CN105281333A - 抗谐波无功补偿电容模块装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无功补偿装置，尤其是涉及抗谐波无功功率动态补偿装置。抗谐波无功补偿电容模块装置包括断路器模块、电流互感器模块、动态无触点开关模块、电抗模块、谐波保护器模块、投切信号输入端子模块和补偿电容模块及散热风扇相连接组成。它能提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量，稳定设备运行,在提高电网供电效率，改善电能质量的同时，有效地将负载产生的谐波加以滤除，从而将民用电低压配电网的谐波抑制在国标允许范围内，避免谐波电流对供电设备产生的危害，提高民用电低压配电网的电能质量和电网的安全，同时它能有效节约设备的安装空间，使其内部结构简洁、方便维护，提高无功补偿装置的可靠性、安全性，降低维护技术难度。

Description

抗谐波无功补偿电容模块装置

技术领域

本发明涉及一种无功补偿装置，尤其是涉及抗谐波无功功率动态补偿装置。

背景技术

目前，电力电子设备的应用日趋普遍，电力电子装置在生产过程中是必不可少的，如个人电脑，空调设备、照明机器、电梯、直流电动机、变频器、中频感应炉、医疗设备等。这些非线性用电设备所产生的谐波，它可以导致电能浪费、降低系统容量、加速设备老化、降低生产率，可以导致配电系统本身或连接在该系统上的其他设备发生故障。在谐波严重的场合，普通的电容无功功率补偿装置及现在低压配电网常用的动态电容无功补偿装置不具备滤波功能，不仅对民用电低压配电网的谐波无抑制作用，而且会对谐波其放大作用增大了谐波干扰系数。

发明内容

为了解决上诉技术问题，本发明提供了一种抗谐波无功补偿电容模块装置，其主要针对低压配电的谐波特性，完成无功补偿兼滤除谐波的作用，其特点是提高了系统的功率因数，改善了电网电压质量，稳定了设备运行。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

抗谐波无功补偿电容模块装置包括断路器模块、电流互感器模块、动态无触点开关模块、电抗模块、谐波保护器模块、投切信号输入端子模块和补偿电容模块及散热风扇相连接组成。

采用的技术方案是这样的，低压母线输入的380V三相四线制电压接入微型断路器4，微型断路器4的输出一路送入电流互感器5，另一路送入谐波保护器3，并接入一个380V交流散热风扇9；然后380V交流电通过电流互感器5接入到动态无触点开关6，经过电抗器7接入补偿电力电容器8上完成一次回路连接；外部12V投切信号接入到控制信号接线端子1上，经过谐波保护器3的常闭触点最终接入到动态无触点开关6的控制信号端，以此控制动态无触点开关9的开启和关断，从而完成电容器的投入和切除；谐波保护器3通过采样电流互感器5和微型断路器4接入的交流电信号，从而计算出该回路的谐波和电流大小，且通过显示屏2实时显示屏该回路的电流、谐波次数和相关的报警操作，谐波保护器3通实时过采样值与内部的所设置的参数进行比对，作出相应的报警和过流、超谐波保护、过流或者超谐波都会使投入的12V控制信号断开，使回路不投入电力电容器8。

本发明的有益效果是：

1、抗谐波无功补偿电容模块装置节约设备的安装空间，使其内部结构简洁、方便维护，提高无功补偿装置的可靠性、安全性，降低维护技术难度。

2、借助于无功补偿装置提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量，稳定设备运行,在提高电网供电效率，改善电能质量的同时，有效地将负载产生的谐波加以滤除，从而将民用电低压配电网的谐波抑制在国标允许范围内，避免谐波电流对供电设备产生的危害，提高民用电低压配电网的电能质量和电网的安全、稳定、经济运行。

3、采用积木式集成方式，将多个独立运行单元有机的融入一体，安放在一个控制箱里面，极大方便了施工现场的安装配线及维护维修，有效减小了安装体积。

附图说明

图1：抗谐波无功补偿电容模块装置系统框图。

图2:抗谐波无功补偿电容模块装置谐波保护器电原理框图。

图3：抗谐波无功补偿电容模块装置内部连接图。

具体实施方式

图1是抗谐波无功补偿电容模块装置系统框图，抗谐波无功补偿电容模块装置包括有微型断路器、电流互感器、动态无触点开关、电抗器、电力电容器、谐波保护器、显示屏、控制信号接线端子和380V散热风扇组成。在图1中谐波保护器3起着重要的作用，它通过电流互感器5监测模块的总电流及谐波电流；当总电流超出设定值、三相电流不平衡和总谐波超限时通过谐波保护器3内部继电器断开控制信号接线端子进来的12V投入信号，同时输出控制信号断开动态无触点开关6从而将电力电容器8断开，从而起到过流、电流不平衡、谐波超限保护。

图1中动态无触点开关特点:动态无触点开关是用可控硅来控制的，因此不会有火花，弥补了触点开关复合时有火花的不足，避免因电流过大出现火花或在高电压电路中击穿空气，造成误动作。动态无触点开关在电压过零导通；电流过零切除；响应速度快(≦10ms)；并具有温度自主保护。

整机工作流程：低压母线输入380V交流三相四线制电压通过微型断路器4接入到抗谐波无功补偿电容模块装置，当外部12V投入信号通过控制信号接线端子接入到谐波保护器的继电器输出点上再将信号提供给动态无触点开关，使其动态无触点开关导通，三相电压再通过电抗器接入到电容器上，完成一次电容投入。电抗器用于消除电路中的谐波，谐波保护器通过电流互感器检测其系统总的谐波及电流大小，当超出我们设置的规定值时其输出继电器断开12V投入信号，从而断开动态无触点开关切除其电路中的电力电容器，完成保护操作。

图2是抗谐波无功补偿电容模块装置谐波保护器电原理框图，谐波保护器的工作流程如下：220V交流电压输入到变压器，通过变压器将220V交流电压电压降为5V低压交流电压，5V低压交流电压通过整流滤波输入到3.3V直流稳压模块，将电压转为稳定的3.3V直流电压，为后面的各个外围模块提供电源，同时也为主控MCU提供电源；MCU通过电流互感器和三相交流电压采样模块采集电流和电压，并通过分析计算得到其回路中的谐波量；MCU通过外围按键查看电流电压和谐波量，且通过它修改其内部参数，使我们能够很方便的设置需要保护的功能。MCU将采集到得电流和电压以及谐波量和当前的工作状态实时的通过显示模块显示出来，方便我们查阅和及时维护出现故障的元器件；MCU也可以将以上参数通过485通讯模块上传到我们的个人计算机和网络服务器上，实现远程监控；当电流过流和三相不平衡及其谐波超量作出保护时，MCU将控制继电器保护模块工作，断开外部信号，避免其元件损坏造成严重后果。

图3是抗谐波无功补偿电容模块装置内部连接图，整个模块安装在一个控制箱中，安装灵活、维修方便、操作简单本说明书未作详细描述的内容属于本领域技术人员公知的现有技术，虽然本发明己通过有关的实施案例进行了图示和描述，但是，本专业技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化，因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。

Claims (2)

1.一种抗谐波无功补偿电容模块装置，其特征在于：低压母线输入的380V三相四线制电压接入微型断路器（4），微型断路器（4）的输出一路送入电流互感器（5），另一路送入谐波保护器（3），并接入一个380V交流散热风扇（9）；然后380V交流电通过电流互感器（5）接入到动态无触点开关（6），经过电抗器（7）接入补偿电力电容器（8）上完成一次回路连接；外部12V投切信号接入到控制信号接线端子（1）上，经过谐波保护器（3）的常闭触点最终接入到动态无触点开关（6）的控制信号端，以此控制动态无触点开关（9）的开启和关断，从而完成电容器的投入和切除。

2.根据权利要求1所述一种抗谐波无功补偿电容模块装置，其特征在于：谐波保护器（3）通过采样电流互感器（5）和微型断路器（4）接入的交流电信号，从而计算出该回路的谐波和电流大小，且通过显示屏（2）实时显示屏该回路的电流、谐波次数和相关的报警操作，谐波保护器（3）通实时过采样值与内部的所设置的参数进行比对，作出相应的报警和过流、超谐波保护、过流或者超谐波都会使投入的12V控制信号断开，使回路不投入电力电容器（8）。