风力发电机无功动态自动补偿装置制造方法及图纸

一种风力发电机无功动态自动补偿装置，包括一箱体、电流互感器【３】、空气开关【４】、控制器【５】、避雷器【６】、熔断器【７】、三相复合开关【８】、补偿电容器组【９】、投切指示灯【１０】、带指示灯按键开关【１１】、变压器组【１２】、【１３】、【１４】、温控器【１５】构成；其特征在于，电流互感器【３】和空气开关【４】接在风力发电机电压输出端【１】上，串联在发电机输出端的电流互感器【３】用于取样电流信号；并接在输出端的空气开关【４】上依次连接有避雷器【６】、熔断器【７】、和３组三相复合开关【８】，三相复合开关【８】连接有补偿电容器组【９】和投切指示灯【１０】；控制器【５】分别与风力发电机自带的电容器组【２】、电流互感器【３】、三相复合开关【８】连接，用于自动检测电网电压及无功功率，控制补偿电容器组【９】投切和判别发电机自带电容器组【２】投切状态；控制器【５】还和一变压器组【１２】、【１３】初级上设置的按键开关【１１】连接，按键开关【１１】用于提供现场调试电源；变压器组【１２】、【１３】的次级分别用于采样发电机电压输出端【１】和系统电压网线【１６】的电压信号，并兼作控制器【５】的电源；变压器组【１３】的次级上还设置有系统空气开关【１７】并与系统电压网线【１６】连接；其次级上还设置有一组变压器【１４】，用于提供温控器和三相复合开关【８】的电源；在变压器【１４】的输出端，连接有温控器【１５】。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电学
，涉及一种无功自动补偿装置，特别一种专门为调整风力发电系统风力发电机电压输出端无功功率及电压变化的无功动态自动补偿装置。
技术介绍
目前，风力发电作为一种新兴能源，拓展了一块新的技术应用领域。我国引进了许多国外先进的设备，同时学习吸收了许多国外先进成熟的经验，然而结合我国的实际情况，在技术方面也产生了一些新的问题期待解决。新疆、东北地区的一些风力发电厂在实际运行中，发现一些新问题，即德国和丹麦产的风力发电机满负荷运行中，出现电压会低于风机允许电压而导致退网，这种情况主要是因为风力发电机为异步发电机，发电时需要从系统吸收无功功率，而发电机本身所带为固定补偿电容，一般均能满足满负荷运行时的无功功率需求，但实际运行中电网的波动，发电机所需无功功率为变化量，这样就难免在运行中由于负载的变化即使发电机本身所带补偿电容全部投入后，仍需从系统吸收部分无功功率提高输出电压，此时输出电压若小于风机额定允许值400V，发电机将自动保护退出运行。通常的做法是在箱变低压侧根据变压器空载电流大小增加一组补偿电容长期投入，或在35KV升压站内增加无功补偿装置。35KV电网为高压无功补偿，存在补偿电容容量大，组数有限，一般为一组，不能频繁快速投切，不能直接补偿电机输出端，费用较高。目前尚无直接对风力发电机本身进行无功补偿的专用设备。
技术实现思路
鉴于以上已有技术存在的不足之处，本技术的目的在于，提供一种风力发电机无功动态自动补偿装置，这种装置适用于风力发电机满负荷运转或稳定运转时电压偏低或发电机所需较少的无功功率才能维持正常运行的状况，即用于对发电机本身所带的无功补偿电容器略显不足时进一步细致补偿，保证发电机所需无功功率，提高输出电压，防止发电机运行中突然退网，中止运行。它可以自动补偿风力发电机在满负荷或稳定运行中由于负载的变化对少量无功功率的需求。为了实现上述目的，本技术的解决技术问题所采用的技术方案是一种风力发电机无功动态自动补偿装置，包括一箱体、电流互感器、空气开关、控制器、避雷器、熔断器、三相复合开关、补偿电容器组、投切指示灯、带指示灯按键开关、变压器组、温控器构成；其特征在于，电流互感器和空气开关接在风力发电机电压输出端上，串接在发电机的输出端的电流互感器用于取样电流信号；并接在输出端的空气开关上依次连接有避雷器、熔断器、3组并联的三组复合开关和三组补偿电容器；控制器分别与风力发电机自带的电容器组、电流互感器、三相复合开关连接，用于自动检测电网电压及无功功率，控制补偿电容器组投切和判别发电机自带电容器组投切状态；控制器还和一变压器组初级上设置的按键开关连接，按键开关用于提供现场调试电源；变压器组的次级分别用于采样发电机输出端和系统的电压信号，并兼作控制器的电源；变压器组的次级上还设置有系统空气开关并与系统电压网线连接；其次级上还设置有一组变压器，用于提供温控器和三相复合开关的电源；在变压器的输出端，连接有温控器；本技术的效果是(1).风力发电机运行中所需无功功率不足，电压偏低时，本装置投入电容，维持发电机的正常运行，避免由于运行中电压低于电机允许额定值而退网。(2).控制器采用中文菜单显示，对运行中电网参数实时显示，键盘操作，方便数据设定、修改。可实现集中网络化管理，历史数据查询。(3).控制器采用DSP数字处理芯片，较其它微处理器数据处理更专业，响应更快速。(4).装置及控制器保护功能齐全，既能实现自保护，也能在故障状态时不对电网造成危害，自动温控。(5).本装置体积小，重量轻，结构简单，操作方便，便于安装与维护。附图说明图1本技术的一次电气原理框图；图2本技术的一次原理接线图；其中图号所表示的是1.风力发电机电压输出端；2.风力发电机自带电容组；3.电流取样互感器；4.风力发电机电压空气开关；5.控制器；6.避雷器；7.熔断器；8.复合开关；9.补偿电容器；10.投切指示灯；11.按键开关；12.采样发电机输出电压信号变压器兼做控制器电源；13.采样系统电压信号变压器兼做控制器电源；14.温控器电源变压器兼做复合开关电源；15.温控器；16.系统电压网线；17.系统空气开关。图3本技术的控制器原理框图；图4本技术的控制器电路原理图一部分；其中图号所表示的是401.取样电压信号调理；402.取样电流信号调理；403.RS232通讯接口输出；404.RS485通讯接口输出；405.电容器组控制输出。图5本技术的控制器电气原理图另一部分；其中图号所表示的是501.DSP数字处理芯片；502.数据存储RAM；503.LCD控制键盘。图6本技术的三相复合开关的原理框图；图7本技术的三相复合开关的电路原理一部分；其中图号所表示的是701.控制器信号检测；702.电容器投切信号，可控硅切除延时；703.磁保持继电器延时触发，缺相控制；704.磁保持继电器电源输出；705.磁保持继电器电源极性转换。图8本技术的三相复合开关的电路原理另一部分；其中图号所表示的是801.控制器信号检测；802.三相复合开关电源控制；803.过零点检测触发；804.可控硅开断；805.磁保持继电器开断。具体实施方式以下结合附图和专利技术人给出的实例对本技术做进一步的详细说明。依本技术的技术方案，风力发电机690V无功动态自动补偿装置由控制器5，复合开关8，空气开关4、17，熔断器7，电容器组9，指示灯10，变压器12、13、14，按键开关11，温控器15及箱体组成发电机输出电压经变压器12经按键开关常闭触点接入控制器，既取样线路电压又同时给控制器提供电源，经外配电流互感器3采样发电机输出电流并输入控制器5，测量计算发电机工作运行时电压及无功功率；经对发电机自带电容器组的投切状态判断，由控制器5发出指令给三相复合开关8投切电容器9，同时指示灯10显示电容器9状态；风力发电机输出电压经空气开关4，接避雷器6，接熔断器7，接三相复合开关8，接电容器9；系统690V电压经空气开关17接变压器13和14，变压器13经按键开关常开触点接入控制器5，用于现场安装调试的电源供给，变压器14提供温控器和三相复合开关的电源。全部装置一体化设计，箱体包含了控制器，电容器组，三相复合开关及保护电路，仅需将相应外接线接入对应端子，对控制器参数进行设置，装置即可进入自动运行状态，也可选择手动投切。箱体采用金属机箱，不锈钢或钢质可选。控制器分为6个部分模拟电压和电流信号采样部分，DSP数据处理部分，RS232/RS485/无线通信控制，数据存储，电容器组控制输出，LCD显示部分及键盘等。模拟电压电流信号采样部分采集发电机并网输出电压电流，发电机自带电容器组的投切状态，提供给DSP进行数据处理，计算出电网的无功功率，决定电容器的投切；以电压为判据投切时，不取电网电流信号，仅取电压信号。LCD显示部分实时显示电网电压，电流，功率因数，电压电流谐波等参数，通过键盘可直接设置数据，使装置处于最佳运行状态。数据存储RAM可存储1-2个月的数据。RS232通讯接口可近距离通过掌上电脑或笔记本电脑进行数据传输，设置，查询，配接无线通讯模块可实现近距离无线通讯控制；RS485接口可实现装置远距离集中管理控制。以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机无功动态自动补偿装置，包括一箱体、电流互感器3、空气开关4、控制器5、避雷器6、熔断器7、三相复合开关8、补偿电容器组9、投切指示灯10、带指示灯按键开关11、变压器组121314、温控器15构成；其特征在于，电流互感器3和空气开关4接在风力发电机电压输出端1上，串联在发电机输出端的电流互感器3用于取样电流信号；并接在输出端的空气开关4上依次连接有避雷器6、熔断器7、和3组三相复合开关8，三相复合开关8连接有补偿电容器组9和投切指示灯10；控制器5分别与风力发电机自带的电容器组2、电流互感器3、三相复合开关8连接，用于自动检测电网电压及无功功率，控制补偿电容器组9投切和判别发电机自带电容器组2投切状态；控制器5还和一变压器组1213初级上设置的按键开关11连接，按键开关11用于提供现场调试电源；变压器组1213的次级分别用于采样发电机电压输出端1和系统电压网线16的电压信号，并兼作控制器5的电源；变压器组13的次级上还设置有系统空气开关17并与系统电压网线16连接；其次级上还设置有一组变压器14，用于提供温控器和三相复合开关8的电源；在变压器14的输出端，连接有温控器15。2.如权利要求1所述的风力发电机无功动态自动补偿装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：金黎，王采堂，
申请(专利权)人：西安森宝电气工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：