專利名稱：低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣控制領(lǐng)域，尤其涉及一種具有凈化電網(wǎng)和無功補(bǔ)償?shù)牡蛪簞?dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的進(jìn)步技術(shù)的發(fā)展，大量的電力電子設(shè)備被投入到電網(wǎng)中廣泛使用，使得動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償(快速跟蹤無功補(bǔ)償)與諧波治理的問題日益突出，配電系統(tǒng)中常常會(huì)出現(xiàn)含有諧波，這些諧波不但污染電網(wǎng)而且對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生了威脅，降低了設(shè)備的利用率，增加了供電投資，損害了電壓質(zhì)量，降低了設(shè)備的實(shí)用壽命，大大增加了線路損耗。同時(shí)，負(fù)荷變化較大的工況，傳統(tǒng)的靜態(tài)無功補(bǔ)償及靜態(tài)無源濾波裝置無法滿足這一需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有凈化電網(wǎng)和無功補(bǔ)償?shù)牡蛪簞?dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波
治理裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置，本低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置包括控制器、觸發(fā)電路、多個(gè)一次回路、電流互感器及斷路器，多個(gè)一次回路間相互并聯(lián)，組成主電路，控制器、觸發(fā)電路、主電路、電流互感器及斷路器依次串聯(lián)，控制器連接于三相電網(wǎng)，斷路器未連接電流互感器的一端連接于負(fù)載電路，主電路連接于控制器。由此，本發(fā)明的一種低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置，由控制器實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量三相電網(wǎng)負(fù)荷的電壓PT、電流CT、無功功率和功率因數(shù)，采集的數(shù)據(jù)通過控制器進(jìn)行分析、計(jì)算，并與預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，檢測(cè)和分析當(dāng)前配電系統(tǒng)諧波電流的次數(shù)和電流大小，自動(dòng)選擇能達(dá)到最佳補(bǔ)償效果的補(bǔ)償容量，并發(fā)出指令給觸發(fā)電路，由觸發(fā)電路判斷主電路的導(dǎo)通時(shí)刻，觸發(fā)電路發(fā)出導(dǎo)通指令給主電路，進(jìn)而控制主電路的工作，實(shí)現(xiàn)濾除系統(tǒng)中的諧波電流。進(jìn)而達(dá)到清潔電網(wǎng)，降損節(jié)能，保證配電系統(tǒng)穩(wěn)定、有效地運(yùn)行的目的。在一些實(shí)施方式中，一次回路中元件包括熔斷器、投切開關(guān)、濾波電抗器及電容器組，熔斷器、投切開關(guān)、濾波電抗器及電容器組依次串聯(lián)。由此，每個(gè)一次回路即為一個(gè)濾波補(bǔ)償模塊，另外，濾波電抗器和電容器組串聯(lián)形成一個(gè)濾波器組。在一些實(shí)施方式中，各一次回路通過投切開關(guān)連接于觸發(fā)電路。由此，在控制器對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算，并發(fā)出指令給觸發(fā)電路后，由觸發(fā)電判斷投切開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)亥IJ，并發(fā)出投切指令給投切開關(guān)，控制主電路的工作。在一些實(shí)施方式中，投切開關(guān)為接觸器(K)或?yàn)榫чl管(T)。因而，達(dá)到精確實(shí)施無功補(bǔ)償?shù)哪康摹Ｔ谝恍?shí)施方式中，觸發(fā)電路中包括一過零觸發(fā)模塊。因而，觸發(fā)電路通過該過零觸發(fā)模塊判斷投切開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)刻。在一些實(shí)施方式中，電容器組為呈三角形依次連接排列的電容器，或?yàn)槿齻€(gè)電容·器相互并聯(lián)而成。因而，便于實(shí)際需呀選擇濾波補(bǔ)償?shù)呐渲梅桨?。本發(fā)明的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置主要運(yùn)用于配電柜的電容補(bǔ)償柜中，在原有電容補(bǔ)償柜的基礎(chǔ)了增加了濾波回路，一方面有效的解決了諧波無功干擾并聯(lián)電容器投切補(bǔ)償?shù)膯栴}，另一方面能有效濾除特定負(fù)載產(chǎn)生的諧波，清潔了電網(wǎng)，延長(zhǎng)了配電設(shè)備和用電設(shè)備的使用時(shí)間，使得電容補(bǔ)償柜能正常運(yùn)行，提高了功率因數(shù)，起到了降損節(jié)能的效果，為配電系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)環(huán)保動(dòng)力。



圖I為本發(fā)明的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置具體實(shí)施方式
I的一次線路原理圖；圖2為圖I所示低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置的一次系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)施圖；圖3為圖I所示低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置的工作流程圖；圖4為本發(fā)明的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置具體實(shí)施方式
2的一次線路原理圖；圖5為圖4所示低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置的一次系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)施圖；圖6為本發(fā)明的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置具體實(shí)施方式
3的一次線路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I至圖6示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的三種實(shí)施方式的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置。
具體實(shí)施方式
I:圖I至圖3示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置。圖I為本發(fā)明一種實(shí)施方式(三相共補(bǔ))的一次線路原理圖。如圖I所示，本發(fā)明的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置的一次線路中元件包括熔斷器1011、投切開關(guān)1012、濾波電抗器1013及電容器組1014。其中熔斷器1011、投切開關(guān)1012、濾波電抗器1013及電容器組1014依次串聯(lián)，構(gòu)成濾波補(bǔ)償模塊。濾波電抗器1013和電容器組1014串聯(lián)形成一個(gè)濾波器組1016。如圖I所示，熔斷器1011、投切開關(guān)1012及濾波電抗器1013依次串聯(lián)。三個(gè)電容器14呈三角形依次排列，三角形線路每個(gè)邊路上各有一個(gè)電容器14，形成三角排列的電容器組1014。三角排列的電容器組1014串聯(lián)于濾波電抗器1013未連接投切開關(guān)1012的一端。其中，在本發(fā)明的此實(shí)施方式中，投切開關(guān)1012為接觸器(K)，接觸器(K)采用兩個(gè)無觸點(diǎn)可控硅開關(guān)，兩個(gè)無觸點(diǎn)可控硅開關(guān)相互反向并聯(lián)連接。濾波補(bǔ)償模塊通過該投切裝置進(jìn)行不等步自動(dòng)投切，實(shí)現(xiàn)精切實(shí)施三相共補(bǔ)。圖2為本發(fā)明的一種低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置的一次系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)施圖。如圖2所示，一次系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)施圖中元件包括控制器20、觸發(fā)電路30、至少一個(gè)一次線路101、電流互感器40及斷路器50。各個(gè)一次線路101間相互并聯(lián)構(gòu)成主電路10。如圖2所示，控制器20、觸發(fā)電路30、主電路10、電流互感器40及斷路器50依次串聯(lián)?？刂破?0連接于配電系統(tǒng)的三相電網(wǎng)。斷路器50未連接電流互感器40的一端連接于負(fù)載電路，主電路10與控制器20連接。其中，主電路10通過各個(gè)一次線路101中的投切開關(guān)1012與觸發(fā)電路30連接。如圖2和圖3所示，本發(fā)明通過采樣環(huán)節(jié)，由控制器20實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量三相電網(wǎng)中負(fù)荷的電壓PT、電流CT、無功功率和功率因數(shù)，控制器20對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算，并與預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，檢測(cè)和分析當(dāng)前配電系統(tǒng)諧波電流的次數(shù)和電流大小，自動(dòng)選擇能達(dá)到最佳補(bǔ)償效果的補(bǔ)償容量，并控制器20由發(fā)出指令給觸發(fā)電路30，由觸發(fā)電路30中的過零觸發(fā)模塊301判斷主電路10中投切開關(guān)1012的導(dǎo)通時(shí)刻，觸發(fā)電路30發(fā)出投切指令給投切開關(guān)1012，控制主電路10中濾波器組1016的工作，實(shí)現(xiàn)快速、無沖擊地投切由電容器組1014和濾波電抗器1013組成的濾波器組1016，濾除系統(tǒng)中的諧波電流，進(jìn)而達(dá)到清潔電網(wǎng)，降損節(jié)能，保證配電系統(tǒng)穩(wěn)定、有效地運(yùn)行的目的。本發(fā)明的此具體實(shí)施方式
的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置，根據(jù)控制器同意取樣，各相投入相同的補(bǔ)償容量，適用于三相負(fù)載基本平衡，各相負(fù)載的COS爐相近的網(wǎng)絡(luò)。
具體實(shí)施方式
2 如圖4和圖5示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置。圖4為本發(fā)明一種實(shí)施方式(單相分補(bǔ))的一次線路原理圖。如圖4所示，本發(fā)明的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置的一次線路中元件包括熔斷器1011、投切開關(guān)1012、濾波電抗器1013及電容器組1014。其中熔斷器1011、投切開關(guān)1012、濾波電抗器1013及電容器組1014依次串聯(lián)，構(gòu)成濾波補(bǔ)償模塊。濾波電抗器1013和電容器組1014串聯(lián)形成一個(gè)濾波器組1016。如圖4所示，熔斷器1011、投切開關(guān)1012及濾波電抗器1013依次串聯(lián)。三個(gè)電容器14相互并聯(lián)形成電容器組1014。電容器組1014串聯(lián)于濾波電抗器1013未連接投切開關(guān)1012的一端。其中，在本發(fā)明的此實(shí)施方式中，投切開關(guān)1012為晶閘管(T)，晶閘管(T)采用兩個(gè)無觸點(diǎn)可控硅開關(guān)，兩個(gè)無觸點(diǎn)可控硅開關(guān)相互反向并聯(lián)連接。晶閘管(T)實(shí)現(xiàn)零電流投入、零電流切除，無涌流，無沖擊。濾波補(bǔ)償模塊通過該投切裝置進(jìn)行不等步自動(dòng)投切，實(shí)現(xiàn)精切實(shí)施單相分補(bǔ)。圖5為本發(fā)明的一種低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置的一次系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)施圖。如圖5所示，一次系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)施圖中元件包括控制器20、觸發(fā)電路30、至少一個(gè)一次線路101、電流互感器40及斷路器50。各個(gè)一次線路101間相互并聯(lián)構(gòu)成主電路10。如圖5所示，控制器20、觸發(fā)電路30、主電路10、電流互感器40及斷路器50依次串聯(lián)。控制器20連接于配電系統(tǒng)的三相電網(wǎng)。斷路器50未連接電流互感器40的一端連接于負(fù)載電路，主電路10與控制器20連接。其中，主電路10通過各個(gè)一次線路101中的投切開關(guān)1012與觸發(fā)電路30連接。本發(fā)明的此實(shí)施方式的一種低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置各相分別取樣，各相分別投入不同的補(bǔ)償容量，適用于各相負(fù)載相差較大，其COSp值也有較大差別的場(chǎng)合。
具體實(shí)施方式
3 如圖6示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的又一種實(shí)施方式的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置。圖6為本發(fā)明一種實(shí)施方式(三相公補(bǔ)與單相分補(bǔ)相結(jié)合)的一次系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)施圖。如圖6所示，一次系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)施圖中包括三相共補(bǔ)的一次線路和單相分補(bǔ)的一次線路，三相共補(bǔ)的一次線路和單相分補(bǔ)的一次線路相間成對(duì)設(shè)置，各一次線路間相互并聯(lián)構(gòu)成主電路10。如圖所示，控制器20、觸發(fā)電路30、主電路10、電流互感器40及斷路器50依次串聯(lián)?？刂破?0連接于配電系統(tǒng)的三相電網(wǎng)。斷路器50末連接電流互感器40的一端連接于負(fù)載電路，主電路10與控制器20連接。其中，主電路10通過各個(gè)一次線路101中的投切開關(guān)1012與觸發(fā)電路30連接。本發(fā)明的此實(shí)施方式的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置運(yùn)行方式機(jī)動(dòng)靈活，適用方位廣泛。本發(fā)明的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置控制器采用前饋式監(jiān)測(cè)(三相平衡 負(fù)荷，采集單相信號(hào)，三相不平衡負(fù)荷，采集三相信號(hào))，以負(fù)載的實(shí)時(shí)無功功率為投切物理量，應(yīng)用瞬時(shí)無功控制理論及網(wǎng)壓支持算法，在IOms內(nèi)完成信號(hào)數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、及控制輸出。投切開關(guān)接到投切指令后，在小于IOms內(nèi)完成零電流投入，投切無涌流，對(duì)電網(wǎng)無沖擊，并且在主電路和投切開關(guān)中采取措施，對(duì)于主電路電容器有預(yù)充電的作用，避免了投切電容器的沖擊，使運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全、可靠。為保證實(shí)時(shí)跟蹤投切，整個(gè)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間小于20ms，可滿足快速變化負(fù)載的需要，實(shí)現(xiàn)快速補(bǔ)償。本發(fā)明的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置主要運(yùn)用于配電柜的電容補(bǔ)償柜中，在原有電容補(bǔ)償柜的基礎(chǔ)了增加了濾波回路，，一方面有效的解決了諧波無功干擾并聯(lián)電容器投切補(bǔ)償?shù)膯栴}，另一方面對(duì)特定負(fù)載產(chǎn)生的諧波進(jìn)行有效濾除，清潔了電網(wǎng)，延長(zhǎng)了配電設(shè)備和用電設(shè)備的使用時(shí)間，諧波濾除后，使得電容補(bǔ)償柜能正常運(yùn)行，提高了功率因數(shù)，起到了降損節(jié)能的效果，為配電系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)環(huán)保動(dòng)力。上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明的等效實(shí)施例或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置，其特征在于，包括控制器(20)、觸發(fā)電路(30)、多個(gè)一次回路(101)、電流互感器(40)及斷路器(50)，所述多個(gè)一次回路(101)間相互并聯(lián)，組成主電路(10)，所述控制器(20)、觸發(fā)電路(30)、主電路(10)、電流互感器(40)及斷路器(50)依次串聯(lián)，所述控制器(20)連接于三相電網(wǎng)，所述斷路器(50)未連接所述電流互感器(40)的一端連接于負(fù)載電路，所述主電路(10)連接于所述控制器(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置，其特征在于，所述一次回路(101)中元件包括熔斷器(1011)、投切開關(guān)(1012)、濾波電抗器(1013)及電容器組(1014)，所述熔斷器(1011)、投切開關(guān)(1012)、濾波電抗器(1013)及電容器組(1014)依次串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置，其特征在于，所述各一次回路(101)通過投切開關(guān)(1012)連接于所述觸發(fā)電路(30)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置，其特征在于，所述投切開關(guān)(1012)為接觸器(K)或?yàn)榫чl管(T)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置，其特征在于，所述觸發(fā)電路(30)中包括一過零觸發(fā)模塊(301)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置，其特征在于，所述電容器組(1014)為呈三角形依次連接排列的電容器(14)，或?yàn)槿齻€(gè)電容器(14)相互并聯(lián)而成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置，包括控制器、觸發(fā)電路、多個(gè)一次回路、電流互感器及斷路器，多個(gè)一次回路間相互并聯(lián)，組成主電路，控制器、觸發(fā)電路、主電路、電流互感器及斷路器依次串聯(lián)，控制器連接于三相電網(wǎng)，斷路器未連接電流互感器的一端連接于負(fù)載電路，主電路連接于控制器。本發(fā)明的低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償及諧波治理裝置由控制器實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量三相電網(wǎng)負(fù)荷的電壓、電流、諧波、無功功率和功率因數(shù)，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算，根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果發(fā)出指令給投切開關(guān)，由投切開關(guān)發(fā)出導(dǎo)通指令給由電容器、電抗器組成的濾波支路，控制濾波器的工作，實(shí)現(xiàn)濾除系統(tǒng)中的諧波電流，進(jìn)而達(dá)到清潔電網(wǎng)，降損節(jié)能的目的。
文檔編號(hào)H02J3/18GK102931670SQ20121047215
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者劉曉林 申請(qǐng)人:南通大洋電力設(shè)備有限公司