本發(fā)明涉及一種用于三相功率優(yōu)化裝置中的復(fù)用型電容器組投切模塊。
背景技術(shù)：
在我國的城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中，主要采用三相四線制的配電方式。由于用戶側(cè)存在著大量的單相有功負(fù)荷和無功負(fù)荷，而且用電不具有同時(shí)性，因此，一方面使線路中的無功電流增大，導(dǎo)致無功損耗增大；另一方面使三相配電變壓器處于不對稱的運(yùn)行狀態(tài)，產(chǎn)生大量的負(fù)序電流和零序電流，這些負(fù)序電流和零序電流會(huì)嚴(yán)重污染電網(wǎng)，大大增加電網(wǎng)的功率損耗，增大變壓器的損耗，降低變壓器的出力，給配電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來威脅。
現(xiàn)有三相功率優(yōu)化裝置大都采用電容分補(bǔ)或者電容共補(bǔ)的方式補(bǔ)償負(fù)荷無功，提高功率因數(shù)，減少線路無功損耗，達(dá)到節(jié)約能耗的目的。
電容分補(bǔ)方式采用星接三相電容器模塊，所述星接三相電容器模塊包含A、B、C、N四個(gè)輸入端子，所述A、B、C輸入端子分別通過三個(gè)接觸器與三相交流電A、B、C線連接，所述N輸入端子與零線連接。
電容共補(bǔ)方式采用角接三相電容器模塊，所述角接三相電容器模塊包含A、B、C三個(gè)輸入端子，所述A、B、C輸入端子分別通過三個(gè)接觸器與三相交流電A、B、C線連接。
電容分補(bǔ)和共補(bǔ)方式都只能將系統(tǒng)中的無功電流補(bǔ)償?shù)?，對于不對稱的有功電流部分卻無能為力；且無法精確控制每相投入電容的數(shù)量和容量，對于三相不平衡系統(tǒng)，會(huì)出現(xiàn)某相無功欠補(bǔ)償或者過補(bǔ)償，無功欠補(bǔ)償使得電容器組不能完全發(fā)揮作用，補(bǔ)償后線路中仍然存在有較大的無功電流，而過補(bǔ)償則將向系統(tǒng)輸送無功電流，大量地倒送無功會(huì)造成系統(tǒng)損耗增加，使電流的不平衡度變得更大。
本發(fā)明針對上述三相功率優(yōu)化裝置所存在的不足之處進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一種復(fù)用型電容器組投切模塊，該模塊由三個(gè)電容器和多個(gè)可控開關(guān)組成，通過控制不同可控開關(guān)的動(dòng)作，使不同數(shù)量和容量的電容器接入三相交流電的相零之間或相相之間，若電容器接入交流電的相零之間，則可以補(bǔ)償系統(tǒng)的無功功率，若電容器接入交流電的相相之間，則可以轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的有功電流，解決系統(tǒng)三相電流不平衡的問題。因此該模塊既可以通過補(bǔ)償系統(tǒng)中的無功電流，減小系統(tǒng)中的無功損耗；也可以通過在相間轉(zhuǎn)移有功電流，使三相有功電流達(dá)到平衡，實(shí)現(xiàn)功率優(yōu)化和節(jié)能降耗的目的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為三相功率優(yōu)化裝置提供一種復(fù)用型電容器組投切模塊，該模塊可以使不同數(shù)量和容量的電容器接入三相交流電的相零之間或相相之間，既能夠補(bǔ)償系統(tǒng)的無功功率，減小系統(tǒng)中的無功損耗，又能夠轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的有功電流，解決系統(tǒng)三相電流不平衡的問題，實(shí)現(xiàn)功率優(yōu)化和節(jié)能降耗的目的。
本發(fā)明具體通過如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的：復(fù)用型電容器組投切模塊，包括3個(gè)電容器C1、C2、C3，8個(gè)可控開關(guān)K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8，控制器和驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路；所述電容器C1、C2并聯(lián)的第一連接點(diǎn)與所述可控開關(guān)K7的第一端連接，所述電容器C1、C2并聯(lián)的第二連接點(diǎn)與所述電容器C3的第二端相連，所述電容器C3的第一端與所述可控開關(guān)K8的第一端連接，所述可控開關(guān)K1、K2、K3的第一端分別與三相四線交流電的零線N相、C相、B相連接,第二端分別均與所述電容器C3的第二端連接，所述可控開關(guān)K4、K5、K6的第一端分別均與三相四線交流電的C相、B相、A相連接，第二端連接在一起并分別與所述可控開關(guān)K7、K8的第二端連接，所述控制器輸出8路驅(qū)動(dòng)信號，經(jīng)過所述驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，分別控制所述8個(gè)可控開關(guān)的斷開和閉合。
所述8個(gè)可控開關(guān)的初始狀態(tài)均為斷開狀態(tài)。
所述電容器C1、C2、C3的容量相等。
所述驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路對輸入的驅(qū)動(dòng)信號進(jìn)行處理，調(diào)整其波形、幅度、寬度、移相和重復(fù)頻率，并對其進(jìn)行隔離，形成適合可控開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號。
作為本發(fā)明的可選實(shí)施方式：所述可控開關(guān)元件均為復(fù)合開關(guān)，復(fù)合開關(guān)可以進(jìn)行過零投切，可有效的避免投切過程中產(chǎn)生的浪涌電流和觸頭間拉弧的現(xiàn)象。
作為本發(fā)明的可選實(shí)施方式：所述可控開關(guān)元件均為同步開關(guān)，同步開關(guān)可以在開關(guān)接點(diǎn)兩端電壓為零的時(shí)刻閉合，從而實(shí)現(xiàn)電容器的無涌流投入，在電流為零的時(shí)刻斷開，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)接點(diǎn)的無電弧分?jǐn)唷?/p>
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：
本發(fā)明通過控制不同可控開關(guān)的動(dòng)作，使不同數(shù)量和容量的電容器接入三相交流電的相零之間或相相之間，若電容器接入交流電的相零之間，則可以補(bǔ)償系統(tǒng)的無功功率，若電容器接入交流電的相相之間，則可以轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的有功電流，解決系統(tǒng)三相電流不平衡的問題。因此該模塊既可以通過補(bǔ)償系統(tǒng)中的無功電流，減小系統(tǒng)中的無功損耗；也可以通過在相間轉(zhuǎn)移有功電流，使三相有功電流達(dá)到平衡，實(shí)現(xiàn)功率優(yōu)化和節(jié)能降耗的目的。
附圖說明
圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的復(fù)用型電容器組投切模塊原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)施例的復(fù)用型電容器組投切模塊包括3個(gè)電容器C1、C2、C3，8個(gè)同步開關(guān)K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8，控制器和驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路。所述電容器C1、C2并聯(lián)的第一連接點(diǎn)與所述同步開關(guān)K7的第一端連接，所述電容器C1、C2并聯(lián)的第二連接點(diǎn)與所述電容器C3的第二端相連，所述電容器C3的第一端與所述同步開關(guān)K8的第一端連接，所述同步開關(guān)K1、K2、K3的第一端分別與三相四線交流電的零線N、C相、B相連接,第二端分別均與所述電容器C3的第二端連接，所述同步開關(guān)K4、K5、K6的第一端分別均與三相四線交流電的A相、B相、C相連接，第二端連接在一起并分別與所述同步開關(guān)K7、K8的第二端連接，所述控制器輸出8路驅(qū)動(dòng)信號KDr1、KDr2、KDr3、KDr4、KDr5、KDr6、KDr7、KDr8，經(jīng)過所述驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，分別控制所述8個(gè)同步開關(guān)的動(dòng)作。
本實(shí)施例的工作原理如下：
同步開關(guān)K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8的初始狀態(tài)均為斷開狀態(tài)。
若進(jìn)行A相無功補(bǔ)償，則控制器首先輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr1和KDr6，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K1和K6閉合；然后根據(jù)實(shí)際的需求選擇投入不同數(shù)量和容量的電容器：若需要投入電容器C3，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr8，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K8閉合，此時(shí)電容器C3接入交流A相與零線N之間；若需要投入電容器C1和C2，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr7，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K7閉合，此時(shí)電容器C1和C2接入交流A相與零線N之間；若需要投入電容器C1、C2和C3，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr7和KDr8，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K7和K8閉合，此時(shí)電容器C1、C2和C3接入交流A相與零線N之間。
若進(jìn)行B相無功補(bǔ)償，則控制器首先輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr1和KDr5，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K1和K5閉合；然后根據(jù)實(shí)際的需求選擇投入不同數(shù)量和容量的電容器：若需要投入電容器C3，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr8，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K8閉合，此時(shí)電容器C3接入交流B相與零線N之間；若需要投入電容器C1和C2，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr7，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K7閉合，此時(shí)電容器C1和C2接入交流B相與零線N之間；若需要投入電容器C1、C2和C3，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr7和KDr8，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K7和K8閉合，此時(shí)電容器C1、C2和C3接入交流B相與零線N之間。
若進(jìn)行C相無功補(bǔ)償，則控制器首先輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr1和KDr4，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K1和K4閉合；然后根據(jù)實(shí)際的需求選擇投入不同數(shù)量和容量的電容器：若需要投入電容器C3，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr8，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K8閉合，此時(shí)電容器C3接入交流C相與零線N之間；若需要投入電容器C1和C2，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr7，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K7閉合，此時(shí)電容器C1和C2接入交流C相與零線N之間；若需要投入電容器C1、C2和C3，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr7和KDr8，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K7和K8閉合，此時(shí)電容器C1、C2和C3接入交流C相與零線N之間。
若進(jìn)行三相電流不平衡調(diào)節(jié)，當(dāng)需要在A相和B相之間轉(zhuǎn)移有功電流時(shí)，則控制器首先輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr3和KDr6，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K3和K6閉合；然后根據(jù)實(shí)際的需求選擇投入不同數(shù)量和容量的電容器：若需要投入電容器C3，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr8，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K8閉合，此時(shí)電容器C3接入交流A相與交流B相之間；若需要投入電容器C1和C2，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr7，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K7閉合，此時(shí)電容器C1和C2接入交流A相與交流B相之間；若需要投入電容器C1、C2和C3，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr7和KDr8，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K7和K8閉合，此時(shí)電容器C1、C2和C3接入交流A相與交流B相之間。
若進(jìn)行三相電流不平衡調(diào)節(jié)，當(dāng)需要在B相和C相之間轉(zhuǎn)移有功電流時(shí)，則控制器首先輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr2和KDr5，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K2和K5閉合；然后根據(jù)實(shí)際的需求選擇投入不同數(shù)量和容量的電容器：若需要投入電容器C3，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr8，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K8閉合，此時(shí)電容器C3接入交流B相與交流C相之間；若需要投入電容器C1和C2，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr7，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K7閉合，此時(shí)電容器C1和C2接入交流B相與交流C相之間；若需要投入電容器C1、C2和C3，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr7和KDr8，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K7和K8閉合，此時(shí)電容器C1、C2和C3接入交流B相與交流C相之間。
若進(jìn)行三相電流不平衡調(diào)節(jié)，當(dāng)需要在A相和C相之間轉(zhuǎn)移有功電流時(shí)，則控制器首先輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr2和KDr6，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K2和K6閉合；然后根據(jù)實(shí)際的需求選擇投入不同數(shù)量和容量的電容器：若需要投入電容器C3，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr8，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K8閉合，此時(shí)電容器C3接入交流A相與交流C相之間；若需要投入電容器C1和C2，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr7，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K7閉合，此時(shí)電容器C1和C2接入交流A相與交流C相之間；若需要投入電容器C1、C2和C3，則控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號KDr7和KDr8，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)調(diào)理電路處理之后，驅(qū)動(dòng)同步開關(guān)K7和K8閉合，此時(shí)電容器C1、C2和C3接入交流A相與交流C相之間。