自饱和动态无功补偿装置制造方法及图纸

自饱和动态无功补偿装置属于动态无功补偿技术领域，尤其涉及一种自饱和动态无功补偿装置。本实用新型专利技术提供一种产生高次谐波小且成本低的自饱和动态无功补偿装置。本实用新型专利技术包括控制回路和变流回路，控制回路端口与变流回路端口相连，控制回路端口和变流回路端口分别与市电相连；控制回路通过检测市电主回路电压电流信号控制变流回路使市电主回路无功分量趋于零；所述控制回路包括控制器、执行器、第一整流电路、滤波电容；所述变流回路包括自饱和电抗器、第二整流电路，自饱和电抗器控制绕组与所述滤波电容相连；自饱和电抗器控制绕组产生的磁场强度与自饱和电抗器工作绕组产生的磁场强度方向相反。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于动态无功补偿
，尤其涉及一种自饱和动态无功补偿装置。
技术介绍
目前动态无功补偿装置很多，归纳一下，大概有如下几类。1、同步调相机该方式是在电网中并联同步调相电机，调整其励磁电流用于控制发出的无功功 率，实现无功补偿。该方法技术成熟，但调相机的反应速度较慢，且系统故障瞬间向系统输 出短路电流，增大系统的短路容量，故目前已很少采用。2、晶闸管变流法该方式主要有以下三种a、晶闸管投切电容器法(TSC)，即在并联补偿电容器电源端串入反并联晶闸管，靠 调晶闸管的导通角控制其容性电流，用以抵消负荷的感性电流实现无功补偿。b、晶闸管投切电抗器法(TCR)，即在负荷和并联补偿电容器的电源端并联电抗器， 电抗器线圈串上反并联晶闸管，用调晶闸管导通角的方法来控制电抗器的电流，实现无功 补偿。C、磁控电抗器法(MCR)，即在饱和电抗器的控制线圈内串上反并联的晶闸管，用调 晶闸管导通角的方法来控制其铁芯的饱和程度，用以改变其磁阻来改变其电抗，实现其无 功补偿。上述三种方法与调相机相比反应速度都很快，设备体积明显变小，补偿效果也都 很理想，但存在着一个共同的问题一产生高次谐波污染电网，损伤用电设备的绝缘。3、无功发生器法(SVG)，即在电网终端，并上一组逆变器，在微机检控下自动产生 超前90°或滞后90°的电流，实现无功补偿。该方法比较先进，比上述方法的设备都小，补偿的效果都好，但为解决逆变器产生 高次谐波问题，该装置需设五电平以上的控制结线，同时设有源滤波器，设备投资极为高 昂，用户不易接受。另外，还有蓄电池储能法和超导储能法，目前只停留在试验阶段，尚不能大面积推
技术实现思路
本技术就是针对上述问题，提供一种产生高次谐波小且成本低的自饱和动态 无功补偿装置。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案，本技术包括控制回路和变 流回路，控制回路端口与变流回路端口相连，控制回路端口和变流回路端口分别与市电相 连；控制回路通过检测市电主回路电压电流信号控制变流回路使市电主回路无功分量趋于零；所述控制回路包括控制器、执行器、第一整流电路、滤波电容，所述控制器通过执 行器、第一整流电路、滤波电容与变流回路端口相连，控制器端口、执行器端口和整流电路 端口分别与市电相连；所述变流回路包括自饱和电抗器、第二整流电路，自饱和电抗器控制绕组与所述 滤波电容相连，自饱和电抗器工作绕组通过第二整流电路与市电相连；自饱和电抗器控制 绕组产生的磁场强度与自饱和电抗器工作绕组产生的磁场强度方向相反。作为一种优选方案，本技术所述执行器、整流电路、滤波电容和变流回路为三 组，各组共用一个控制器，实现三相控制。作为另一种优选方案，本技术还包括电容补偿回路，电容补偿回路与市电相 连。作为另一种优选方案，本技术所述执行器采用两个反向并联的晶闸管；通过 改变晶闸管导通角的大小控制控制绕组的电流。作为另一种优选方案，本技术所述控制器采用单板机及相应转换器。其次，本技术所述转换器包括电压转换器、电流互感器、模拟量转换为数字量 的A/D转换器和数字量转换为模拟量的D/A转换器，所述单板机通过电压转换器和电流互 感器检测市电主回路电压电流信号，A/D转换器将电压电流信号转换为数字信号后送至单 板机，单板机通过D/A转换器与执行器相连。另外，本技术所述控制回路、变流回路和电容补偿回路分别通过接触器、断路 器与市电相连。本技术有益效果1、高次谐波很小，不污染电网，不损伤电力电子设备。因控 制电流是直流，产生的磁通基本恒定，故在工作绕组内感应不出高次谐波。因此与上述几款 相比，电力系统运行质量更高。2、投资少。同步调相机价格昂贵，比本技术投资高很多。TSC、TCR都是用大功 率晶闸管直接控制，而本技术可用小晶闸管控制控制回路，该大功率晶闸管价格昂贵， 故本方案投资少；另外，本技术与MCR方案相比，所用电力电子元件相似，但MCR方案是 用铁芯的过饱和段，系统电流严重失真，高次谐波严重超标，二者不能相提并论。如MCR方 案加正弦滤波器去谐波，则投资比本技术要高的多；跟SVG相比，SVG用M组大功率绝 缘栅双极型晶体管(IGBT)，价格是晶闸管的数十倍，再加上SVG用五电平以上的控制，总价 格是本技术的十几倍。附图说明图1是本技术电路原理框图；图2是本技术电路原理图。具体实施方式如图所示，本技术包括控制回路和变流回路，控制回路端口与变流回路端口 相连，控制回路端口和变流回路端口分别与市电相连；控制回路通过检测市电主回路电压 电流信号控制变流回路使市电主回路无功分量趋于零；所述控制回路包括控制器、执行器、第一整流电路、滤波电容，所述控制器通过执 行器、第一整流电路、滤波电容与变流回路端口相连，控制器端口、执行器端口和整流电路 端口分别与市电相连；所述变流回路包括自饱和电抗器、第二整流电路，自饱和电抗器控制绕组与所述 滤波电容相连，自饱和电抗器工作绕组通过第二整流电路与市电相连；自饱和电抗器控制 绕组产生的磁场强度与自饱和电抗器工作绕组产生的磁场强度方向相反。所述执行器、整流电路、滤波电容和变流回路为三组，各组共用一个控制器相连， 实现三相控制。本技术还包括电容补偿回路，电容补偿回路与市电相连。所述执行器采用两个反向并联的晶闸管；通过改变晶闸管导通角的大小控制控制 绕组的电流。所述控制器采用单板机及相应转换器。所述转换器包括电压转换器、电流互感器、模拟量转换为数字量的A/D转换器和 数字量转换为模拟量的D/A转换器，所述单板机通过电压转换器和电流互感器检测市电主 回路电压电流信号，A/D转换器将电压电流信号转换为数字信号后送至单板机，单板机通过 D/A转换器与执行器相连。所述控制回路、变流回路和电容补偿回路分别通过接触器、断路器与市电相连。如图所示，本技术控制回路包括控制器Q，电压转换器PT、电流互感器CT、晶 闸管G” ( 、整流二极管D3 D6、滤波电容CL和为其供电的断路器QF3、接触器KM3 ；变流回 路包括电抗器LA、LB,整流二极管Dp D2,限流电阻R1和为其供电的断路器QF1,接触器KM1 ； 电容补偿回路包括补偿电容Cb，限流电阻&和为其供电的断路器QF2、接触器KM2 ；负载电路 包括负荷Z及为其供电的断路器QF，接触器KM。所述控制器Q可采用辽宁浩方天成智能系统有限公司的MHK系列模糊控制器。它 包括CPU及模糊控制软件，相应的模数转换器A/DpA/A及数模转换器DA1等，电源取自电 网 220V，采样信号来自电压转换器PT和电流互感器CT，经模糊逻辑判决优选出控制信号 送晶闸管G1A2控制极，变压变流后经D3 D6整成直流信号，再经滤波电容CL滤波后送变 流回路。所述变流回路的自饱和电抗器LA、LB，用硅钢片叠制而成的框架，框架柱上装有工 作绕组LAG、LBG和控制绕组LAK、LBK,当系统电压在正半波时，经Dp LAG构成回路产生主 磁通；控制电流经LAK、LBK,分别送LA、LB，产生与LAG相反的磁通，用以抵消部分主磁通， 相应减少输出无功电流，使主回路内无功分量达到零；同时LBK为LBG退磁，为下一步作准 备。当系统电压负半波时，经LBG、D本文档来自技高网...

【技术保护点】
自饱和动态无功补偿装置，其特征在于包括控制回路和变流回路，控制回路端口与变流回路端口相连，控制回路端口和变流回路端口分别与市电相连；控制回路通过检测市电主回路电压电流信号控制变流回路使市电主回路无功分量趋于零；　　所述控制回路包括控制器、执行器、第一整流电路、滤波电容，所述控制器通过执行器、第一整流电路、滤波电容与变流回路端口相连，控制器端口、执行器端口和整流电路端口分别与市电相连；　　所述变流回路包括自饱和电抗器、第二整流电路，自饱和电抗器控制绕组与所述滤波电容相连，自饱和电抗器工作绕组通过第二整流电路与市电相连；自饱和电抗器控制绕组产生的磁场强度与自饱和电抗器工作绕组产生的磁场强度方向相反。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭元禧，
申请(专利权)人：辽宁浩方天成智能系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]