專利名稱：低壓三相動態(tài)無功同步補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型特別涉及電カ電子技術(shù)領(lǐng)域的一種低壓三相動態(tài)無功同步補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
目前電カ等領(lǐng)域多采用在高壓端進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)姆椒▉斫鉀Q大型負(fù)載設(shè)備大損耗的問題，但是，高壓補(bǔ)償僅僅是提高了高壓側(cè)的功率因數(shù)，由于低壓端短網(wǎng)系統(tǒng)的巨大的感抗所產(chǎn)生的無功功率依然在短網(wǎng)系統(tǒng)中流動，同時三相不平衡是由于短網(wǎng)的強(qiáng)相(短網(wǎng)較短故感抗較小、所以損耗較小，輸出較大故名強(qiáng)相)和弱相造成的，因此高壓補(bǔ)償不能解決三相平衡的問題，也沒有達(dá)到抵消短網(wǎng)系統(tǒng)無功、提高低壓端功率因數(shù)的作用，由于短網(wǎng)的感抗占整個系統(tǒng)感抗的70%以上，所以不能降低低壓端的損耗，也不能増加變壓器的出力。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于針對以上技術(shù)問題提供一種低壓三相動態(tài)無功同步補(bǔ)償裝置，其可有效補(bǔ)償無功功率，提高功率因數(shù)，減少閃變、消除涌流、抑制三相不平衡、維持輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性，節(jié)約能源。為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案一種低壓三相動態(tài)無功同步補(bǔ)償裝置，其特征在于，它包括計算機(jī)系統(tǒng)、復(fù)數(shù)組單相無功補(bǔ)償控制単元和人機(jī)控制界面，其中，計算機(jī)系統(tǒng)通過總線通訊單元分別與各単相無功補(bǔ)償控制單元連接，且每ー單相無功補(bǔ)償控制単元包括功率因數(shù)控制器、觸摸屏和復(fù)數(shù)機(jī)柜單元，每ー機(jī)柜單元包括綜合電能變送器、電壓電流變送器、過電壓保護(hù)器、進(jìn)線隔離開關(guān)、控制器件組、電容、出線隔離開關(guān)，綜合電能變送器、電壓電流變送器設(shè)置在線路之上，過電壓保護(hù)器并聯(lián)在線路上，進(jìn)線隔離開關(guān)、快速熔斷器、控制器件組、電容、出線隔離開關(guān)串聯(lián)，然后并聯(lián)在線路上，所述控制器件組由復(fù)數(shù)IGCT、IGBT或IEGT模塊組成。進(jìn)ー步的講,所述姆ー單相無功補(bǔ)償控制單元通過MODBUS總線與總線通訊單元連接。所述機(jī)柜單元還包括快速熔斷器，其與控制器件組串聯(lián)。所述控制器件組由驅(qū)動裝置驅(qū)動，所述驅(qū)動裝置包括控制模塊、A相驅(qū)動模塊、B相驅(qū)動模塊、C相驅(qū)動模塊；所述A相驅(qū)動模塊、B相驅(qū)動模塊和C相驅(qū)動模塊均與控制模塊連接；所述的A相驅(qū)動模塊、B相驅(qū)動模塊和C相驅(qū)動模塊分別驅(qū)動2個以上所述控制器件；所述的A相驅(qū)動模塊、B相驅(qū)動模塊和C相驅(qū)動模塊兩兩連接。所述控制模塊采用DSP控制器。綜合電能變送器、電壓電流變送器分別采集系統(tǒng)的電量、電壓、電流等數(shù)據(jù)，通過MODBUS總線發(fā)送給計算機(jī)系統(tǒng)和觸摸屏，計算機(jī)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算、分析，顯示分析結(jié)果并進(jìn)行保存，方便監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄；觸摸屏對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，并顯示運(yùn)行狀態(tài)，同時可以用觸摸屏設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。功率因數(shù)控制器采集高壓端的電流、電壓等參數(shù)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析計算，然后根據(jù)具體情況對控制器件組進(jìn)行相應(yīng)的控制，從而控制電容進(jìn)行功率補(bǔ)償。過電壓保護(hù)器對單相無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)進(jìn)行過電壓保護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障維修時，斷開進(jìn)線隔離開關(guān)和出線隔離開關(guān)，進(jìn)行維修，保障安全。快速熔斷器與控制器件組串聯(lián)對控制器件組起到保護(hù)作用。A相、B相、C相驅(qū)動模塊將來自控制模塊的PWM開關(guān)控制信號做功率放大以驅(qū)動控制器件，其工作過程如下將控制器件過流信號送往控制模塊；當(dāng)控制器件過流時，關(guān)閉控制器件，上、下橋臂的兩個控制器件開關(guān)信號互鎖，防止同時導(dǎo)通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點至少在于 I)、提高變壓器、大電流線路利用率，増加冶煉有效輸入功率。將補(bǔ)償點前移至短網(wǎng)，就地補(bǔ)償短網(wǎng)的大量無功消耗，提高電源輸入電壓、提高變壓器的出力、增加冶煉有效輸入功率。2)、不平衡補(bǔ)償，改善三相的強(qiáng)、弱相狀況。由于三相短網(wǎng)布置和爐體、爐料等總是不平衡的，三相不同的電壓降、不同的功率，就導(dǎo)致了強(qiáng)、弱相現(xiàn)象的形成。采取單相并聯(lián)的方式進(jìn)行無功補(bǔ)償，綜合調(diào)節(jié)各相補(bǔ)償容量，使三相電極的有效工作電壓一致、平衡電極電壓、均衡三相吃料，改善三相的強(qiáng)、弱相狀況，達(dá)到增產(chǎn)、降耗的目的。3)、降低高次諧波，減少諧波對整個供電設(shè)備的危害，減小變壓器及網(wǎng)絡(luò)附加損耗。4)、提高了電能質(zhì)量，改善了系統(tǒng)電氣參數(shù)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。5)、驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)簡単，能根據(jù)控制模塊送來的PWM開關(guān)控制信號做功率放大以驅(qū)動控制器件工作；由于該驅(qū)動能實現(xiàn)上、下橋臂的兩個控制器件開關(guān)信號互鎖，防止其同時導(dǎo)通。

圖I為低壓三相動態(tài)無功同步補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2為低壓三相動態(tài)無功同步補(bǔ)償裝置機(jī)柜電路圖；圖3為驅(qū)動裝置的原理框圖；圖中各附圖標(biāo)記及其指示的組件分別為1計算機(jī)系統(tǒng)、2總線通訊單元、3M0DBUS總線、4功率因數(shù)控制器、電壓電流變送器、6觸摸屏、8機(jī)柜、9綜合電能變送器、10過電壓保護(hù)器、11進(jìn)線隔離開關(guān)、12快速熔斷器、13控制器件組、14電容、15出線隔離開關(guān)、16控制模塊、17a A相驅(qū)動模塊、17bB相驅(qū)動模塊、17c C相驅(qū)動模塊、18控制器件。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式
和附圖對本實用新型作進(jìn)ー步說明。參閱圖1-3，該低壓三相動態(tài)無功同步補(bǔ)償裝置，其計算機(jī)系統(tǒng)通過總線通訊單元分別與三組單相無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)連接，每個單相無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)有功率因數(shù)控制器、觸摸屏和三個機(jī)拒，通過M0DBU$總線互相進(jìn)行連接，每個機(jī)柜包括綜合電能變送器、電壓電流變送器、過電壓保護(hù)器、進(jìn)線隔離開關(guān)、快速熔斷器、控制器件組、電容、出線隔離開關(guān)組成。綜合電能變送器、電壓電流變送器設(shè)置在線路之上，過電壓保護(hù)器并聯(lián)在線路上，進(jìn)線隔離開關(guān)、快速熔斷器、控制器件組、電容、出線隔離開關(guān)串聯(lián)，然后并聯(lián)在線路上。綜合電能變送器、電壓電流變送器分別采集系統(tǒng)的電量、電壓、電流等數(shù)據(jù)，通過MODBUS總線發(fā)送給計算機(jī)系統(tǒng)和觸摸屏，計算機(jī)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算、分析，顯示分析結(jié)果并進(jìn)行保存，方便監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄；觸摸屏對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，并顯示運(yùn)行狀態(tài)，同時可以用觸摸屏設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，控 制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。功率因數(shù)控制器采集高壓端的電流、電壓等參數(shù)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析計算，然后根據(jù)具體情況對控制器件組進(jìn)行相應(yīng)的控制，從而控制電容進(jìn)行功率補(bǔ)償。過電壓保護(hù)器對單相無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)進(jìn)行過電壓保護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障維修時，斷開進(jìn)線隔離開關(guān)和出線隔離開關(guān)，進(jìn)行維修，保障安全。快速熔斷器與控制器件組串聯(lián)對控制器件組起到保護(hù)作用。實用新型的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面I)、提高變壓器、大電流線路利用率，増加有效輸入功率。由于提高了變壓器的載荷能力，變壓器輸入的功率増大，實現(xiàn)增產(chǎn)降耗。2)、不平衡補(bǔ)償，改善三相的強(qiáng)、弱相狀況。由于三相短網(wǎng)布置，三相不同的電壓降、不同的功率，就導(dǎo)致了強(qiáng)、弱相現(xiàn)象的形成。采取單相并聯(lián)的方式進(jìn)行無功補(bǔ)償，綜合調(diào)節(jié)各相補(bǔ)償容量，使三相電極的有效工作電壓一致、平衡電極電壓、均衡三相吃料，改善三相的強(qiáng)、弱相狀況，達(dá)到增產(chǎn)、降耗的目的。3)、降低高次諧波，減少諧波對整個供電設(shè)備的危害，減小變壓器及網(wǎng)絡(luò)附加損耗。4)、提高了電能質(zhì)量，改善了系統(tǒng)電氣參數(shù)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。本實用新型具有以下顯著特點三相分別補(bǔ)償，降低三相不平衡度，有效增產(chǎn)降耗。極大改善電壓跌落和閃變。任何時刻實現(xiàn)自由投切。投切可靠性高，投切開關(guān)無故障投切次數(shù)可以達(dá)到幾百萬次。是普通開關(guān)壽命的幾十倍。由于采用大功率電子元器件投切，抗沖擊性好，可以達(dá)到數(shù)十倍的過電流沖擊而無損壞。投入無涌流，切除無過電壓。具有高度的可靠性，可實現(xiàn)免維護(hù)以及無人值守。先進(jìn)的無快熔保護(hù)設(shè)計，最大限度避免了電容器以及電子開關(guān)的損壞。顯著提高供電系統(tǒng)利用率。前述控制器件組由若干IGBT模塊組成，其由IGBT驅(qū)動裝置驅(qū)動，該驅(qū)動裝置包括DSP控制器、A相IGBT驅(qū)動模塊、B相IGBT驅(qū)動模塊、C相IGBT驅(qū)動模塊；所述的A相IGBT驅(qū)動模塊、B相IGBT驅(qū)動模塊和C相IGBT驅(qū)動模塊均與DSP控制器連接；所述的A相IGBT驅(qū)動模塊、B相IGBT驅(qū)動模塊和C相IGBT驅(qū)動模塊分別驅(qū)動2個所述的IGBT ;所述的A相IGBT驅(qū)動模塊、B相IGBT驅(qū)動模塊和C相IGBT驅(qū)動模塊兩兩連接；所述的A相IGBT驅(qū)動模塊、B相IGBT驅(qū)動模塊和C相IGBT驅(qū)動模塊均采用M57962L型驅(qū)動模塊。[0047]本實用新型響應(yīng)迅速，可同時對諧波和無功功率進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)行范圍寬，可靠性高，功耗低，噪聲小，占地省，不會引起諧振短路。權(quán)利要求1.一種低壓三相動態(tài)無功同步補(bǔ)償裝置，其特征在于，它包括計算機(jī)系統(tǒng)、復(fù)數(shù)組單相無功補(bǔ)償控制單元和人機(jī)控制界面，其中，計算機(jī)系統(tǒng)通過總線通訊單元分別與各單相無功補(bǔ)償控制單元連接，且每一單相無功補(bǔ)償控制單元包括功率因數(shù)控制器、觸摸屏和復(fù)數(shù)機(jī)柜單元，每一機(jī)柜單元包括綜合電能變送器、電壓電流變送器、過電壓保護(hù)器、進(jìn)線隔離開關(guān)、控制器件組、電容、出線隔離開關(guān)，綜合電能變送器、電壓電流變送器設(shè)置在線路之上，過電壓保護(hù)器并聯(lián)在線路上，進(jìn)線隔離開關(guān)、快速熔斷器、控制器件組、電容、出線隔離開關(guān)串聯(lián)，然后并聯(lián)在線路上，所述控制器件組由復(fù)數(shù)IGCT、IGBT或IEGT模塊組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低壓三相動態(tài)無功同步補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述每一單相無功補(bǔ)償控制單元通過MODBUS總線與總線通訊單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低壓三相動態(tài)無功同步補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述機(jī)柜單元還包括快速熔斷器，其與控制器件組串聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低壓三相動態(tài)無功同步補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述控制器件組由驅(qū)動裝置驅(qū)動，所述驅(qū)動裝置包括控制模塊、A相驅(qū)動模塊、B相驅(qū)動模塊、C相驅(qū)動模塊；所述A相驅(qū)動模塊、B相驅(qū)動模塊和C相驅(qū)動模塊均與控制模塊連接；所述的A相驅(qū)動模塊、B相驅(qū)動模塊和C相驅(qū)動模塊分別驅(qū)動2個以上所述控制器件；所述的A相驅(qū)動模塊、B相驅(qū)動模塊和C相驅(qū)動模塊兩兩連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低壓三相動態(tài)無功同步補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述控制模塊采用DSP控制器。
專利摘要本實用新型公開了一種低壓三相動態(tài)無功同步補(bǔ)償裝置，它包括計算機(jī)系統(tǒng)、復(fù)數(shù)組單相無功補(bǔ)償控制單元和人機(jī)控制界面，其中，計算機(jī)系統(tǒng)通過總線通訊單元分別與各單相無功補(bǔ)償控制單元連接，且每一單相無功補(bǔ)償控制單元包括功率因數(shù)控制器、觸摸屏和復(fù)數(shù)機(jī)柜單元，每一機(jī)柜單元包括綜合電能變送器、電壓電流變送器、過電壓保護(hù)器、進(jìn)線隔離開關(guān)、控制器件組、電容、出線隔離開關(guān)，綜合電能變送器、電壓電流變送器設(shè)置在線路之上，過電壓保護(hù)器并聯(lián)在線路上，進(jìn)線隔離開關(guān)、快速熔斷器、控制器件組、電容、出線隔離開關(guān)串聯(lián)，然后并聯(lián)在線路上。本實用新型可有效補(bǔ)償無功功率，提高功率因數(shù)，減少閃變、消除涌流、抑制三相不平衡、維持輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性，節(jié)約能源。
文檔編號H02J3/18GK202395463SQ201120570818
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者文勁余, 鄭建勇, 陳飛, 高留民 申請人:蘇州漢風(fēng)科技發(fā)展有限公司