一种新型低压无功补偿装置制造方法及图纸

一种新型低压无功补偿装置，包括电流互感器、交流插件、A/D转换器，其特征在于，还包括无功补偿控制器、执行机构、电子复合开关和补偿元件。所述无功补偿控制器由CPU、交流模块、电源模块、出口模块、人机对话板构成。所述电子复合开关由晶闸管与交流接触器并联构成，所述电子复合开关充分利用晶闸管投切时间控制准确的优势，在电容器组投切的瞬间以晶闸管开关为主，而在电容器投入运行期间则退出晶闸管开关，以交流接触器的触点通过电容负载电流。本发明专利技术装置控制器是基于16位的DSP设计，响应速度快，能对低压配电网无功进行动态跟踪补偿。而且控制简单，性能可靠，人机界面友好，操作方便。本发明专利技术适用于电网的低压无功补偿。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种新型低压无功补偿装置，包括电流互感器、交流插件、A/D转换器，其特征在于，还包括无功补偿控制器、执行机构、电子复合开关和补偿元件。所述无功补偿控制器由CPU、交流模块、电源模块、出口模块、人机对话板构成。所述电子复合开关由晶闸管与交流接触器并联构成，所述电子复合开关充分利用晶闸管投切时间控制准确的优势，在电容器组投切的瞬间以晶闸管开关为主，而在电容器投入运行期间则退出晶闸管开关，以交流接触器的触点通过电容负载电流。本专利技术装置控制器是基于16位的DSP设计，响应速度快，能对低压配电网无功进行动态跟踪补偿。而且控制简单，性能可靠，人机界面友好，操作方便。本专利技术适用于电网的低压无功补偿。【专利说明】一种新型低压无功补偿装置
本专利技术涉及一种新型低压无功补偿装置，属电力无功补偿
。
技术介绍
目前在我国，对于低压电网来说，一般都采用三相四线制配电方式，配电变压器为Y/ynO接线。由于大量的单相负载以及用电不同时性的原因，因此配电变压器的三相不平衡运行是不可避免的。 三相电压或电流不对称会对电力系统中的发电、输电、配电设备及用电设备造成一系列的危害:增加了线路损耗；增加了配电变压器的有功损耗；降低了配电变压器出力；影响电动机输出功率，并使绕组温度升高；影响正常通信质量；对一些计量仪表的精度会产生影响。 目前在中、低压配电网中，广泛采用手动或自动投切的电容器组进行补偿。但是即使是最先进的晶闸管分相投切电容器组，也只能解决功率因数的补偿问题，而不能有效地平衡三相负荷。 在目前电网中，使用的无功补偿装置一般是同步调相机、静止无功补偿装置、并联电容器等。 同步调相机能独立地用调节励磁来调节无功的大小，有较大的过负荷能力。缺点是:设备投资高；起动、运行、维修复杂；动态调节响应慢；不适应太大或太小的补偿；发生失磁故障时将加重系统的电压波动。 静止无功补偿装置具有吸收或发出无功电流的能力，具有提高系统的功率因数、稳定系统电压、抑制系统振荡等功能。目前这种静止开关主要分为两种，即断路器和电力电子开关。由于用断路器作为接触器的开关速度较慢，约为1s?30s，不可能快速跟踪负载无功功率的变化，而且投切电容器时可能会引起严重的冲击电流和操作过电压，这样不但容易造成接触点烧焊，而且可能使补偿电容器内部击穿，所受的应力大，维修量大。 并联电容补偿可永久连接或用断路器连接至系统的某些节点上。和调相机相比，其优点是:投资省、运行经济、结构简单、维护方便、容量可任意选择、实用性强。缺点是:无功输出不可调，且对系统中的高次谐波有放大作用，在谐波电流过大时，可能引起爆炸。 而且以上这些装置均不能有效地降低三相不平衡度，容易造成网损偏大。
技术实现思路
本专利技术的目的是，根据现有无功补偿装置存在的问题，本专利技术提出一种新型低压无功补偿装置，以电子复合开关对电容器组进行投切来补偿无功。 实现本专利技术的技术方案是:本专利技术一种新型低压无功补偿装置，包括电流互感器、交流插件、A/D转换器，还包括:无功补偿控制器:用于控制补偿电网中的无功需求，监测电网的三相电压、电流、功率因数等运行数据，输出控制信号给执行机构；执行机构:根据无功补偿控制器发来的控制信号，执行对补偿元件的投切；电子复合开关:用于准确投切和稳定运行； 补偿元件:由星型、角型混合接法的电容器组成，用于作为不等量投切的补偿元件。 电网电流和电网电压分别通过电流互感器和电压互感器连接交流插件变为幅值较小的交流信号，然后通过A/D转换器到无功补偿控制器；由无功补偿控制器的DSP进行交流采样，并计算出各项电网参数，然后根据控制规律通过串口输出控制信号给执行机构，完成电各器的投切。 本专利技术无功补偿控制器由CPU、交流模块、电源模块、出口模块、人机对话板构成，并把CPU、交流模块、电源模块等集成在一块主电路板MAIN板上；出口模块和人机对话板分别是独立的一块电路板，均由DSP驱动。 本专利技术无功补偿控制器的CPU采用DSP56F807芯片，所述芯片具有多个I/O 口和多种外围设备，同时具有60KX 16位的程序FLASH存储器、2KX 16位的程序RAM存储器、8KX 16位的数据FLASH存储器、4KX 16位的数据RAM存储器。本专利技术无功补偿控制器采用功能模块化的设计，这样有利于提高装置硬件的通用性，即不同功能的部分可以由相同的各功能组件按需要组合配置，实现了功能模块的标准化。 本专利技术中电子复合开关由晶闸管与交流接触器并联构成，所述电子复合开关充分利用晶闸管投切时间控制准确的优势，在电容器组投切的瞬间以晶闸管开关为主，而在电容器投入运行期间则退出晶闸管开关，以交流接触器的触点通过电容负载电流。 本专利技术的主要运行流程如下:装置上电后对系统进行初始化，初始化主要包括设置标志位和变量的初值，中断初始化，设置各接口芯片的初始化、电容器组投切状态指示灯的初始状态等。然后程序进入主循环:首先进行数据采集和处理，包括电压电流的采集和处理、计算有功、无功和功率因数；接着程序进入控制算法程序，控制算法程序首先根据计算出的功率因数或负序电流大小进行投切判断:当功率因数低于给定定值或者负序电流大于给定定值时启动不平衡电流补偿算法，由CPU算出各相及相间应投的电容量，然后通过串口输出控制信号给执行机构，完成电容器的投切。 电子复合开关的合闸和分闸的控制逻辑如下:合闸过程的控制逻辑:(I)需要投入某组电容器时，控制装置可在任一时刻同时对晶闸管和交流接触器发合闸令:晶闸管元件发门极正脉冲，交流接触器则是闭合其合闸线圈的回路。 由于晶闸管交流开关良好的可控性，触发回路自动在下一个电压过零点发门极正向电压保证在5μ S的时间内导通，在5ms的时间内完成对电容器组合闸的暂态过程，因此经过20ms-30ms后交流接触器触点闭合必将是一个平稳的合闸过程。 事实上，一旦交流接触器触点闭合，由于触点之间的内阻很小，并联晶闸管开关后:①晶闸管所流过的电流ic几乎全部被触点分流；②晶闸管的阳极在触点闭合后被短接，只有几十毫伏的电压，不具备阳极电压的导通条件。 此时，即使门极电压仍保持高电平，晶闸管也会在ic电流过零后全部截止。 (2)为了可靠起见，在交流接触器触点闭合后，再延迟15-20ms，停止晶闸管的门极正向电压，促使正反两个晶闸管都将进入完全的截止状态，退出运行。 经过二次合闸操作，电容器组在50-100ms内进入正常运行工况。其中晶闸管的运行时间仅为30-50ms。 分闸过程的控制逻辑:(I)控制器根据切掉某电容器组的命令，在任意时刻下达该晶闸管交流开关的合闸命令，此时触发电路检测到的晶闸管阳极电压几乎为零(因为已被触点短接)，将立即发门极正向电压。晶闸管开关不导通，但处于与触点并联准备导通的运行状态。 (2)延迟5-lOms后，控制器再发交流接触器的分闸令，随着触点的分断过程，晶闸管阳极电压上升，晶闸管交流开关立即导通，经过20-30ms交流接触器触点完全分开，晶闸管交流开关也进入作为主开关的过渡运行期。 (3)再延迟10ms，控制器可在任意时刻停止门极正向电压，晶闸管开关将在下一个ic电流过零时刻全部关断电容器组的回路。 经过三次分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型低压无功补偿装置，包括电流互感器、交流插件、A/D转换器，其特征在于，还包括无功补偿控制器；用于控制补偿电网中的无功需求，监测电网的三相电压、电流、功率因数等运行数据，输出控制信号给执行机构；执行机构，根据无功补偿控制器发来的控制信号，执行对补偿元件的投切；电子复合开关；用于准确投切和稳定运行；补偿元件，由星型、角型混合接法的电容器组成，用于作为不等量投切的补偿元件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹进，潘本仁，熊丽霞，桂小智，谢国强，余侃胜，徐在德，魏孝铭，刘航，孙爱国，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网江西省电力科学研究院，北京四方立德保护控制设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11