智能电力综合补偿装置制造方法及图纸

一种智能电力综合补偿装置，主回路设有TSC和SVG的功率模块，还包括主控制器、TSC控制器和SVG控制器。固定容量的TSC为N(N＞1)组，各TSC相互并联。每一TSC包括3个由反向并联的两个晶闸管构成的晶闸管阀组与补偿电容器串联构成的支路，3个支路采用三角形连接，其连接点分别接至电网的三相中。功率模块为三电平触发逆变器，SVG的额定容量为TSC总容量的1/N。其优点是：在无功补偿容量不是TSC单支路整数倍时，SVG实现了各级之间剩余无功的补偿，抑制了电网谐波，取消了必须在电容电压为零时进行投切的条件，为TSC提供更好的投切环境，可在短时间内重复投切，响应速度快，可靠性高。功率模块采用三电平触发逆变器使开关频率更低、产生谐波电流更小。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统及其自动化
，特别涉及一种智能电力综合补偿直O
技术介绍
随着现代工业技术的发展尤其是电力电子技术的发展，大量的现代电力电子设备等非线性负荷用电设备接入电网，使电网供电质量受到严重影响，电网的无功含量大增，注入电网中的谐波也随之增加，引起了电压及电流的波形畸变。与此同时各种高端精密设备的应用使得用户对电能质量的要求也越来越高。因此实时快速的无功补偿和谐波治理对优化电网潮流分布、提高电能质量及满足用户需求具有十分重要的意义。传统的低压无功补偿投切电容器组TSC装置(晶闸管)可实现电容器快速无触点投切，但谐波的存在会使电容器与系统发生并联谐振，使谐波电流放大导致电容器损坏或晶闸管烧损，该问题在低压配电系统中频繁发生。而供电系统常用的方法是采用接触器手动投切电力滤波器来消除谐波，自动化水平极低，动作慢，无法做到适时投切。此种补偿方式无法满足补偿连续变化无功功率，容易出现过补现象。传统的SVG装置采用的是两电平控制，此控制方式响应速度较慢，而且装置产生的谐波较大，可靠性差。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述缺陷，提供可以实现对电网系统连续变化无功的完全补偿，响应速度快，产生的谐波小，可靠性高的智能电力综合补偿装置。为达到上述目的，本技术提供的智能电力综合补偿装置，包括主回路，所述主回路上设有三相开关、主接触器、三相电抗器、三相电压互感器、三相电流互感器、低压无功补偿投切电容器组即TSC和静止无功发生器即SVG的功率模块，还包括主控制器、TSC控制器和静止无功发生器即SVG控制器，其中所述主控制器接于所述主回路三相开关之后并与所述三相电压互感器和三相电流互感器分别相连，所述主控制器的控制信号分别接至所述TSC控制器和SVG控制器；所述TSC控制器连接有N组相互并联的、固定容量的TSC，N为大1的整数，每一 TSC包括3个由反向并联的两个晶闸管构成的晶闸管阀组与补偿电容器串联构成的支路，3 个所述支路采用三角形连接，其连接点分别接至电网的三相中；所述SVG控制器与所述功率模块相连，所述功率模块经所述三相电抗器、主接触器和三相开关与所述主回路相连，所述功率模块为三电平触发逆变器，所述SVG的额定容量为所述TSC总容量的1/N。本技术智能电力综合补偿装置，其中所述主控制器包括AD采样芯片和与其依次相连的采样CPU及主控CPU，主回路电压和电流的采集信号传输给所述AD采样芯片，经过AD转换后经采样数据总线传输给所述采样CPU，再由所述采样CPU经数据总线传输给所述主控CPU。其中所述TSC控制器包括光耦隔离电路和与其依次相连的DSP及驱动电路，所述主控CPU的输出信号经数据总线传输给所述DSP，经过所述光耦电路进行隔离，再经过所述驱动电路输出驱动信号至所述TSC。本技术智能电力综合补偿装置，其中所述SVG控制器包括另一 DSP和触发电路，所述主控CPU将补偿输出信号传输给所述另一 DSP，所述另一 DSP输出的电流信号经所述触发电路得到相对应的PWM波形信号并输出驱动信号至所述功率模块。本技术智能电力综合补偿装置，其中所述AD采样芯片采用型号为MAX13M的芯片构成，所述采样CPU采用型号为TMS320F2812的芯片构成，所述主控CPU采用型号为 TMS320C6713的芯片构成，所述DSP采用型号为EPM7256AE的芯片构成。本技术智能电力综合补偿装置的优点和积极效果在于由于系统是将N组 TSC并联到接到电网上，并且将SVG的三项输出接到主回路上。其中，功率模块为三电平触发逆变器，这样可以使开关频率更低、产生谐波电流更小、功率密度更高。SVG的额定容量为TSC总容量的1/N，当系统所需容量不是TSC单支路的整数倍的时候，SVG则由所获得TSC 的控制参数实现分级无功补偿，实现了由SVG控制参数实现各级之间剩余无功的补偿。由于SVG本身具有谐波治理功能，可以抑制电网谐波，为TSC装置提供更高的投切环境，取消了必须在电容电压为零时进行投切的条件，可以实现在短时间内进行重复投切，在负载中含有谐波电流的情况下实现了快速连续的无功补偿和谐波治理，响应速度快，可靠性高。下面将结合实施例参照附图进行详细说明。附图说明图1是本技术智能电力综合补偿装置的总图；图2是AD采样芯片的电路原理图；图3是采样CPU的电路原理图；图4是主控CPU的电路原理图；图5是SVG控制器DSP的电路原理图；图6是SVG控制器触发电路的电路原理图；图7是TSC控制器的电路原理图。具体实施方式参照图1，本技术智能电力综合补偿装置采用低压无功补偿投切电容器组5， 即TSC，与低压静止无功发生器即SVG并联的方式组成，包括主回路、TSC、SVG的功率模块 4、主控制器1、TSC控制器2和SVG控制器3。主回路上设有三相开关、主接触器、三相电抗器、三相电压互感器和三相电流互感ο功率模块4经三相电抗器、主接触器和三相开关与主回路相连，功率模块4为三电平触发逆变器，SVG的额定容量为TSC总容量的1/N。固定容量的TSC为N组，N为大1的整数，各TSC相互并联。每一 TSC包括3个由反向并联的两个晶闸管构成的晶闸管阀组与补偿电容器串联构成的支路，3个支路采用三角形连接，其连接点分别接至电网的三相中。主控制器1接于主回路三相开关之后并与三相电压互感器和三相电流互感器分别相连，主控制器1的控制信号分别接至TSC控制器2和SVG控制器3。参照图2、图3和图4，主控制器1包括AD采样芯片U4和与其依次相连的采样 CPU(芯片Ul)及主控CPU(芯片Jl)。由三相电压互感器和三相电流互感器采集到的电压、 电流采样信号传输给AD采样芯片U4，经过AD转换后经采样数据总线传输给采样CPU，再由采样CPU经数据总线传输给主控CPU进行计算分析。参照图7，TSC控制器2包括光耦隔离电路和与其依次相连的DSP(芯片U3)及驱动电路，主控CPU将计算的结果经数据总线传输给DSP，生成一定宽度的脉冲，经过光耦电路进行隔离，再经过驱动电路输出驱动信号至TSC。采用数字电路产生脉冲，可以在过零时刻准确控制产生脉冲，且脉冲的宽度也可以通过计数器精确控制。基于DSP的数字控制系统不受环境影响，可靠性好。在上述电路中，AD采样芯片U4采用型号为MAX13M的芯片构成，采样CPU采用型号为TMS320F2812的芯片Ul构成，主控CPU采用型号为TMS320C6713的芯片Jl构成，DSP 采用型号为EPM7256AE的芯片U3构成。在本技术智能电力综合补偿装置的实施例中，TSC的投切得到了很大的改进， TSC投入时刻的选取很重要，总的原则是，TSC投入电容的时刻，也就是晶闸管开通时刻，必须是电源电压与电容器预先充电电压相等的时刻。为了达到这个要求，本系统采用晶闸管与二极管反并联方式，电容器投入前其电压总是维持在电网电压的峰值，一旦电容器电压比电网电压峰值有所降低，二极管都会将其电压充电至电网峰值电压。只要在电网电压峰值时触发晶闸管，就可避免电流冲击。以晶闸管端电压过零作为TSC投入时机，即在系统电压和电容端电压相等时进行投切动作。这样，首次投切时冲击电流同样为零，晶闸管开通后，电容电压随系统电压而变化，满足零电压切本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种智能电力综合补偿装置，包括主回路，所述主回路上设有三相开关、主接触器、三相电抗器、三相电压互感器、三相电流互感器、低压无功补偿投切电容器组即ＴＳＣ（５）和静止无功发生器即ＳＶＧ的功率模块（４），其特征在于：还包括主控制器（１）、ＴＳＣ控制器（２）和ＳＶＧ控制器（３），其中：所述主控制器（１）接于所述主回路三相开关之后并与所述三相电压互感器和三相电流互感器分别相连，所述主控制器（１）的控制信号分别接至所述ＴＳＣ控制器（２）和ＳＶＧ控制器（３）；所述ＴＳＣ控制器（２）连接块（４）相连，所述功率模块（４）经所述三相电抗器、主接触器和三相开关与所述主回路相连，所述功率模块（４）为三电平触发逆变器，所述ＳＶＧ的额定容量为所述ＴＳＣ总容量的１／Ｎ。有Ｎ组相互并联的、固定容量的ＴＳＣ（５），Ｎ为大１的整数，每一ＴＳＣ（５）包括３个由反向并联的两个晶闸管构成的晶闸管阀组与补偿电容器串联构成的支路，３个所述支路采用三角形连接，其连接点分别接至电网的三相中；所述ＳＶＧ控制器（３）与所述功率模

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜文东，纪竹童，刘为云，
申请(专利权)人：山东蓝天电能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：37