无功功率高精度静止补偿装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种无功功率高精度静止补偿装置，通过在不同情形下选择采用不同途径投切补偿容量或方式不同的电容补偿电路，充分利用了几种不同类型的电容补偿电路各自的优点，可在较低成本的基础上实现无功功率高精度的静止补偿（功率因数可达到0.99以上），具有无功功率调节比较平滑、补偿跟随强的优点，同时，运营维护成本较低、系统可靠性耐用性好。与现有的无功功率补偿装置相比，本实用新型专利技术装置的技术方案性价比极高，极适宜在配电网中推广使用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种无功功率高精度静止补偿装置，通过在不同情形下选择采用不同途径投切补偿容量或方式不同的电容补偿电路，充分利用了几种不同类型的电容补偿电路各自的优点，可在较低成本的基础上实现无功功率高精度的静止补偿（功率因数可达到0.99以上），具有无功功率调节比较平滑、补偿跟随强的优点，同时，运营维护成本较低、系统可靠性耐用性好。与现有的无功功率补偿装置相比，本技术装置的技术方案性价比极高，极适宜在配电网中推广使用。【专利说明】无功功率高精度静止补偿装置
本技术涉及一种无功功率补偿装置，尤其是涉及一种无功功率高精度静止补|石术C且ο
技术介绍
在配电网中，电力发电机所发的无功功率和输电线的功率常常不足以满足网中大量的电机、变压器、电抗器、荧光灯等感性负载的无功需求以及系统中无功的损耗，因而往往造成电网功率因数下降、电网系统利用率降低。为了减少有功损失和电压降落、减少电力输送中的损耗，更为了电网的安全、经济、高效地运行，提高电力输送的容量和质量，通常都要进行就近的无功功率补偿或者调节。目前广泛采用通过投切并联电容器(组)的方式进行无功补偿，其原理是先通过监测线路电压与电流，计算功率因数；如果功率因数滞后则投入电容，如果功率因数超前则切除电容。从综合系统建设成本、运营管理成本及运行性能的角度考虑，无功功率补偿技术的发展趋势是在兼顾成本的基础上，运行更可靠，无功功率调节更迅速、平滑、准确，补偿更灵活、高效、快速、合理。
技术实现思路
本技术的目的，即在于提供一种性价比较高的无功功率高精度静止补偿装置。本技术无功功率高精度静止补偿装置同样是通过投切并联电容器(组)的方式进行无功补偿，具体包括有I型补偿电路、II型补偿电路、无级补偿电路，以及信号检测处理电路和控制电路；所述I型补偿`电路与II型补偿电路，分别包括有一个由晶闸管开关与补偿电容器串联而得的电路，或包括有若干个相互并联的由晶闸管开关与补偿电容器串联而得的电路；但所述II型补偿电路的补偿容量是所述I型补偿电路的1.5-2.5倍；所述无级补偿电路，包括有补偿变压器、移相电路；所述补偿变压器的次级绕组可移除地串接于接入母线与所述1、II型补偿电路之间；补偿变压器的初级绕组接至所述移相电路的输出端；所述移相电路设有移相角度控制端，该控制端与信号检测处理电路的采样数据输出端相连。其中，所述晶闸管开关可采用复合开关替代；上述无功功率高精度静止补偿装置的无功功率补偿原理及使用方法为:首先对接入母线上的负载侧电压、电流信号进行采样；计算出负载侧功率因数和无功功率缺额，推算出无功功率目标补偿量；然后再根据该无功功率目标补偿量，再以下述的方法选择投切相应的电容补偿电路:(I)当配电网络无功功率欠补时，先投入I型补偿电路；如仍欠补，则再投入II型补偿电路；当配电网络无功功率过补时，先切I型补偿电路；如仍过补，则再切II型补偿电路；(2)当无功功率欠补额或过补额小于所述I型补偿电路的最小补偿量时，再通过调节无级补偿电路，直到配电网络的功率因数或无功功率缺额进入设定值范围内为止；具体的无级补偿调节原理为:所述无级补偿电路先结合检测到的接入母线电压(含其相位信息)、电流和1、II型补偿电路投切的信息(如补偿电容器投切状态及相关电压、电流等)，以母线电压相位作为参考相位，根据无功功率目标补偿值计算出补偿变压器次级绕组两端的目标电压相位及其相位调整值；然后调整所述移相电路输出电压的相位，使所述补偿变压器次级绕组感应的电压与接入母线电压相量叠加后在补偿电容器上获得所需的目标电压，同时产生所需的无功功率补偿量。由上述分析可知，该方案首先通过投切I型补偿电路(一次性或分段地)对配电网进行快速跟随补偿，如仍不足再行(一次性或分段地)投切II型补偿电路，这样的每一步投切动作都会在配电网中体现为快速、有效、渐近准确(而非忽左忽右、波动极大式)的初步补偿；然后，再通过无级补偿电路，以调整无级补偿电路中补偿变压器初级绕组两端的电压相位并进而调整补偿电容器两端电压的方式，产生所需的无功功率补偿量同时实现无级高精度无功功率补偿。上述方案中，所述移相电路可由本领域技术人员根据现有技术及在公知常识的基础上，综合考虑设计运营成本、个人喜好等后自行设计而得，例如用变频器改造而得，也可以采用如下方案:包括有依序相连的整流电路、脉宽调制移相逆变电路、高频变压电路和滤波电路，用于输出与母线同频的正弦波移相电压；其中，所述整流电路的输入端与供电电源相连，所述滤波电路的输出端与补偿变压器初级绕组的两端相连；所述脉宽调制移相逆变电路设有移相角度控制端，该控制端与信号检测处理电路的采样数据输出端相连。使用时，先对所述移相电路的输入电源进行整流，然后进行脉宽调制移相逆变及高频变压、滤波后输出与母线同频的正弦波移相电压，其移相值取为前述算出的补偿变压器次级绕组两端的相位调整值。根据本领域基础常识，本技术无功功率高精度静止补偿装置所述1、II型补偿电路中所用的各补偿电容器，可以是独立电容，也可以是电容器组；采用电容器组时，所述电容器组采用△或T连接皆可。由上，本技术无功功率高精度静止补偿装置应用于无功功率补偿时，通过在不同情形下选择采用不同途径投切补偿容量或方式不同的电容补偿电路，可充分发挥补偿电路及元器件各自的特长，在系统投入成本尽可能降低的情形下实现了无功功率的静止快速补偿，具有无功功率调节比较平滑、补偿精度极高的优点，同时，运营维护成本较低、系统可靠性耐用性好。本技术无功功率高精度静止补偿装置在生产实际中的应用也证实了本技术技术方案性价比极高:与现有技术相比，采用了本技术方案进行无功功率补偿，可在较低成本的基础上实现无功功率的高精度补偿(功率因数可达到0.99以上)，补偿跟随强、系统工作可靠性高，运行维护成本明显较低，极适宜在配电网中推广使用。【专利附图】【附图说明】图1是本技术无功功率高精度静止补偿装置的一个实施例的电路原理框图。图2是本技术无功功率高精度静止补偿装置使用的移相电路的一个实施例的电路原理框图。【具体实施方式】一、以下结合附图对本技术无功功率高精度静止补偿装置作进一步的说明。图1是本技术无功功率高精度静止补偿装置的一个实施例的电路原理框图。如图1所示，本技术装置主要包括采用了 1、II型补偿电路和无级补偿电路，以及相应的信号检测处理电路和控制电路(在图1中未予示出)，其中I型补偿电路和II型补偿电路电路结构相似，均包括有若干个相互并联的补偿支路，各支路均由晶闸管开关(也可用采用复合开关替代)与补偿电容器串联而得；但所述II型补偿电路的补偿容量设定为所述I型补偿电路的1.5-2.5倍；而无级补偿电路主要由补偿变压器和移相电路组成，其中补偿变压器的次级绕组通过控制开关可移除地串接于接入母线与1、II型补偿电路之间；补偿变压器的初级绕组接至所述移相电路的输出端；所述移相电路设有移相角度控制端，该控制端与信号检测处理电路的采样数据输出端相连。本技术无功功率高精度静止补偿装置所述移相电路可具体采用如图2所示的结构:包括有依序相连的整流电路、脉宽调制移相逆变电路、闻频变压电路和滤波电路，用于输出与母线同频的正弦波移相电压；其本文档来自技高网...

【技术保护点】
无功功率高精度静止补偿装置，包括有并联于母线的补偿电容器，以及信号检测处理电路和控制电路；其特征在于：包括有Ⅰ型补偿电路、Ⅱ型补偿电路和无级补偿电路；所述Ⅰ型补偿电路与Ⅱ型补偿电路，分别包括有一个由晶闸管开关与补偿电容器串联而得的电路，或包括有若干个相互并联的由晶闸管开关与补偿电容器串联而得的电路；但所述Ⅱ型补偿电路的补偿容量是所述Ⅰ型补偿电路的1.5‑2.5倍；或者，所述晶闸管开关采用复合开关替代；所述无级补偿电路，包括有补偿变压器、移相电路；所述补偿变压器的次级绕组可移除地串接于接入母线与所述Ⅰ、Ⅱ型补偿电路之间；补偿变压器的初级绕组接至所述移相电路的输出端；所述移相电路设有移相角度控制端，该控制端与信号检测处理电路的采样数据输出端相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：骆武宁，龙军，海涛，
申请(专利权)人：广西诺斯贝电气有限公司，
类型：新型
国别省市：广西;45