CN201345549Y

CN201345549Y - 高压动态滤波补偿装置

Info

Publication number: CN201345549Y
Application number: CNU2009200376599U
Authority: CN
Inventors: 潘传粉
Original assignee: Individual
Current assignee: Yangzhou Bright Power Technology Co Ltd
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2019-01-21

Abstract

本实用新型涉及一种高压并联快速无功滤波补偿装置，可用于6KV以及6KV以上的用电系统的快速无功功率补偿。本装置由无功补偿控制器KZ、过零触发控制器KG、三相电压采样传感器TB1、三相电流采样传感器TA1、TA2、TA3和至少一个滤波补偿回路组成，所说的滤波补偿回路由高压隔离开关G1、保险FU、三相变压器TB、真空接触器KM、反并联可控硅组件V、三相电抗器LX或单相电抗器L1、L2、L3、电容器C1、C2、C3组成。本补偿控制装置通过对传感器采集的数据进行分析和处理，确定需要投切补偿回路的多少，快速输出控制信号给过零投切控制器，以投入或切除补偿回路，完成对用电系统的无功补偿和滤波，可实现快速的无功功率补偿，稳定用电系统的电压。

Description

高压动态滤波补偿装置

技术领域

本实用新型涉及一种高压动态滤波补偿装置，用于6kv以及6kv以上的用电系统的快速无功功率补偿。

背景技术

目前国内外普遍使用的并联高压无功功率补偿装置(如TBB、TBBZ型)，是采用的真空接触器或断路器来投切高压电容器的，因此成本比较低，被广泛应用。其缺点是当并联投入高压电容器组时会产生涌流和过压。这是因为，在合闸时，电容器直接对电网进行充放电，产生很大的涌流；在分闸时产生电气拉弧，触点易重燃引起过压；由于高压电容切除再次投切需要对电容器进行完全放电，因此不能频繁进行投切操作，否则将会对高压电容器和真空接触器造成损害，使用寿命降低，因真空接触器或断路器引发事故而使无功功率补偿装置不能正常工作的情况屡见不鲜，需要定期进行检修和维护。目前，随着电力电子元件制造水平的提高，比较先进的无功补偿装置得以发展。高压电网动态无功功率补偿装置SVC技术以及使用大功率可关断晶闸管GTO器件，构成的静止无功功率发生器SVG技术已经成熟，并投入了商业运行。但由于元器件性能参数的限制使其结构复杂，可靠性以及性价比变差，影响了其推广和应用进程。

发明内容

本实用新型提供一种高压动态滤波补偿装置，它能跟踪用电系统的无功功率变化，快速补偿用电系统的无功功率。

本实用新型高压动态滤波补偿装置由无功补偿控制器KZ、过零触发控制器KG、三相电压采样传感器TB1、三相电流采样传感器TA1、TA2、TA3和至少一个滤波补偿回路组成，所说的滤波补偿回路由高压隔离开关G1、保险FU、三相变压器TB、真空接触器KM、反并联可控硅组件V、三相电抗器LX或单相电抗器L1、L2、L3、电容器C1、C2、C3组成。

所说隔离开关G1、保险FU、三相变压器TB初级绕组Ly依次串联成三个支路，每个支路的绕组Ly端子分别与三相电抗器Lx的三个绕组或单相电抗L1、L2、L3及三个电容器C1、C2、C3连接成回路；真空接触器KM的三组触点分别并连接于三相变压器TB三个初级绕组Ly上；三相变压器TB的次级三个绕组Lf连接成三角形，三个绕组Lf的至少两个输出端分别连接与一个反并联可控硅组件V的一端，各反并联可控硅组件的另一端连接在一起，或同时与未连接有反并联可控硅组件的一端连接在一起，连接有反并联可控硅组件的控制端子与过零触发控制器KG的各输出端分别对应相连接。

在上述基础上，滤波补偿回路的电路连接有如下几种方式：

连接方式一：所说的三个支路变压器TB的绕组Ly端子分别依次串联三相电抗器Lx的3个绕组以及三个电容器C1、C2、C3，三个电容器C1、C2、C3的另一端连接在一起。

连接方式二：所说的三个支路变压器TB的绕组Ly端子分别与单相电抗器L1、L2、L3的一端连接，电容器C1、C2、C3接成三角形，三个引出线分别与单相电抗L1、L2、L3的另一端连接。

连接方式三：所说的电容器C1、C2、C3与电抗器L1、L2、L3分别串联且接成三角形，三角形的三个端子与变压器TB的三个初级绕组Ly的端子分别相连接。

本实用新型并联高压动态滤波补偿装置的无功补偿控制器KZ采用DSP芯片制作，补偿控制器KZ通过对传感器采集的数据进行分析和处理，确定需要投切补偿回路的多少，快速输出控制信号给过零投切控制器KG，以投入或切除补偿回路，完成对用电系统的无功补偿和滤波。补偿回路可根据用电系统无功补偿容量的大小分为若干个，根据用电系统的实际需要的无功补偿容量，确定每一个补偿回路补偿容量的大小。投切速度快，无合闸涌流，在切除电容时快速、无拉弧、无重燃、无过压，具有高可靠性和高性价比。

通过过零触发控制器控制反并联可控硅通、断三相变压器次级电流，控制三相变压器初级等效阻抗，利用三相变压器短时间过载的方式，实现电容器组的接入，使得在快速投切时无涌流、无拉弧、无重燃、无过压。增强无功补偿装置的可靠性，具有响应速度快、性价比高等优点，适用于6kv或6kv以上的用电系统的快速无功功率补偿和滤波，其补偿响应速度与SVC差别很小，但其技术性能却远远高于运用真空接触器或断路器投切电容器组的滤波补偿装置。

附图说明

图1、图2、是本实用新型高压动态滤波补偿装置的各实施例电路结构示意图。

图3、图4分别是本装置中的补偿回路的实施例电路和图。

具体实施方式

如图1，本装置的控制部分包含三相电压采样传感器TB1、三相电流传感器TA1、TA2、TA3以及补偿控制器KZ、过零投切控制器KG组成。其中TB1为常用三相电压互感器，TA1、TA2、TA3为常用的电流互感器，KZ为采用DSP芯片的快速补偿控制器，KG为专用的过零投切专用控制器；设有补偿回路，各补偿回路中，高压隔离开关G1、保险FU、三相变压器TB、初级绕组Ly、三相电抗器LX的一个绕组、电容器C1依次串联成一个支路；电容器C2、C3分别按上述顺序接成另两个支路，三个支路的三个电容器C1、C2、C3的另一端连在一起，真空接触器KM的三组触点，分别并联于三相变压器TB的三个初级绕组Ly上；三相变压器TB的次级三个绕组Lf连接成三角形，三个输出端分别联接三个反并联可控硅组件V1、V2和V3的一端，三个反并联可控硅组件的另一端连接在一起，接成三相三控接法。三相变压器TB为三相降压变压器，可根据初级电压的等级确定其次级电压，次级电压范围选择在700V-2500V之间。控制端子K1、K2、K3与过零触发控制器KG的输出端K1、K2、K3对应连接。

图2表示，在图1基础是将V2短接，取消V2，接成三相两控方式，控制端子K1、K3与过零触发控制器KG的对应输出端K1、K3相连接，真空接触器三组触点分别并联连接在变压器TB的3个初级绕组Ly上。

图3表示，电容器C1、C2、C3接成三角形，三个引出线分别单相电抗L1、L2、L3后与变压器的初级三个端子相连接，真空接触器三组触点分别并联连接在变压器TB的3个初级绕组Ly上。

图4表示，电容器C1、C2、C3与单相电抗器L1、L2、L3分别串联，接成三角形后与变压器TB的三个初级Ly端子相连接真空接触器三组触点分别并联连接在变压器TB的3个初级绕组Ly上。

以图2为例，说明用于一台三相10KV的用电系统，补偿容量为1200kvr的无功补偿装置。

本装置主电路由两条容量分别为600Kvar补偿回路组成，其中，每条补偿回路的电容器C1、C2、C3为单相200Kvar/6300KV的电容器；三相电抗Lx的电抗率为6％；真空接触器KM1选用JCZ5；三相变压器容量为40KVA，初级、次级线圈比值为6∶1高强度低温升设计；反并联可控制硅晶闸管组件GTR额定电流800A、额定电压3000V。

继电保护单元为常用的继电保护设计，这里不作表述。

当系统功率因数低欠补偿时，补偿控制器KZ输出控制信号给过零投切控制器KG时，KG输出端子K1、K3输出过零投切控制信号，分别给反并联可控硅组件V1和V3，电压过零时可控硅导通，延时10-50ms后输出信号给真空接触器KM，KM吸合；真空接触器KM吸合10ms后K1、K3输出信号中断，在下一个周波电压过零时可控硅截止，至此完成第一补偿回路投入，如还是欠补偿，则按上述过程投切第二补偿回路投入。

当系统无功功率过补偿时，补偿控制器KZ输出的给过零投切控制器KG的信号中断时，KG输出端子K1、K3输出过零投切控制信号，分别给反并联可控硅组件V1和V3，反并联可控硅组件导通，同时真空接触器KM断开，延时10-30ms后中断K1、K3的输出信号，在下一个周波电压过零时，反并联可控硅组件截止，至此完成第一补偿回路的切除。如还是过补，则按上述过程继续切除第二个补偿回路。

反并联可控硅组件以及真空接触器的接通和分断时间，可根据现场用电设备的负荷情况进行调整。

Claims

1.高压动态滤波补偿装置，其特征在于由无功补偿控制器(KZ)、过零触发控制器KG、三相电压采样传感器(TB1)、三相电流采样传感器(TA1)、(TA2)、(TA3)和至少一个滤波补偿回路组成，所说的滤波补偿回路由高压隔离开关(G1)、保险(FU)、三相变压器(TB)、真空接触器(KM)、反并联可控硅组件(V)、三相或单相电抗器(LX或L1、L2、L3)、电容器(C1)、(C2)、(C3)组成。

2.根据权利要求书1的要求所述的高压动态滤波补偿装置，其特征在于所说隔离开关(G1)、保险(FU)、三相变压器(TB)初级绕组(Ly)依次串联成三个支路，每个支路的绕组(Ly)端子与三相电抗器(LX)或单相电抗器(L1)、(L2)、(L3)及三个电容器(C1)、(C2)、(C3)连接成回路；真空接触器(KM)的三组触点分别并联接于三相变压器(TB)三个初级绕组(Ly)上；三相变压器(TB)的次级三个绕组Lf连接成三角形，三个绕组(Lf)的至少两个输出端分别接与一个反并联可控硅组件(V)的一端，各反并联可控硅组件的另一端连接在一起，或同时与未连接有反并联可控硅组件的一端连接在一起，连接有反并联可控硅组件的控制端子与过零触发控制器(KG)的各输出端分别对应相连。

3.根据权利要求2的要求所述的高压动态滤波补偿装置，其特征在于所说的三个支路的绕组(Ly)端子分别依次串联三相电抗器(Lx)及三个电容器(C1)、(C2)、(C3)，三个电容器(C1)、(C2)、(C3)的另一端联在一起。

4.根据权利要求2的要求所述的高压动态滤波补偿装置，其特征在于所说的三个支路的绕组Ly端子分别与单相电抗器(L1)、(L2)、(L3)的一端联接，电容器(C1)、(C2)、(C3)接成三角形，三个引出线分别与单相电抗(L1)、(L2)、(L3)的另一端联接。

5.根据权利要求2的要求所述的高压动态滤波补偿装置，其特征在于所说的电容器(C1)、(C2)、(C3)与单相电抗器(L1)、(L2)、(L3)分别串联且接成三角形，三角形的三个端子与变压器(TB)的三个初级绕组(Ly)的端子相连接。