CN102856913A - 一种无功补偿装置 - Google Patents

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姚建歆
徐剑
顾临峰
张燕雯
曹扬
金琪
潘瑾
朱真
郑季伟
梅彦
张小越
仲隽伟
马晓杰
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SHANGHAI RONGLING NETWORK TECHNOLOGY CO LTD
SHANGHAI ZHONGQU ELECTRIC ENERGY SAVING TECHNOLOGY Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Shanghai Municipal Electric Power Co
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SHANGHAI RONGLING NETWORK TECHNOLOGY CO LTD
SHANGHAI ZHONGQU ELECTRIC ENERGY SAVING TECHNOLOGY Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Shanghai Municipal Electric Power Co
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Abstract

本发明公开了一种无功补偿装置，它连接市电和负载，所述无功补偿装置包括一综合控制器、与所述综合控制器分别连接的一斩波控制模块和一电容器组控制电路，所述电容器组控制电路包括一连接所述市电的多级开关、若干分别与该多级开关串联的串联支路，每个串联支路包括依次串联的一保护电阻组、一功率因数控制器连接接触器的组合、一电抗器组和一无功补偿电容器组，所述综合控制器通过对所述斩波控制模块和所述功率因数控制器的控制，连续调节补偿电容上的电压，实现容性无功的连续调节。本发明还具有不产生低次谐波，且控制简单，易于实现的特点。

Description

一种无功补偿装置
技术领域
本发明涉及一种无功补偿装置。
背景技术
目前，电力系统中的大多数负荷消耗无功功率，如果供电线路中存在大量无功功率流动，会造成大量能量损耗。因此无功补偿是电力系统节能降耗的必要措施，目前在无功负荷中感性负荷占绝大部分，且这些负荷对无功的需求不断变化，所以在实际应用中无功补偿装置的主要任务是提供连续可调的容性无功。
随着电力电子技术的发展，晶闸管控制电抗器(TCR)和晶闸管投切电容器(TSC)形式的静止补偿器(SVC)得到了广泛的应用。其具有无机械磨损、响应速度较快等优点，但TCR会产生低次谐波，需要额外的滤波器，TSC是分级控制的，不能连续调节。要提供连续可调的容性无功需要采取TCR+固定电容器(FC)或TCR+TSC的形式。有文档提出一种利用自关断器件的脉宽调制(PWM)型SVC，通过控制开关的占空比来调节电抗器的等效电抗，与TCR相比产生谐波小，响应速度快，但同样需与FC和TSC配合才能实现容性无功连续调节。而这种通过连续调节感性无功来抵消容性无功的连续调节方式，降低了补偿元件的利用率，增加了损耗。虽然，近年来提出的基于电压型或电流型桥式变流结构的静止无功补偿器STATCOM具有比较理想的补偿特性，但这种补偿器的控制要比前述的SVC复杂得多。因此，如何简单、快速地实现容性无功连续调节，便成为业内人士亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种无功补偿装置，它能连续调节补偿电容上的电压，实现容性无功的连续调节。
实现上述目的的技术方案是：
一种无功补偿装置，它连接市电和负载，包括一综合控制器、与所述综合控制器分别连接的一斩波控制模块和一电容器组控制电路，其中：
所述电容器组控制电路包括一连接所述市电的多级开关、若干分别与该多级开关串联的串联支路，每个串联支路包括依次串联的一保护电阻组、一功率因数控制器连接接触器的组合、一电抗器组和一无功补偿电容器组；
所述综合控制器通过一双绕组变压器组连接所述市电，对交流电流、交流电压采集计算，通过控制策略生成PWM波形，发送指令给所述斩波控制模块，所述综合控制器连接并发送控制指令给所述功率因数控制器；
所述斩波控制模块连接所述市电，接收所述综合控制器的指令，确定PWM控制的精度和速度。
上述的无功补偿装置，其中，所述保护电阻组为三个并列的保护电阻，所述电抗器组为三个并列的电抗器。
上述的无功补偿装置，其中，所述无功补偿电容器组由两个三角形组成，每个三角形的三条边上分别置有一电容，且其三个顶点分别与同一串联支路上的所述电抗器组的三个电抗器连接。
上述的无功补偿装置，其中，所述功率因数控制器接收所述综合控制器的控制指令，控制所述接触器，实现所述无功补偿电容器组的投切。
上述的无功补偿装置，其中，所述综合控制器同时也直接连接所述市电。
本发明的有益效果是：本发明能连续调节补偿电容上的电压，实现容性无功的连续调节；同时，它具有不产生低次谐波，且控制简单，易于实现的特点。
附图说明
图1是本发明的无功补偿装置的系统结构图；
图2是本发明的综合控制器的结构模块图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1并结合图2，本发明的一种无功补偿装置，它通过10KV/0.4KV变压器连接市电，包括综合控制器1、与综合控制器1分别连接的斩波控制模块2和电容器组控制电路3，其中：
电容器组控制电路3包括一连接市电的多级开关K、若干分别与多级开关K串联的串联支路，串联支路的总数为m(m为自然数)，每个串联支路相同，第n个串联支路包括依次串联的一保护电阻组Rn(其中n为自然数，1≤n≤m；代表第n条支路，下同)、一功率因数控制器Bn连接接触器Zn的组合、一电抗器组Ln和一无功补偿电容器组Cn；
综合控制器1直接连接市电，同时也通过一双绕组变压器组T连接市电。本实施例中，综合控制器1除核心控制元件采用美国德州仪器(TI)公司的型号为TMS320F28335的DSP芯片11以外，还包括有与DSP芯片11连接的脉宽调制(PWM)模块12、信号采集模块13、A/D转换器14、串行通信接口15等其他部分。综合控制器1根据对交流电流、交流电压的采集计算，并通过控制策略生成PWM波形，实现对斩波控制模块2的控制。
斩波控制模块2连接市电，在本实施例中，斩波控制模块2采用三菱公司生产的型号为PM200CLA060的智能功率模块IPM，由高速低功耗的IGBT(绝缘三双极型功率管)芯片、优选的门极驱动和保护电路构成。斩波控制模块2根据综合控制器1生成的PWM波形和输出电压和电流的计算，获得设备的反馈控制，保证了PWM控制的精度和速度。
保护电阻组Rn为三个并列的保护电阻，电抗器组Ln为三个并列的电抗器。
无功补偿电容器组Cn由两个三角形组成，每个三角形的三条边上分别置有一电容，三角形的三个顶点分别与同一串联支路上的电抗器组Ln的三个电抗器连接。
综合控制器1连接并控制功率因数控制器Bn，功率因数控制器Bn控制相应的接触器Zn，实现无功补偿电容器组Cn的投切，连续调节补偿电容上的电压，从而实现整个无功补偿装置的容性无功的连续调节。
请参见图1，其中，无功补偿装置连接压焊机等负载，图中CT表示电缆桥架。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (5)

1.一种无功补偿装置，它连接市电和负载，其特征在于，包括一综合控制器、与所述综合控制器分别连接的一斩波控制模块和一电容器组控制电路，其中：
所述电容器组控制电路包括一连接所述市电的多级开关、若干分别与该多级开关串联的串联支路，每个串联支路包括依次串联的一保护电阻组、一功率因数控制器连接接触器的组合、一电抗器组和一无功补偿电容器组；
所述综合控制器通过一双绕组变压器组连接所述市电，对交流电流、交流电压采集计算，通过控制策略生成PWM波形，发送指令给所述斩波控制模块，所述综合控制器连接并发送控制指令给所述功率因数控制器；
所述斩波控制模块连接所述市电，接收所述综合控制器的指令，确定PWM控制的精度和速度。
2.根据权利要求1所述的无功补偿装置，其特征在于，所述保护电阻组为三个并列的保护电阻，所述电抗器组为三个并列的电抗器。
3.根据权利要求1所述的无功补偿装置，其特征在于，所述无功补偿电容器组由两个三角形组成，每个三角形的三条边上分别置有一电容，且其三个顶点分别与同一串联支路上的所述电抗器组的三个电抗器连接。
4.根据权利要求1所述的无功补偿装置，其特征在于，所述功率因数控制器接收所述综合控制器的控制指令，控制所述接触器，实现所述无功补偿电容器组的投切。
5.根据权利要求1所述的无功补偿装置，其特征在于，所述综合控制器同时也直接连接所述市电。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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