红外感控微智能静止无功发生器装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种红外感控微智能静止无功发生器装置，包括含有红外感应主控单元的控制器，控制器输入端经连接器与电流互感器的输出端连接，控制器输出端与两个并联的IGBT能源变换传输器的控制端连接，两个并联的IGBT能源变换传输器均经电抗器与接触器连接，电抗器滤除IGBT能源变换传输器逆变产生的高频谐波；接触器经子断路器与接入电网的总断路器连接；隔离变压器的输入侧经子断路器接入电网，输出侧与直流电源的输入端连接，为控制回路提供电源，隔离控制回路与主电路；直流电源输出端与控制器连接。该装置设置在负载的三相交流电源线路中，对负载的供电系统无功补偿，提高电网稳定性，增加输电能力，消除无功冲击，滤除谐波，平衡三相电网。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种集滤除谐波和无功补偿为一体的装置，具体地说是一种可以无接触红外感知智能控制的微型静止无功发生器（静止无功发生器的英文为：Static Var Generator，简称为SVG）装置。
技术介绍
高能耗的工业负荷在我国总用电负荷中占了较大成分，常见的工业用户包括大型电焊机、大型木材加工厂、重型粉碎机、矿井提升机、港口大型起重机、钢铁冶金、石油化工等，这些大工业用户往往有独立的电网系统。凡是安装有低压变压器地方及大型用电设备旁边都应该配备无功补偿装置(这是国家电力部门的规定)，特别是那些功率因数较低的工矿、企业、居民区必须安装，大型异步电机、变压器、电焊机、冲床、车床群、空压机、压力机、吊车、冶炼、轧钢、轧铝、大型交换机、电灌设备、电气机车等尤其需要。居民区除白炽灯照明外，空调、冷冻机等也都是无功功率不可忽视的耗用对象。农村用电状况比较恶劣，多数地区供电不足，电压波动很大，功率因数尤其低，加装补偿设备是改善供电状况、提高电能利用率的有效措施。供电部门对这些用户设置功率因数与电能质量等技术指标约束。光伏电源项目现场中运行的负荷多为感性负荷，大量存在的感性负荷，不仅造成系统功率因数过低，降低了生产效率，增加企业电能费用支出，还会引起电网电压波动，严重时影响带载设备的安全运行，给企业带来不必要的经济损失。根据《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定(试行)》规定，大型和中型光伏电站的功率因数应该能够在0.98（超前）～0.98（滞后）范围内连续可调。因而，光伏发电系统需要通过无功补偿的方式来提高功率因数，保证电能质量。风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的，导致并网功率因数不合格、电压偏差、电压波动和闪变等问题，对于大容量风电场接入系统时还存在稳定性问题，都需要动态无功补偿系统。另一方面，系统电压的波动也会对风机的正常运行造成影响。SVG不仅可以满足风电接入系统的功率因数、电压波动与闪变等要求，还可以减小系统扰动对风机的影响。和电容器和电抗器的配合使用，使基于SVG的综合补偿系统成本低、性能好。而且SVG的可移动性、可扩展性，也使得整个无功补偿系统可以随着风电场的建设同步扩展。电力机车运输方式在保护环境的同时也对电网造成了严重“污染”，因电力机车为单相供电，这种单相负荷就造成了供电网的严重三相不平衡及较低的功率因数，并产生负序电流。世界各国解决这一问题的唯一途径就是在铁路沿线适当位置安装SVG系统，通过SVG的分相快速补偿功能来平衡三相电网，并提高功率因数。现有的无功补偿方式主要采用LC回路，即由LC组成补偿回路，容易同系统发生谐振，实际使用寿命通常不超过3年，经常出现1年一换或者3月一换，甚至投切上即跳闸的现象，由于为有级投切，所以没有快速响应时间，20ms以上，切换时间较慢，电容器容量一般每年下降，建议运行时间不超过4年，有级调节，一般切换容量为20-60kvar，谐波含量较大，过补或者欠补或造成系统电压的过压或者欠压，在系统电压较低的时候，也是系统最需要无功补偿的时候，但此时由于系统电压较低，LC补偿回路补偿容量会下降，难以给予足够的补偿容量。
技术实现思路
本技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种可以无接触红外感知智能控制的微型静止无功发生器装置，该装置设置在负载的三相交流电源线路中能够对负载的供电系统进行高效率无功补偿，提高电网稳定性，增加输电能力，消除无功冲击，滤除谐波，平衡三相电网。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案：一种红外感控微智能静止无功发生器装置，包括含有红外感应主控单元的控制器，所述控制器的输入端通过连接器与电流互感器的输出端连接，控制器的输出端与两个并联的IGBT能源变换传输器的控制端连接，两个并联的IGBT能源变换传输器分别通过电抗器与接触器连接，电抗器用以滤除IGBT能源变换传输器逆变产生的高频谐波；所述接触器通过子断路器与接入电网的总断路器连接；隔离变压器的输入侧通过子断路器接入电网，输出侧与直流电源的输入端连接，用以为控制回路提供电源，并且起到隔离控制回路与主电路的作用；所述直流电源的输出端与控制器连接用以为控制回路提供直流电源。所述控制器包括红外感应主控单元、PWM驱动电路、触摸屏和RS485接口电路，所述红外感控主单元植入红外感应器，采用DSP处理器，DSP处理器的信号输入端通过连接器与电流互感器的输出端连接，信号输出端分别通过PWM驱动电路与所述两个并联的IGBT能源变换传输器的控制端连接；所述触摸屏和RS485接口电路分别与DSP处理器连接，触摸屏用以显示电网及装置的各类参数，如电压、电流、谐波电流畸变率、谐波电流含量、电网电压、电流波形等等，同时用以根据配电网现状设置相应的参数。所述两个并联的IGBT能源变换传输器上并联有电解电容器，电解电容器用以储存IGBT能源变换传输器逆变所需的直流电能。两个并联的IGBT能源变换传输器和电解电容器组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。所述接触器两端并联有电阻器，电阻器用以抑制红外感控微智能静止无功发生器装置初次送电对电解电容器充电时产生的冲击电流。在接触器与子断路器之间设置有高频滤波器，高频滤波器用以滤除IGBT功率模块逆变时产生的高频纹波。在通风散热无阻力通道内设置有通风散热装置，通风散热装置的电源线通过熔断器与隔离变压器输出侧连接，用以对红外感控微智能静止无功发生器装置进行散热。避雷器通过子断路器接入电网，用以对红外感控微智能静止无功发生器装置进行过电压保护。红外感控微智能静止无功发生器装置通过总断路器与负载的三相交流电网连接，通过接入电网的电流互感器来采样负载电流并进行滤除谐波。本技术由三个基本功能模块构成：检测模块、控制运算模块及补偿输出模块，由外部CT检测系统的电流信息，然后经由控制芯片分析出当前的电流信息、如PF、S、Q等；然后由控制器给出补偿的驱动信号，最后由电力电子逆变电路组成的逆变回路发出补偿电流。装置集成人体红外感应单元，可识别操作人员是否近机操作，具有自动开启操作屏功能。工作中，通过调节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制直流逆变到交流的电压的幅值和相位。通过检测系统中所需的无功，可以快速发出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持系统实事高高率因数运行。本技术结构组成：A. 功率部分SVG的核心主电路，用以实现功率变换。模块化设计，功率单元的结构和电气性能完全一致，可以互换。B. 连接电抗器用于连接SVG与电网，实现能量的缓冲。减少SVG输出电流中的开关纹波，降低共模干扰。C.微型控制模块模块结构，用于对SVG及其辅助设备的实时控制。实现SVG与上位机及控制中心的通讯。D. 全数字控制系统DSP处理器实时计算电网所需的无功功率，实现动态跟踪与补偿。控制系统采用模块化设计。E. 一体化工作站提供友好的全中文WINDOWS监控和操作界面。实现远程监控和网络化控制。本技术的有益效果是：SVG是目前最为先进的无功补偿技术，其基于电压源型变流器的补偿装置实现了无功补偿方式质的飞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外感控微智能静止无功发生器装置，其特征是，包括含有红外感应主控单元的控制器，所述控制器的输入端通过连接器与电流互感器的输出端连接，控制器的输出端与两个并联的IGBT能源变换传输器的控制端连接，两个并联的IGBT能源变换传输器分别通过电抗器与接触器连接，电抗器用以滤除IGBT能源变换传输器逆变产生的高频谐波；所述接触器通过子断路器与接入电网的总断路器连接；隔离变压器的输入侧通过子断路器接入电网，输出侧与直流电源的输入端连接，用以为控制回路提供电源，并且起到隔离控制回路与主电路的作用；所述直流电源的输出端与控制器连接，用以为控制回路提供直流电源。

【技术特征摘要】
1.一种红外感控微智能静止无功发生器装置，其特征是，包括含有红外感应主控单元的控制器，所述控制器的输入端通过连接器与电流互感器的输出端连接，控制器的输出端与两个并联的IGBT能源变换传输器的控制端连接，两个并联的IGBT能源变换传输器分别通过电抗器与接触器连接，电抗器用以滤除IGBT能源变换传输器逆变产生的高频谐波；所述接触器通过子断路器与接入电网的总断路器连接；隔离变压器的输入侧通过子断路器接入电网，输出侧与直流电源的输入端连接，用以为控制回路提供电源，并且起到隔离控制回路与主电路的作用；所述直流电源的输出端与控制器连接，用以为控制回路提供直流电源。2.如权利要求1所述的红外感控微智能静止无功发生器装置，其特征是，所述控制器包括红外感应主控单元、PWM驱动电路、触摸屏和RS485接口电路，所述红外感控主单元植入红外感应器，采用DSP处理器，DSP处理器的信号输入端通过连接器与电流互感器的输出端连接，信号输出端分别通过PWM驱动电路与所述两个并联的IGBT能源变换传输器的控制端连接；所述触摸屏和RS485接口电路分别与DSP处理器连接，触摸屏用以显示电网及装置的各类参数。3.如权利要求1所述的红外感控微智能静止无功发生器装置，其特征是，所述两个并联的IGBT能源变换传输器上并联有电解电容器，电解电容器用以储存IGBT能源变换传输器逆变所需的直流电能。4.如权利要求1所述的红外感控微智能静止无功发生器装置，其特征是，两...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘悦，
申请(专利权)人：山东商业职业技术学院，
类型：新型
国别省市：山东;37