù)調(diào)節(jié)補償電容上的電壓，實現(xiàn)容性無功的連續(xù)調(diào)節(jié)。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種無功補償裝置，它連接市電和負載，包括一綜合控制器、與所述綜合控制器分別連接的一斬波控制模塊和一電容器組控制電路，其中所述電容器組控制電路包括一連接所述市電的多級開關(guān)、若干分別與該多級開關(guān)串聯(lián)的串聯(lián)支路，每個串聯(lián)支路包括依次串聯(lián)的一保護電阻組、一功率因數(shù)控制器連接接觸器的組合、一電抗器組和一無功補償電容器組；所述綜合控制器通過一雙繞組變壓器組連接所述市電，對交流電流、交流電壓采集計算，通過控制策略生成PWM波形，發(fā)送指令給所述斬波控制模塊，所述綜合控制器連接并發(fā)送控制指令給所述功率因數(shù)控制器；所述斬波控制模塊連接所述市電，接收所述綜合控制器的指令，確定PWM控制的精度和速度。上述的無功補償裝置，其中，所述保護電阻組為三個并列的保護電阻，所述電抗器組為三個并列的電抗器。上述的無功補償裝置，其中，所述無功補償電容器組由兩個三角形組成，每個三角
3形的三條邊上分別置有一電容，且其三個頂點分別與同一串聯(lián)支路上的所述電抗器組的三個電抗器連接。上述的無功補償裝置，其中，所述功率因數(shù)控制器接收所述綜合控制器的控制指令，控制所述接觸器，實現(xiàn)所述無功補償電容器組的投切。上述的無功補償裝置，其中，所述綜合控制器同時也直接連接所述市電。本實用新型的有益效果是本實用新型能連續(xù)調(diào)節(jié)補償電容上的電壓，實現(xiàn)容性無功的連續(xù)調(diào)節(jié)；同時，它具有不產(chǎn)生低次諧波，且控制簡單，易于實現(xiàn)的特點。

圖1是本實用新型的無功補償裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實用新型的綜合控制器的結(jié)構(gòu)模塊圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。請參閱圖1并結(jié)合圖2，本實用新型的一種無功補償裝置，它通過10KV/0.4KV變壓器連接市電，包括綜合控制器1、與綜合控制器1分別連接的斬波控制模塊2和電容器組控制電路3，其中電容器組控制電路3包括一連接市電的多級開關(guān)K、若干分別與多級開關(guān)K串聯(lián)的串聯(lián)支路，串聯(lián)支路的總數(shù)為m(m為自然數(shù))，每個串聯(lián)支路相同，第η個串聯(lián)支路包括依次串聯(lián)的一保護電阻組1 (其中η為自然數(shù)，1 ^n^m ；代表第η條支路，下同)、一功率因數(shù)控制器連接接觸器Si的組合、一電抗器組Ln和一無功補償電容器組Cn ；綜合控制器1直接連接市電，同時也通過一雙繞組變壓器組T連接市電。本實施例中，綜合控制器1除核心控制元件采用美國德州儀器(Tl)公司的型號為TMS320F28335 的DSP芯片11以外，還包括有與DSP芯片11連接的脈寬調(diào)制(PWM)模塊12、信號采集模塊 13、A/D轉(zhuǎn)換器14、串行通信接口 15等其他部分。綜合控制器1根據(jù)對交流電流、交流電壓的采集計算，并通過控制策略生成PWM波形，實現(xiàn)對斬波控制模塊2的控制。 斬波控制模塊2連接市電，在本實施例中，斬波控制模塊2采用三菱公司生產(chǎn)的型號為PM200CLA060的智能功率模塊IPM，由高速低功耗的IGBT(絕緣三雙極型功率管)芯片、優(yōu)選的門極驅(qū)動和保護電路構(gòu)成。斬波控制模塊2根據(jù)綜合控制器1生成的PWM波形和輸出電壓和電流的計算，獲得設(shè)備的反饋控制，保證了 PWM控制的精度和速度。保護電阻組1 為三個并列的保護電阻，電抗器組Ln為三個并列的電抗器。無功補償電容器組Cn由兩個三角形組成，每個三角形的三條邊上分別置有一電容，三角形的三個頂點分別與同一串聯(lián)支路上的電抗器組Ln的三個電抗器連接。綜合控制器1連接并控制功率因數(shù)控制器&1，功率因數(shù)控制器&!控制相應(yīng)的接觸器Si，實現(xiàn)無功補償電容器組Cn的投切，連續(xù)調(diào)節(jié)補償電容上的電壓，從而實現(xiàn)整個無功補償裝置的容性無功的連續(xù)調(diào)節(jié)。請參見圖1，其中，無功補償裝置連接壓焊機等負載，圖中CT表示電纜橋架。上述實施例是提供給熟悉本領(lǐng)域內(nèi)的人員來實現(xiàn)或使用本實用新型的，熟悉本領(lǐng)域的人員可在不脫離本實用新型的發(fā)明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或變
4化，因而本實用新型的保護范圍并不被上述實施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權(quán)利要求1.一種無功補償裝置，它連接市電和負載，其特征在于，包括一綜合控制器、與所述綜合控制器分別連接的一斬波控制模塊和一電容器組控制電路，其中所述電容器組控制電路包括一連接所述市電的多級開關(guān)、若干分別與該多級開關(guān)串聯(lián)的串聯(lián)支路，每個串聯(lián)支路包括依次串聯(lián)的一保護電阻組、一功率因數(shù)控制器連接接觸器的組合、一電抗器組和一無功補償電容器組；所述綜合控制器通過一雙繞組變壓器組連接所述市電，對交流電流、交流電壓采集計算，通過控制策略生成PWM波形，發(fā)送指令給所述斬波控制模塊，所述綜合控制器連接并發(fā)送控制指令給所述功率因數(shù)控制器；所述斬波控制模塊連接所述市電，接收所述綜合控制器的指令，確定PWM控制的精度和速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無功補償裝置，其特征在于，所述保護電阻組為三個并列的保護電阻，所述電抗器組為三個并列的電抗器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無功補償裝置，其特征在于，所述無功補償電容器組由兩個三角形組成，每個三角形的三條邊上分別置有一電容，且其三個頂點分別與同一串聯(lián)支路上的所述電抗器組的三個電抗器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無功補償裝置，其特征在于，所述功率因數(shù)控制器接收所述綜合控制器的控制指令，控制所述接觸器，實現(xiàn)所述無功補償電容器組的投切。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無功補償裝置，其特征在于，所述綜合控制器同時也直接連接所述市電。
專利摘要本實用新型公開了一種無功補償裝置，它連接市電和負載，所述無功補償裝置包括一綜合控制器、與所述綜合控制器分別連接的一斬波控制模塊和一電容器組控制電路，所述電容器組控制電路包括一連接所述市電的多級開關(guān)、若干分別與該多級開關(guān)串聯(lián)的串聯(lián)支路，每個串聯(lián)支路包括依次串聯(lián)的一保護電阻組、一功率因數(shù)控制器連接接觸器的組合、一電抗器組和一無功補償電容器組，所述綜合控制器通過對所述斬波控制模塊和所述功率因數(shù)控制器的控制，連續(xù)調(diào)節(jié)補償電容上的電壓，實現(xiàn)容性無功的連續(xù)調(diào)節(jié)。本實用新型還具有不產(chǎn)生低次諧波，且控制簡單，易于實現(xiàn)的特點。
文檔編號H02J3/18GK202150700SQ20112022712
公開日2012年2月22日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者仲雋偉, 姚建歆, 張健, 張小越, 張炳華, 徐劍, 李亮, 潘麟, 王吮文, 蔣偉, 陳偉, 顧劍磊, 馬曉杰 申請人:上海中區(qū)節(jié)電科技有限公司, 上海市電力公司, 上海榮靈網(wǎng)絡(luò)科技有限公司