專利名稱:低能耗動態(tài)功率因數(shù)補償器的制作方法
本實用新型屬于一種改進的電力網(wǎng)絡(luò)功率因數(shù)補償裝置。適用于高低壓配電系統(tǒng)。
在電力配電系統(tǒng)中，為了減少無功功率，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，常配有功率因數(shù)補償器，一般采用交流接觸器作為電力電容器的投切開關(guān)。比較先進的采用動態(tài)功率因數(shù)補償裝置，如歐洲專利(EP37027B；EP113872A)所提供的方法主回路主要由開關(guān)，雙向晶閘管及電力電容器串聯(lián)或并聯(lián)電抗器組成。這里雙向晶閘管作為無觸點開關(guān)。當電網(wǎng)需要無功功率補償時，△Q檢測電路通過控制電路和觸發(fā)電路發(fā)出觸發(fā)信號，使雙向晶閘管導通，把電力電容器投入電網(wǎng)，因此可以快速及時的向負載提供無功功率。但是由于主回路中為了抑制投入電容器所產(chǎn)生的高次諧波而接入了電抗器，使裝置本身增加了有功功率損耗，同時電抗器體積大、笨重、耗費大量金屬材料、成本也較高。
本實用新型的目的是針對上述問題，提出一種改進的功率因數(shù)補償裝置。它能夠根據(jù)投入電容器的控制信號，在電網(wǎng)中跟蹤電網(wǎng)電壓的波形，使開關(guān)晶閘管的兩端電壓差一旦達到正向?qū)妷罕懔⒓磳?，由于過渡過程較平緩，所以避免了高次諧波電流的產(chǎn)生，這樣可以取消電抗器。本實用新型與已有技術(shù)相比具有體積小，重量輕，節(jié)約電能、節(jié)省金屬、成本低廉的優(yōu)點。
本實用新型的任務(wù)是以如下方式完成的電力電容器一端接一相線，另一端通過一個整流二極管和一個開關(guān)晶閘管及一個輔助晶閘管串聯(lián)一個限流電阻進行異極并聯(lián)，再通過串聯(lián)的組合開關(guān)接到電網(wǎng)的另一相線上。組合開關(guān)是一個由主開關(guān)和一個輔助開關(guān)串聯(lián)一只限流電阻后并聯(lián)而成的。組合開關(guān)的動作程序應(yīng)該是合閘時，先合輔助開關(guān)，后合主開關(guān)。這樣當組合開關(guān)合閘時，電源首先通過組合開關(guān)上的輔助開關(guān)及限流電阻，整流二極管向電力電容器充電至接近電源電壓的峰值。由于有限流電阻避免了電流沖擊。當檢測電路發(fā)出需要投入電力電容器的控制信號時，第一個電壓過零脈沖信號和控制信號共同通過與門，該與門發(fā)出脈沖再驅(qū)動下級驅(qū)動器去觸發(fā)輔助晶閘管的控制極，由于輔助晶閘管兩端處于正向電壓所以導通。電力電容器的電能立即通過輔助晶閘管及串聯(lián)的電阻向負載放電，當電力電容器上的電壓降到與電源瞬時電壓相近時，一旦輔助晶閘管兩端電壓小于正向?qū)妷簳r輔助晶閘管馬上截止。隨后電源電壓逐步升高，電源又通過整流二極管向電力電容器充電，使電力電容器上的電壓又升到接近電源電壓峰值。這時電壓峰值脈沖發(fā)生器在電壓波峰這段時間有一個脈沖產(chǎn)生，與上一個電壓過零脈沖經(jīng)過單穩(wěn)電路延時的信號共同通過另一個與門電路，該與門產(chǎn)生一個脈沖，經(jīng)驅(qū)動器去觸發(fā)開關(guān)晶閘管的控制極。在此同時電源電壓的瞬時值下降，使開關(guān)晶閘管兩端剛達到正向?qū)妷簳r，開關(guān)晶閘管立即導通，此時電壓、電流都較小，這時電力電容器投入電網(wǎng)運行。直到加在開關(guān)晶閘管兩端的電壓瞬時值之差小于正向?qū)妷簳r，開關(guān)晶閘管截止。隨后電源通過整流二極管向電力電容器充電，開始了周而復始的過程。由于開關(guān)晶閘管在導通時，兩端電壓總是由小到大，這樣導通后無沖擊電流，系統(tǒng)不產(chǎn)生高次諧波，所以可以不用電抗器。
以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。
圖1是本實用新型主電路原理圖。
圖2是本實用新型控制電路框圖。
控制電路與主電路必須在同相電源中工作。
參照圖1，一個主開關(guān)(1)和輔助開關(guān)(5)及限流電阻(6)組成為組合開關(guān)，其中輔助開關(guān)(5)串聯(lián)限流電阻(6)和主開關(guān)(1)相并聯(lián)，它的一端接在電網(wǎng)的一個相線上，另一端接在整流二極管(3)的陽極上，同時晶閘管(2)和輔助晶閘管(7)的陰極和整流二極管(3)的陽極相并聯(lián)，輔助晶閘管(7)的陽極通過串聯(lián)的限流電阻(8)并聯(lián)在開關(guān)晶閘管(2)的陽極和整流二極管(3)的陰極上，整流二極管(3)的陰極連接電力電容器(4)的一個極，電力電容器(4)的另一個極接電網(wǎng)的另一相線上。
參照圖2，一個與門(9)的兩個輸入端，一個接△Q檢測電路(16)的控制電平，一個接電壓過零脈沖發(fā)生器(14)的輸出端。與門(9)的輸出端連接驅(qū)動器(10)的輸入端，同時連接一個單穩(wěn)電路(12)，驅(qū)動器(10)的輸出端連接輔助晶閘管(7)的控制極，另一個與門(13)的的兩個輸入端，一個接單穩(wěn)電路(12)的輸出端，一個連接電壓峰值脈沖發(fā)生器(15)的輸出端，與門(13)的輸出端連接驅(qū)動器(11)的輸入端，驅(qū)動器(11)的輸出端連接開關(guān)晶閘管(2)的控制極。
開關(guān)晶閘管(2)和整流二極管(3)的額定電流為主回路電流的1／2倍，輔助晶閘管(7)的額定電流為主回路電流的1／10倍至1／20倍，輔助開關(guān)(5)的額定電流是主回路電流1／20至1／40倍。
操作時，將將組合開關(guān)(1)、(5)、(6)合上該裝置即投入電網(wǎng)中運行，本實用新型也適合在防閃爍技術(shù)方面應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一個由開關(guān)、整流二極管、晶閘管和電力電容器組成的功率因數(shù)自動調(diào)整裝置。其特征是開關(guān)(1)還與一個輔助開關(guān)(5)及一個串聯(lián)在輔助開關(guān)(5)上的限流電阻(6)相并聯(lián)，整流二極管(3)與開關(guān)晶閘管(2)還與一個輔助晶閘管(7)及一個串聯(lián)在輔助晶閘管(7)上的限流電阻(8)相并接，在極性連接上，二個晶閘管(2)、(7)的陰極與整流二極管(3)的陽極為同一方向，二個晶閘管(2)、(7)的陽極與整流二極管(3)的陰極為同一方向，開關(guān)晶閘管(2)和輔助晶閘管(7)被二個與門(9)、(13)，二個驅(qū)動器(10)、(11)，一個單穩(wěn)電路(12)、電壓過零脈沖發(fā)生器(14)、電壓峰值脈沖發(fā)生器(15)及△Q檢測電路(16)組成的控制電路所控制，晶閘管(2)、(7)的控制極分別與控制電路的G1和G2連接。
2.按權(quán)利要求
1規(guī)定的裝置，其特征是開關(guān)晶閘管(2)或整流二極管(3)的額定電流容量是輔助晶閘管(7)額定電流容量的10至20倍，開關(guān)(1)是輔助開關(guān)(5)額定電流容量的20至40倍。
3.按權(quán)利要求
1、2規(guī)定的裝置，其特征是限流電阻(6)與輔助開關(guān)(5)和開關(guān)(1)組裝成一體，合閘的程序是先合輔助開關(guān)(5)后合主開關(guān)(1)。
專利摘要
本實用新型提供了一種改進的電力網(wǎng)絡(luò)動態(tài)功率因數(shù)補償裝置—低能耗動態(tài)功率因數(shù)補償器。它適合于高、低壓配電系統(tǒng)。該裝置與常見的動態(tài)功率因數(shù)補償裝置相比較的特點是，增加了一個輔助開關(guān)、將兩個限流電阻和一個輔助晶閘管及其控制電路，但省掉笨重的、損耗有功功率的電抗器。該裝置具有體積小重量輕、節(jié)約電能、節(jié)省金屬材料、成本低廉的優(yōu)點。
文檔編號H02J3/18GK85200850SQ85200850
公開日1986年10月29日 申請日期1985年10月18日
發(fā)明者周寧 申請人:周寧導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan