轧机无源滤波无功补偿装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种轧机无源滤波无功补偿装置，包括控制器、投切执行机构及若干滤波无功补偿支路，其特征在于：所述滤波无功补偿装置包括单调谐滤波无功补偿支路3和串联电抗器非调谐无功补偿支路，其中Q调节=Q总-∑Qn，式中Q总为系统补偿总量，Qn为特征谐波次数为n的单调谐滤波无功补偿支路3谐波补偿量，控制器采用谐波优先投切方式，即先投谐波补偿支路，再投无功调节支路，切出时，则顺序相反。由于在并联电容器支路中串联一定电抗率的电抗器后，改变了谐振点，避开了谐波源中所包含的各次谐波，因此不会产生谐振，谐振电流不会放大，从而避免了导致电容器损坏或控制器失灵。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电源补偿装置，特别涉及一种轧机无源滤波无功补偿装置。
技术介绍
直流轧机用电主要要特点是功率低、谐波电流大，而电压总畸变不是很高。要求滤波装置满足国指标达到GB/T14549-93《公共电网谐波》标准要求，又要满足无功功率补偿要求，即功率因素达到电力部门的要求。传统的滤波补偿的设计方法是通过按照总无功量全部设计成单调谐滤波支路来满足滤波和功率因数的要求，但是这种方式会导致成本大大的提高。
技术实现思路
本技术的目的在于为了克服现有技术和经济的不足而提供了一种滤波、补偿效果好，成本低的轧机无源滤波无功补偿装置。为实现上述目的，本技术提供了如下技术方案一种轧机无源滤波无功补偿装置，包括控制器、投切执行机构及若干滤波无功补偿支路，其特征在于所述滤波无功补偿装置包括单调谐滤波无功补偿支路3和串联电抗器非调谐无功补偿支路，其中单调谐滤波无功补偿支路3的谐波补偿总量为Σ Qn= Σ UsIn，其中In为η次特征谐波的谐波电流值，Us为系统电压，串联电抗器非调谐无功补偿支路的补偿总量为Q调节=Q总-ΣΟη， 式中Q总为系统补偿总量，Qn为特征谐波次数为η的单调谐滤波无功补偿支路3谐波补偿量；所述控制器包括电流电压采样单元4、实时电流电压采样值存储单元、投切阈值存储单元、比较器和数据处理单元，所述比较器对负载1的实时电流电压采样值存储单元和投切阈值存储单元中的值的大小进行比较，所述控制器根据所述比较器的比较结果控制单调谐滤波无功补偿支路3和串联电抗器非调谐无功补偿支路投入或切出，所述控制器以谐波优先的方式控制投切执行机构。采用上述技术方案，由于在并联电容器支路中串联一定电抗率的电抗器后，其与系统的谐振频率为nL = (XC / XL +Xs) 1气谐振点低于未串入电抗器的谐波次数，避开了谐波源中所包含的谐波，因此不会产生谐振，电流不会变大，从而避免了导致电容器损坏或控制器失灵。以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。附图说明图1为本技术具体实施例系统示意图。具体实施方式轧机无源滤波无功补偿装置包括控制器、投切执行机构2及若干滤波无功补偿支路，所述滤波无功补偿装置包括单调谐滤波无功补偿支路3和串联电抗器非调谐无功补偿支路5，其中单调谐滤波无功补偿支路3的谐波补偿总量为Σ Qn= ΣS UsIn，其中In为η次特征谐波的谐波电流值，U为系统电压，串联电抗器非调谐无功补偿支路5的补偿总量为Q调节=Q总-Σ Qn，式中Q总为系统补偿总量，Qn为特征谐波 次数为η的单调谐滤波无功补偿支路3谐波补偿量，Qn= ,β UsIn，其中In为η次特征谐波的谐波电流值，Us为系统电压，各个特征谐波次数的谐波电流值既可以通过实际测量方式得到，电流型谐波源也可以通过In =11/ η (其中Il为基波电流值)的方式估算。一般电源中谐波含量较大的主要是5、7、11次，即η = 5、7、11，所述控制器包括电流电压采样单元 4、实时电流电压采样值存储单元、投切阈值存储单元、比较器和数据处理单元，所述比较器对负载1的实时电流电压采样值存储单元和投切阈值存储单元中的值的大小进行比较，所述控制器根据所述比较器的比较结果控制单调谐滤波无功补偿支路3和串联电抗器非调谐无功补偿支路5投入或切出，所述控制器以谐波优先的方式控制投切执行机构2，即数据处理单元首先根据实时电流电压采样值存储单元的采样值计算出无功补偿量，当无功补偿量大于投切阈值时，首先投入Qn (谐波补偿支路)，如仍然不足，则将Q调节(无功调节支路) 投入；数据处理单元根据实时电流电压采样值存储单元的采样值计算得出为过补状态时， 则先将Q调节切除，仍为过补，则再将Qn切除。为了提高调节精度，可将Q调节分成3-5个串联电抗器非调谐无功补偿支路5。串联电抗器非调谐无功补偿支路5由感抗XLn和XCn 容抗串联组成，当系统最低主要谐波次数为3次时，串联电抗器非调谐无功补偿支路5中 XL3= 12^14% XC3，当系统最低主要谐波次数为5次时，串联电抗器非调谐无功补偿支路5 中XL5= 5. 5^7% XC5，滤波装置中的电流电压采样单元4和投切执行机构2是一个比较成熟的技术，此处不再细述。实时电流采样值存储单元、投切电流阈值存储单元、比较器和数据处理单元可以采用以微处理芯片为核心及其外围元件构成，比较器通过内部程序实现， 此处不再赘述。 浙江某钢带有限公司的大型钢带直流冷轧系统的主轧机采用三绕组变压器，变比为10KV/0. 66KV，ST=1500KVA，而直流卷轧机及其它辅助设备采用二绕组变压器，容量为 1500KVA，变比为10KV/0. 4KV。该变压器经测试，5、11、13次谐波大，功率因数低，无功功率缺口大，具体如下所示1 总=2208Α Ι5=441Α Ιη=226Α Ι13=170Α (χ^Φ^Ο.Θ，功率因数补至IJ 0. 95，即 cos Φ 2=0. 95，β 为负载 1 系数，取 0. 9，Q 总=St β cos Φ Jtan Φ「tan Φ 2) =886. 4KVar其中St为变压器容量，(^和Φ2分别为补偿前和要求补偿后的功率因素角，考虑满载及留有1.2倍余量，决定补1080KV ，根据Σ Qn= Σ η和Q调节=Q总-ΣΟη，本系统中最低主要谐波次数为5次，串联电抗器非调谐无功补偿支路5中的XL5可在5. 5^7% XC5之间选择，本具体实施例中XL5= 6% XC5,我们可以得到谐波补偿Σ Qn=640KV ，调节无功量Q调节=440KV ，需要补偿的总量Q总=1080KVar ；其中Q5为4X80=320 KVar , Qll为2X80=160K Var，Q13为2X80=160KV ；本具体实施例中无功调节级分为1、2、4、4共四级，分别设置成40 KVar、80 KVar、160 KVar、160K 本方案中，电流采样单元为总电流采样机构，所述电流采样单元的采样点处于电源1与补偿装置之间。控制器以总电流为依据， 采用谐波优先投切方式，即先投谐波补偿支路，再投无功调节支路，切出时，则顺序相反。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种轧机无源滤波无功补偿装置，包括控制器、投切执行机构及若干滤波无功补偿支路，其特征在于：所述滤波无功补偿装置包括单调谐滤波无功补偿支路（３）和串联电抗器非调谐无功补偿支路，其中单调谐滤波无功补偿支路（３）的谐波补偿总量为：∑Ｑｎ＝∑ＵＳＩｎ，其中Ｉｎ　为ｎ次特征谐波的谐波电流值，ＵＳ为系统电压，串联电抗器非调谐无功补偿支路的补偿总量为：Ｑ调节＝　Ｑ总　－　∑Ｑｎ，式中Ｑ总为系统补偿总量，Ｑｎ为特征谐波次数为ｎ的单调谐滤波无功补偿支路（３）谐波补偿量；所述控制器包括电流电压采样单元（４）、实时电流电压采样值存储单元、投切阈值存储单元、比较器和数据处理单元，所述比较器对负载（１）的实时电流电压采样值存储单元和投切阈值存储单元中的值的大小进行比较，所述控制器根据所述比较器的比较结果控制单调谐滤波无功补偿支路（３）和串联电抗器非调谐无功补偿支路投入或切出，所述控制器以谐波优先的方式控制投切执行机构。

【技术特征摘要】
1.一种轧机无源滤波无功补偿装置，包括控制器、投切执行机构及若干滤波无功补偿支路，其特征在于所述滤波无功补偿装置包括单调谐滤波无功补偿支路(3)和串联电抗器非调谐无功补偿支路，其中单调谐滤波无功补偿支路(3)的谐波补偿总量为Σ Qn= ΣS UsIn，其中In为η次特征谐波的谐波电流值，Us为系统电压，串联电抗器非调谐无功补偿支路的补偿总量为Q调节=Q总_ Σ Qn，式中Q总为系统补偿总量，Qn为特征谐波次数为η的单调谐滤波无功补偿支路(3)谐波补偿量；所述控制器包括电流电压采样单元(4)、 实时电流电压采样值存储单元、投切阈值存储单元、比较器和数据处理单元，所述比较器对负载(1)的实时电流电压采样值存储单元和投切阈值存储单元中的值的大小进行比较，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐仲周，
申请(专利权)人：徐仲周，
类型：实用新型
国别省市：33