無功補償裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種無功補償裝置，用于電網母線，所述無功補償裝置包括一信號采集裝置、一控制器、一電感單元以及一移動單元，所述信號采集裝置用于采集所述電網母線的信號并將所述信號發(fā)送至所述控制器；所述電感單元包括一線圈以及一用于在所述線圈內沿所述線圈的軸線運動的鐵芯；所述控制器用于控制所述移動單元調節(jié)所述鐵芯在所述線圈內的長度。本實用新型的無功補償裝置能夠自動調節(jié)電感參數以獲得最佳的抗諧效果，方便無功補償裝置的現場安裝和調試，充分適應諧波干擾頻率的改變以及現場電網的實際情況。
【專利說明】無功補償裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種無功補償裝置，特別涉及一種能夠調節(jié)電感參數的無功補償
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【背景技術】
[0002]由于電力電子技術的飛速發(fā)展，節(jié)能燈、電腦、變頻調速裝置、整流設備和UPS(不間斷電源)等電器特性非線性的電力用戶日趨廣泛，給電網帶來越來越嚴重的諧波干擾，從而影響電能質量下降。感性負載大量增加使用戶的功率因數也日趨下降，因而有源濾波器及無功補償裝置被愈來愈廣泛的使用。
[0003]由于電網的諧波干擾日趨嚴重，它對無功補償裝置造成很大的負面影響，諧波易使無功補償裝置與電網上的變壓器、電動機等感抗性用電設備產生諧振，諧振時在無功補償裝置上將流過很大的電流，從而造成無功補償裝置的損壞。
[0004]為此現通用的無功補償裝置采取了:串聯(lián)為電容器容抗(或容量)5%至14%的電抗器，以避開常見的五次或三次諧波干擾的措施。以減少對電網的危害。
[0005]但是，現在通用的無功補償裝置所配置的電抗器為5%、6%、7%或者12%、14%的，即是固定的，在使用現場是不能改的。因此如遇到以下情況就會發(fā)生問題:
[0006]1、如原配置的電抗器為7%，而現場跟據電網情況需14%或其它％的，只能整機更換。
[0007]2、如電網實際情況是分次諧波(1.5次?2.5次?3.5次諧波等)量大，則電抗器為5%、6%、7%或者12%、14%的無功補償裝置都不能用。
[0008]3、如電網實際運行情況是諧波次數與3次或5次相差較遠，則電抗器為5%、6%、7%或者12%、14%的無功補償裝置抗諧效果較差。
[0009]4、原安裝的無功補償裝置能用，但現在現場電網情況變化，諧波干擾頻率改變，使原安裝的無功補償裝置不能避開諧波干擾頻率。
實用新型內容
[0010]本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術中無功補償裝置適應能力差，無法適應現場電網情況的缺陷，提供一種能夠適應電網，自動調節(jié)電感參數以獲得最佳的抗諧效果的無功補償裝置。
[0011]本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題:一種無功補償裝置，用于電網母線，所述無功補償裝置包括一信號采集裝置、一控制器、一電感單元以及一移動單元，
[0012]所述信號采集裝置用于采集所述電網母線的信號并將所述信號發(fā)送至所述控制器；
[0013]所述電感單元包括一線圈以及一用于在所述線圈內沿所述線圈的軸線運動的鐵
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心；
[0014]所述控制器用于控制所述移動單元調節(jié)所述鐵芯在所述線圈內的長度。
[0015]通過對電網母線的數據采集，可以是采集電壓信號、電流信號，實現無功補償裝置提供的無功補償量的實施調節(jié)。無功補償裝置的電感參數、能夠提供的無功補償量不再是固定不變的，能夠有效地適應現場的安裝環(huán)境。
[0016]通過對電網母線的信號采集，利用現有的計算方法和計算芯片就能夠分析采集到的信號并由此確定功率因數和諧波信息，無功補償裝置能夠通過調節(jié)自身的電感參數來滿足電網的需求。
[0017]較佳地，所述信號采集裝置包括一電壓互感器以及一電流互感器，
[0018]所述電壓互感器用于采集所述電網母線的電壓信號；
[0019]所述電流互感器用于采集所述電網母線的電流信號。
[0020]較佳地，所述鐵芯為微晶合金鐵芯。
[0021]微晶合金是一種金屬晶粒細化至微米級的鑄造合金材料，具有這種超微晶粒的合金可以表現出比其他同類合金更加優(yōu)異的綜合機械性能和力學性能、超強的性能穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性、極好的減摩性和良好的耐磨性。利用微晶合金鐵芯能夠提高本申請的無功補償裝置的性能。
[0022]較佳地，所述移動單元包括一同步電機、一齒輪以及一與所述齒輪嚙合的齒條，所述齒輪設于所述同步電機的轉子上，所述齒條與所述鐵芯連接，所述控制器用于控制所述同步電機旋轉以調節(jié)所述鐵芯在所述線圈內的長度。
[0023]所述齒條與所述鐵芯連接，齒條的軸線(中心線)與所述鐵芯的軸線可以在同一直線上，所述直線也是所述線圈的軸線。利用所述齒輪和所述齒條的配合，將同步電機的旋轉運動轉化成在所述直線上的直線運動。控制器通過對電機的控制完成所述鐵芯在所述線圈內長度的控制，以調節(jié)所述電感參數。
[0024]較佳地，所述無功補償裝置包括一電容裝置，所述電容裝置包括若干相互并聯(lián)的電容單元，所述控制器控制所述電容裝置導通所述電容單元。
[0025]所述并聯(lián)是指電容元件構成回路時，電容元件相互并聯(lián)。每一電容元件可以串聯(lián)一開關，所述控制器通過控制開關來控制所述電容器的導通。所述控制器能夠控制需要導通的電容單元的數量。
[0026]通過控制所述電容單元并聯(lián)接入的數量來調節(jié)電容參數，達到電網的需求。
[0027]較佳地，所述無功補償裝置還包括一顯示單元，所述顯示單元用于顯示所述無功補償裝置的工作信息。
[0028]所述工作信息可以包括無功補償裝置當前提供的無功補償量、所述電網母線的功率因數、所述電網母線的諧波信息、所述電感裝置的電感參數、所述電容裝置的電容參數或所述電容裝置的處于工作的電容單元的數量及編號中的一種或幾種。所述顯示單元顯示多種實時信息，方便操作人員掌握現場情況。為所述無功補償裝置的安裝、工作提供方便。
[0029]在符合本領域常識的基礎上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本實用新型各較佳實例。
[0030]本實用新型的積極進步效果在于:本實用新型的無功補償裝置能夠自動調節(jié)電感參數以獲得最佳的抗諧效果，方便無功補償裝置的現場安裝和調試，充分適應諧波干擾頻率的改變以及現場電網的實際情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本實用新型實施例的無功補償裝置的結構示意圖。
[0032]圖2為本實用新型實施例的移動單元的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0033]下面通過實施例的方式進一步說明本實用新型，但并不因此將本實用新型限制在所述的實施例范圍之中。
[0034]實施例1
[0035]參見圖1、圖2，本實施例提供一種無功補償裝置，用于接入電網母線1，所述無功補償裝置包括一信號采集裝置11、一控制器12、一電感單元13、一移動單元14、一顯示單元15以及一電容裝置16。
[0036]所述信號采集裝置11包括一電壓互感器111以及一電流互感器112。
[0037]所述電壓互感器111用于采集所述電網母線的電壓信號；所述電流互感器112用于采集所述電網母線的電流信號。
[0038]所述電感單元13包括一線圈131以及一用于在所述線圈內沿所述線圈的軸線運動的微晶合金鐵芯132。
[0039]所述移動單元14包括一同步電機141、一齒輪142以及一與所述齒輪嚙合的齒條143。所述齒輪設于所述同步電機的轉子144上，所述齒條與所述微晶合金鐵芯連接以帶動所述微晶合金鐵芯在線圈的軸線上直線運動。
[0040]所述電容裝置包括5個相互并聯(lián)的電容單元，每一電容單元均對應一編號，所述電容單元的編號分別為01、02、03、04、05。所述并聯(lián)是指電容元件構成回路時，電容元件相互并聯(lián)。每一電容元件串聯(lián)一開關，所述控制器12通過控制開關來控制所述電容器的導通。
[0041]所述顯示單元15用于顯示所述無功補償裝置當前提供的無功補償量、所述電網母線的功率因數、所述電網母線的諧波信息、所述電感裝置的電感參數、所述電容裝置的電容參數或所述電容裝置的處于工作的電容單元的數量及編號。
[0042]所述顯示單元15顯示多種實時信息，方便操作人員掌握現場情況。為所述無功補償裝置的安裝、工作提供方便。
[0043]所述控制器12用于控制所述移動單元14調節(jié)所述微晶合金鐵芯在所述線圈內的長度。
[0044]具體來說，所述控制器用于控制所述同步電機旋轉以調節(jié)所述微晶合金鐵芯在所述線圈內的長度。也就是說，所述控制器12對電機的旋轉進行控制，通過對電機的控制完成所述微晶合金鐵芯在所述線圈內長度的控制，以調節(jié)所述電感參數。
[0045]所述控制器還用于控制所述電容裝置導通所述電容單元的數量。
[0046]本實施例無功補償裝置的工作過程為:
[0047]無功補償裝置接入電網母線，無功補償裝置的信號采集裝置11通過電壓互感器和電流互感器采集電網母線的電流和電壓信號。并將所述電流信號和電壓信號傳輸至所述控制器。
[0048]所述控制器分析所述電流信號和電壓信號，確定功率因數和諧波信息。
[0049]所述控制器對同步電機的旋轉進行控制，同步電機的旋轉通過齒輪和齒條轉化成所述微晶合金鐵芯的直線運動，從而調節(jié)微晶合金鐵芯在所述線圈中的長度。本實施例中，通過對功率因數和諧波信息的計算，需要無功補償裝置的鐵芯處于線圈內的長度為15_，所述長度下電感單元13的電感參數才能夠滿足當前電網的需求，而當前鐵芯處于線圈的長度為5mm，則控制器控制所述鐵芯已進入線圈的方向，移動10mm。而所述同步電機每旋轉一圈所述鐵芯移動1_，因此為了使所述鐵芯沿進入線圈的方向移動10_，所述控制器控制所述同步電機旋轉10圈。
[0050]所述控制器對控制所述電容裝置導通所述電容單元的數量以及指定編號的電容單元。本實施例中，需要并聯(lián)的3個電容單元提供的電容參數才能夠滿足當前電網的需求，而當前只有編號為01的電容單元導通，則控制器控制編號02、03的電容單元的開關導通。
[0051]本實施例的無功補償裝置能夠自動調節(jié)電感參數以獲得最佳的抗諧效果，方便無功補償裝置的現場安裝和調試，充分適應諧波干擾頻率的改變以及現場電網的實際情況。
[0052]雖然以上描述了本實用新型的【具體實施方式】，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本實用新型的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種無功補償裝置，用于電網母線，其特征在于，所述無功補償裝置包括一信號采集裝置、一控制器、一電感單元以及一移動單元， 所述信號采集裝置用于采集所述電網母線的信號并將所述信號發(fā)送至所述控制器； 所述電感單元包括一線圈以及一用于在所述線圈內沿所述線圈的軸線運動的鐵芯； 所述控制器用于控制所述移動單元調節(jié)所述鐵芯在所述線圈內的長度。
2.如權利要求1所述的無功補償裝置，其特征在于，所述信號采集裝置包括一電壓互感器以及一電流互感器， 所述電壓互感器用于采集所述電網母線的電壓信號； 所述電流互感器用于采集所述電網母線的電流信號。
3.如權利要求1所述的無功補償裝置，其特征在于，所述鐵芯為微晶合金鐵芯。
4.如權利要求3所述的無功補償裝置，其特征在于，所述移動單元包括一同步電機、一齒輪以及一與所述齒輪嚙合的齒條，所述齒輪設于所述同步電機的轉子上，所述齒條與所述鐵芯連接，所述控制器用于控制所述同步電機旋轉以調節(jié)所述鐵芯在所述線圈內的長度。
5.如權利要求1所述的無功補償裝置，其特征在于，所述無功補償裝置包括一電容裝置，所述電容裝置包括若干相互并聯(lián)的電容單元，所述控制器控制所述電容裝置導通所述電容單元。
6.如權利要求1所述的無功補償裝置，其特征在于，所述無功補償裝置還包括一顯示單元，所述顯示單元與所述控制器連接并用于顯示所述無功補償裝置的工作信息。
【文檔編號】H02J3/18GK204118747SQ201420456985
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權日:2014年8月13日
【發(fā)明者】鄭雷 申請人:上海致維電氣有限公司