CN203119488U

CN203119488U - 一种矿用隔爆型无功补偿装置

Info

Publication number: CN203119488U
Application number: CN 201220749453
Authority: CN
Inventors: 肖明勋; 陈利辉
Original assignee: Shanghai Changer Energy Saving Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Changer Energy Saving Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2022-12-31

Abstract

一种矿用隔爆型无功补偿装置，它涉及电容器无功补偿技术领域，它包括数组电容器补偿回路，每组电容器补偿回路由熔断器(FU)、可控硅(MK)、滤波电抗器(L)、电容器组(C)、第一放电电阻(R1)、第二放电电阻(R2)、第一发光二极管(D1)、第二发光二极管(D2)，它能够满足煤矿井下用电环境复杂对安全生产的要求，达到节能增效的目标，对多级电容器组进行快速无过渡投切(过零投切)，克服了煤矿井下传统无功功率补偿投切接触器触点烧损，投切响应速度慢，电容电流冲击大和电压闪变等缺点；电容器组采用差额补偿方式，按照“先投先切，后投后切”的补偿原则，提高设备的补偿效率，延长补偿柜内部元器件的使用寿命。

Description

一种矿用隔爆型无功补偿装置

技术领域：

本实用新型涉及一种矿用隔爆型低压动态无功补偿装置，具体涉及一种采用TSC技术即用晶闸管投切电容器的煤矿井下无功补偿装置。

背景技术：

目前煤矿井下低压无功补偿装置产品基本上以交流接触器投切电容器这种方式为主。接触器是有触点开关，电容器是一种特殊负载，它在投入时产生高于额定电流数十倍以上的瞬时大电流(俗称“涌流”)，切除时又会产生很高的过电压。机械开关在投切时会产生火花，严重时会使触点熔蚀烧毁.有触点开关也害怕灰尘污垢，在煤矿井下的恶劣环境下失去作用.所以这类产品工作可靠性差，设备使用寿命短。采用有触点开关，电容投入后切除到再次投入必须充分放电，时间长达数分钟，而对于那些冲击性和快速变化的负荷是无法进行补偿的.电网中大功率负荷和大型冲击性负荷起动时，由于无法得到及时补偿，会导致一种对电网安全运行非常有害的电压闪变，严重的电压闪变会使正常运行的设备停转造成重大事故，而采用接触器投切也无法抑制这种电压闪变。

另外，目前市场上流行一种复合开关，复合开关是双向晶闸管加上磁保持器，鉴于双向晶闸管运行时温升太高，而交流接触器运行时温升低得多，因此试图将二者结合起来，刚投入时用电子开关，稳定后用磁保持器，从经济性和可靠性来讲，它远不如用接触器加上串联电抗器有效，除了响应速度稍快了一点点没有任何优点，设备结构复杂，后期维护费用比较大。在实际上电网运行时会有许多异常情况：会突然停电来电，经常因大型设备起停，开关分合闸产生强干扰，电路接头会因烧损时通时断产生闪络，天空中还有雷电等等。在异常情况下电子开关误触发是不可避免的，这种误触发产生的过电流过电压如果没有有效的保护，电子开关和交流接触器会立即损坏，给煤矿井下安全生产带来诸多不利因素；事实上实际运行的产品使用寿命还赶不上单独采用交流接触器投切的产品。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种矿用隔爆型无功补偿装置，满足煤矿井下用电环境复杂对安全生产的要求，达到节能增效的目标，对多级电容器组进行快速无过渡投切(过零投切)，克服了传统无功功率补偿投切接触器触点烧损，投切响应速度慢，电容电流冲击大和电压闪变等缺点；电容器组采用差额补偿方式，按照“先投先切，后投后切”的补偿原则，提高设备的补偿效率，延长补偿柜内部元器件的使用寿命。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：它包括数组电容器补偿回路，每组电容器补偿回路由熔断器FU、可控硅MK、滤波电抗器L、电容器组C、第一放电电阻R1、第二放电电阻R2、第一发光二极管D1、第二发光二极管D2，熔断器FU的一端与三相电源连接，熔断器FU的另一端与可控硅MK的一端连接，可控硅MK的另一端与滤波电抗器L的一端连接，滤波电抗器L的另一端与电容器组C连接，滤波电抗器L的1脚与第一放电电阻R1的一端连接，第一放电电阻R1的另一端与第一发光二极管D1的正极连接，第一发光二极管D1的负极分别与滤波电抗器L的2脚及第二发光二极管D2的负极连接，第二发光二极管D2的正极与第二放电电阻R2的一端连接，第二放电电阻R2的另一端与滤波电抗器L的3脚连接。

本实用新型在电容器补偿回路中串入滤波电抗器L，通过不同容量电容器组C的组合，能得到十八种不同容量的输出，达到无级补偿效果，使系统的目标功率因数和无功量始终保持在最佳状态；设定好控制器内部对应补偿回路额定容量，控制器将按照“先投先切，后投后切”的原则，提高了系统的使用效率和补偿精度，减少了电容器组C的投切次数，从而延长补偿柜装置元件工作寿命，电容器组C投入系统运行，根据无功补偿控制策略，分析判断系统的功率因数和无功功率，当两者的条件都满足时控制器发出控制信号，对电容器组C进行自动分组投切，从而实现对系统的功率因数和无功功率的自动控制。比如系统进入自动运行模式，先投入第一组30Kvar，当不满足补偿要求时，接着投入第二组60Kvar、第三组90Kvar等，直到满足系统要求；若投入第三组90Kvar时系统出现过补偿，超越补偿上限，则先切掉第一组30Kvar，如果系统仍超越设定的补偿上限，则切掉第二组60Kvar；在电容器组C切除后重新投入时，若晶闸管导通(电容器接入电网)时的电网电压与电容器残压相差较大，就会由于电容器组C上的电压不能突变，而产生很大的电流冲击(合闸涌流)，这一冲击很可能损坏晶闸管，或给电网带来高频冲击。为此在本装置中不仅串入了滤波电抗器L来抑制合闸涌流和谐波，而且增加了放电电阻，每次切除电容器组C后，通过专门的放电电阻对电容器组C放电，使电容器组C残压趋于零；在电容器组C需要重新投入时，控制器发出投入指令，当交流电压瞬时值与电容器组C的残压相等时晶闸管上电压为零，晶闸管触发导通，来投切电容器组C，极大的减小了涌流，延长了晶闸管和电容器组C、滤波电抗器L的使用寿命。

本实用新型主要针对煤矿井下传统补偿方式响应速度缓慢，补偿精度不高，投切过程易产生谐波、过压和涌流，晶闸管经常被烧坏，以及设备安全运行系数低等不足，提出额定容量根据工业现场负荷变化情况来选取，补偿回路容量采用差额补偿方式，根据系统最小负荷变化情况设定前两组补偿回路的容量，能够更灵敏的自动跟踪用户功率因数和无功功率的变化，进行快速自动投切达到最佳补偿效果。其次可控硅采用过零投切方式，投切过程中无“涌流”和过电压，不会产生高次谐波污染电源，补偿后电压波形基本上是标准正弦波；更重要的是设备电子开关响应速度达到ms级，寿命长达数万小时以上，能够长时间免维护；采用该方式投切电容器组，切除电容器后可马上再次投入，满足快速跟踪补偿的要求。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式：

参看图1，本具体实施方式采用以下技术方案：它包括七组电容器补偿回路，每组电容器补偿回路由熔断器FU、可控硅MK、滤波电抗器L、电容器组C、第一放电电阻R1、第二放电电阻R2、第一发光二极管D1、第二发光二极管D2，熔断器FU的一端与三相电源连接，熔断器FU的另一端与可控硅MK的一端连接，可控硅MK的另一端与滤波电抗器L的一端连接，滤波电抗器L的另一端与电容器组C连接，滤波电抗器L的1脚与第一放电电阻R1的一端连接，第一放电电阻R1的另一端与第一发光二极管D1的正极连接，第一发光二极管D1 的负极分别与滤波电抗器L的2脚及第二发光二极管D2的负极连接，第二发光二极管D2的正极与第二放电电阻R2的一端连接，第二放电电阻R2的另一端与滤波电抗器L的3脚连接。

本具体实施方式在电容器补偿回路中串入滤波电抗器L，通过不同容量电容器组C的组合，能得到十八种不同容量的输出，达到无级补偿效果，使系统的目标功率因数和无功量始终保持在最佳状态；设定好控制器内部对应补偿回路额定容量，控制器将按照“先投先切，后投后切”的原则，提高了系统的使用效率和补偿精度，减少了电容器组C的投切次数，从而延长补偿柜装置元件工作寿命，电容器组C投入系统运行，根据无功补偿控制策略，分析判断系统的功率因数和无功功率，当两者的条件都满足时控制器发出控制信号，对电容器组C进行自动分组投切，从而实现对系统的功率因数和无功功率的自动控制。比如系统进入自动运行模式，先投入第一组30Kvar，当不满足补偿要求时，接着投入第二组60Kvar、第三组90Kvar等，直到满足系统要求；若投入第三组90Kvar时系统出现过补偿，超越补偿上限，则先切掉第一组30Kvar，如果系统仍超越设定的补偿上限，则切掉第二组60Kvar；在电容器组C切除后重新投入时，若晶闸管导通(电容器接入电网)时的电网电压与电容器残压相差较大，就会由于电容器组C上的电压不能突变，而产生很大的电流冲击(合闸涌流)，这一冲击很可能损坏晶闸管，或给电网带来高频冲击。为此在本装置中不仅串入了滤波电抗器L来抑制合闸涌流和谐波，而且增加了放电电阻，每次切除电容器组C后，通过专门的放电电阻对电容器组C放电，使电容器组C残压趋于零；在电容器组C需要重新投入时，控制器发出投入指令，当交流电压瞬时值与电容器组C的残压相等时晶闸管上电压为零，晶闸管触发导通，来投切电容器组C，极大的减小了涌流，延长了晶闸管和电容器组C、滤波电抗器L的使用寿命。

本具体实施方式主要针对煤矿井下传统补偿方式响应速度缓慢，补偿精度不高，投切过程易产生谐波、过压和涌流，晶闸管经常被烧坏，以及设备安全运行系数低等不足，提出额定容量根据工业现场负荷变化情况来选取，补偿回路容量采用差额补偿方式，根据系统最小负荷变化情况设定前两组补偿回路的容量，能够更灵敏的自动跟踪用户功率因数和无功功率的变化，进行快速自动投切达到最佳补偿效果。其次可控硅采用过零投切方式，投切过程中无“涌流”和过电压，不会产生高次谐波污染电源，补偿后电压波形基本上是标准正弦波；更重要的是设备电子开关响应速度达到ms级，寿命长达数万小时以上，能够长时间免维护；采用该方式投切电容器组，切除电容器后可马上再次投入，满足快速跟踪补偿的要求。

Claims

1.一种矿用隔爆型无功补偿装置，它包括数组电容器补偿回路，其特征在于每组电容器补偿回路由熔断器(FU)、可控硅(MK)、滤波电抗器(L)、电容器组(C)、第一放电电阻(R1)、第二放电电阻(R2)、第一发光二极管(D1)、第二发光二极管(D2)，熔断器(FU)的一端与三相电源连接，熔断器(FU)的另一端与可控硅(MK)的一端连接，可控硅(MK)的另一端与滤波电抗器(L)的一端连接，滤波电抗器(L)的另一端与电容器组(C)连接，滤波电抗器(L)的1脚与第一放电电阻(R1)的一端连接，第一放电电阻(R1)的另一端与第一发光二极管(D1)的正极连接，第一发光二极管(D1)的负极分别与滤波电抗器(L)的2脚及第二发光二极管(D2)的负极连接，第二发光二极管(D2)的正极与第二放电电阻(R2)的一端连接，第二放电电阻(R2)的另一端与滤波电抗器(L)的3脚连接。