一种电力滤波及动态无功补偿装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种电力滤波及动态无功补偿装置。该装置由电流互感器、电压互感器、控制器、滤波器、晶闸管投切电抗器组和降压变压器构成。其中，滤波器由若干滤波支路并联而成，滤波支路由滤波电抗器和滤波电容器串联而成。晶闸管投切电抗器组由若干晶闸管电抗器支路并联而成，其中的晶闸管电抗器支路由一晶闸管交流开关和电抗器串联而成，而晶闸管交流开关则是由两个晶闸管反向并联而成。晶闸管投切电抗器组通过降压变压器与滤波器相并联。晶闸管的控制极与控制器相接。电流互感器和电压互感器则接在电网母线与控制器之间。本实用新型专利技术的电力滤波及动态无功补偿装置，滤波效果好，可避免铁路和电力部门的经济损失，消除高次谐波和电压波动对电力用户带来危害或干扰。适用于电气化铁路及其他具有谐波或波动性负荷的配电系统中。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种滤波及功率补偿装置。具体说，是电气化铁路用电力滤波及动态无功补偿装置。也适用于供电部门和工矿等企事业单位具有谐波或波动性负荷的配电系统中。
技术介绍
众所周知，电气化铁路的牵引负荷波动性很大，即当火车通过时，牵引负荷就大；没有火车通过时，牵引负荷就小。机车上的大功率整流装置又是一个很大的谐波源。而目前，电气化铁路牵引网上的并联电容器无功补偿装置几乎都是静态的，即都是固定容量的并联电容器补偿装置。它们不能按电网无功负荷的状况自动地进行动态调节，尤其在铁路运量小、轻负荷或无负荷时，无功功率的过补偿十分突出，会对电力质量造成严重影响。据报道，仅以中国的电气化铁路为例，每年就被电力部门罚款人民币三亿元左右。由此可见，由于无功功率的不平衡，会给铁路部门造成巨大的经济损失。另外，由于这种静态的并联电容器补偿装置只能吸收牵引电网中的部分三次谐波，使得牵引电网中仍有部分三次谐波和五次、七次等高次谐波无法滤除，滤波效果不好。因此，在牵引电网及相关电网中，会出现严重的电压波动，不仅会影响机车和其它电气设备的正常运行，而且牵引电网中的部分三次谐波和五次、七次等高次谐波也会通过电网进行扩散。另外，在工矿企事业单位的配电系统中，大型负载的启停、电弧炉熔炼及电力电子设备的运行，均会造成电压波动、无功的变化或向配电网输送高次谐波，对电气设备、仪器仪表、通讯系统和许多其他电力用户带来危害或干扰。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种电力滤波及动态无功补偿装置。使用该装置，滤波效果好，能确保机车和其他用电设备的正常运行，且可避免铁路等用电部门的经济损失，可消除高次谐波和电压拨动对电气设备、仪器仪表、通讯系统和其他电力用户带来的危害或干扰。本技术的上述目的由以下技术解决方案实现本技术的电力滤波及动态无功补偿装置，由电流互感器、电压互感器、控制器、滤波器、晶闸管投切电抗器组和降压变压器构成。所说的滤波器由若干滤波支路并联而成，其中的滤波支路由滤波电抗器和滤波电容器串联而成。晶闸管投切电抗器组由若干晶闸管——电抗器支路并联而成，其中的晶闸管——电抗器支路由一晶闸管交流开关和电抗器串联而成，而晶闸管交流开关则是由两个晶闸管反向并联而成。晶闸管投切电抗器组通过降压变压器与滤波器相并联。晶闸管的控制极与控制器相接，以用于控制晶闸管交流开关的通、断。电流互感器和电压互感器的二次线圈与控制器相连接，而它门的一次线圈则接在电网母线上。由于本技术的电力滤波及动态无功补偿装置中，滤波器是由若干滤波支路并联而成，而滤波支路由滤波电抗器和滤波电容器串联而成，相对于各高次谐波来说，其阻抗很小，故可滤除谐波，滤波效果好，消除高次谐波和电压波动对电力设备、仪器仪表、通讯系统和其他电力用户带来危害或干扰。而对于基波，它们都呈现出容性，是一个电容性的补偿装置。当牵引网或配电网负荷增大、电压下降、功率因数趋小时，滤波器对于基波来说相当于一个并联电容器补偿装置，它能补偿电网所需的无功功率且使电压上升，使功率因数得到改善。由于本技术的电力滤波及动态无功补偿装置中设置有晶闸管投切电抗器组，当牵引网和配电网无负荷或负荷很小时，滤波器仍是一并联电容器补偿装置，它会使电网电压抬高而出现过电压，且有过多的容性无功向电网倒送。这时，可由晶闸管投切电抗器组来吸收这些多余的无功，使电压基本稳定，无功得到平衡，功率因数保持在设定的范围内。能确保机车和其他用电设备的正常运行，可避免铁路等用电部门的经济损失。由于本技术采用晶闸管投切电抗器组进行控制，控制较简单，故障率小、造价较低。由于采用晶闸管交流开关，可频繁投切，且反应速度快，适合于对波动性负荷进行调整。附图说明附图是本技术的电力滤波及动态无功补偿装置示意图。具体实施方式如附图所示，本技术的电力滤波及动态无功补偿装置由由电流互感器CT、电压互感器VT、控制器1、滤波器4、晶闸管投切电抗器组3和降压变压器T构成。其中控制器1由模数转换电路、计算机、信号输出电路和人机对话装置组成，电流互感器CT和电压互感器VT接在该控制器与电网之间。滤波器4由三条(也可以是若干条)滤波支路并联而成，其在运行状态下接在向负荷供电的母线上。其中，每条滤波支路均是由一个滤波电抗器FL和一个滤波电容器C串联而成。晶闸管投切电抗器组3由多条晶闸管——电抗器支路并联而成，每条晶闸管——电抗器支路均是由一个晶闸管交流开关2和一个电抗器SR串联而成。其中的晶闸管交流开关2又由两个晶闸管THY反相并联而成。晶闸管投切电抗器组3通过降压变压器T与滤波器4相并联。晶闸管交流开关2中的晶闸管THY的控制极与控制器1相接，以便控制晶闸管交流开关2的通与断。本技术的电力滤波及动态无功补偿装置在运行状态下，由电流互感器CT和电压互感器VT分别检测电网的电流和电压，提供给控制器1，由控制器1计算出无功功率和功率因数，并判断电网电压的高低。滤波器4则用于滤除牵引网或配电网中由电力机车或大功率电力、电子设备所产生的高次谐波。与此同时，也能滤除由晶闸管——电抗器支路运行时所产生的谐波。晶闸管投切电抗器组3起到一个可调电感的作用，通过晶闸管交流开关2快速投切电抗器SR，而对电感进行有级调节，从而改变其输出感性无功功率的大小。其中的降压变压器T用于降低晶闸管交流开关2和电抗器SR的电压，从而降低制造成本。控制器1对由电流互感器CT和电压互感器VT送来的牵引电网或配电电网的电流和电压进行计算后，对晶闸管交流开关2发出信号，用以控制1～8个电抗器SR的投切，使电网快速回复到预先设定的电压和功率因数范围内。滤波器4各支路相对于各高次谐波来说，其阻抗很小，故可滤除谐波。而对于基波，它门都呈现出容性，是一个电容性的补偿装置。当牵引网或配电网负荷增大、电压下降、功率因数趋小时，滤波器4对于基波来说相当于一个并联电容器补偿装置，它能补偿电网所需的无功功率且使电压上升，使功率因数得到改善。当牵引网和配电网无负荷或负荷很小时，滤波器仍是一并联电容器补偿装置，它会使电网电压抬高而出现过电压，且有过多的容性无功向电网倒送。这时，可由晶闸管投切电抗器组来吸收这些多余的无功，使电压基本稳定，无功得到平衡，功率因数保持在设定的范围内。电抗器组由容量不等的电抗器SR构成，其容量差可设计成等比级数。比如无功总容量QL为3000kvar的电抗器组，其每个电抗器容量分设为200、400、800、1600kvar，组合起来共有0、200、400、600、800、1000、1200、1400、1600、1 800、2000、2200、2400、2600、2800和3000kvar十六种等级，级差δL仅为200kvar，即δL/QL≈6.67％。控制器1可以根据电网无功功率的状况找出最恰当的组合，一次性投入若干个电抗器SR，较精确地满足吸收容性无功、实现感性无功和容性无功的基本平衡。从而消除无功倒送、保持电压稳定，并有效地降低电网损耗。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力滤波及动态无功补偿装置，其特征在于由电流互感器（ＣＴ）、电压互感器（ＶＴ）、控制器（１）、滤波器（４）、晶闸管投切电抗器组（３）和降压变压器（Ｔ）构成；所说的滤波器（４）由若干滤波支路并联而成，其中的滤波支路由滤波电抗器（ＦＬ）和滤波电容器（Ｃ）串联而成；晶闸管投切电抗器组（３）由若干晶闸管电抗器支路并联而成，其中的晶闸管电抗器支路由一晶闸管交流开关（２）和电抗器（ＳＲ）串联而成，而晶闸管交流开关（２）则是由两个晶闸管（ＴＨＹ）反向并联而成；晶闸管投切电抗器组（３）通过降压变压器（Ｔ）与滤波器（４）相并联；晶闸管（ＴＨＹ）的控制极与控制器（１）相接；电流互感器（ＣＴ）和电压互感器（ＶＴ）的二次线圈与控制器（１）相连接，而它们的一次线圈则接在电网母线上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力滤波及动态无功补偿装置，其特征在于由电流互感器(CT)、电压互感器(VT)、控制器(1)、滤波器(4)、晶闸管投切电抗器组(3)和降压变压器(T)构成；所说的滤波器(4)由若干滤波支路并联而成，其中的滤波支路由滤波电抗器(FL)和滤波电容器(C)串联而成；晶闸管投切电抗器组(3)由若干晶闸管电抗器支路并联而成，其中的晶闸管...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨一民，冯申荣，
申请(专利权)人：冯申荣，杨一民，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]