CN205178513U - 一种智能静态无功补偿装置 - Google Patents

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段志昂
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Abstract

本实用新型提供的一种智能静态无功补偿装置,能够根据系统无功功率需求量,实时的调整无功功率输出,使系统无功平衡,避免出现无功功率过补或欠补的情况。包括补偿电容器、电抗器、可控硅、断路器和熔断器以及控制器,可控硅的阴极接地,阳极通过电抗器连接补偿电容器,补偿电容器通过断路器和熔断器连接电网,可控硅的控制极连接控制器;控制器包括电流采样模块、电压采样模块和微处理器模块,微处理器模块实时采集电网的电流和电压的数据,通过比较当前电压与电流的相位差α,计算得出当前系统所需的无功功率,发出控制信号,控制可控硅的导通角,进而控制补偿电容器的补偿容量,来实时控制系统无功功率的补偿量。

Description

一种智能静态无功补偿装置
技术领域
本实用新型涉及交流电配电网络技术领域,特别是涉及一种智能静态无功补偿装置。
背景技术
随着电网中电力电子设备的不断增加,而且大部分设备均为感性负载,他们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递,在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率,从而导致了电网中无功功率的需求量极大的增加。无功功率在生产过程中是必不可少的,正常情况下,用电设备不仅要从电网中取得有功功率,还需要从电网中获取无功功率,如果电网中的无功功率不足,用电设备及没有足够的无功功率来建立维持设备正常工作的磁场,则影响电气设备的正常工作。
无功功率不足对用电设备的主要影响体现在:(1)降低发电机有功功率的输出。(2)视在功率一定时,增加无功功率就要降低输、变电设备的供电能力。(3)电网内无功功率的流动会造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。(4)系统缺乏无功功率时就会造成低功率因数运行和电压下降,使电气设备容量得不到充分发挥。为了补偿用电设备所需的无功功率,通常需要无功补偿设备进行无功补偿,而传统的无功功率补偿设备一般不能实时的根据用电设备所需的无功需求量进行补偿,难以保证系统中的无功平衡。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足,本实用新型提供一种智能静态无功补偿装置,能够根据系统无功功率需求量,实时的调整无功功率输出,使系统无功平衡,避免出现无功功率过补或欠补的情况。
本实用新型的技术方案是:
一种智能静态无功补偿装置,其特征在于,包括补偿电容器、电抗器、可控硅、断路器和熔断器以及控制器,所述可控硅的阴极接下一级用电器,阳极通过电抗器连接补偿电容器,补偿电容器通过断路器和熔断器连接电网,所述可控硅的控制极连接控制器;所述控制器包括电流采样模块、电压采样模块和微处理器模块,所述电流采样模块、电压采样模块分别连接微处理器模块,所述微处理器模块通过电流采样模块、电压采样模块实时采集电网的电流和电压的数据,通过比较当前电压与电流的相位差α,计算得出当前系统所需的无功功率,发出控制信号,控制可控硅的导通角,进而控制补偿电容器的补偿容量,来实时控制系统无功功率的补偿量。
所述控制器还包括与微处理器模块连接的电容温度采集模块,实时采集补偿电容器的温度数据,若补偿电容器温度过高超过设定温度,自动发出报警信号并做出关断动作。
所述微处理器模块采用32位ARM微控制器,集成定时器、CAN、ADC、SPI、I2C、USB、UART的功能。
所述微处理器模块还包括数码管显示接口、通讯接口及键盘接口。
所述微处理器模块的通讯接口支持CAN通讯协议。
所述电抗器上装有能为其散热的散热片及风机。
所述智能静态无功补偿装置采用航空铝型外壳。
所述外壳上具有数码管显示器。
本实用新型的技术效果:
本实用新型相比现有技术的有益效果是:能够根据系统无功功率需求量,实时的调整无功功率输出,使系统无功平衡,不会出现无功功率过补偿或者欠补偿的情况。并且外壳具有数码管显示功能,实时显示出当前补偿的无功量以及各项参数,直观的显示了系统实时运行状态,解决了常规无功补偿装置使用上的不便以及使用过程中对系统无功功率的过补偿与欠补偿的问题。并且本实用新型控制器还包括补偿电容器温度采集模块,在补偿电容器温度过高时,控制器能迅速发出报警信号并做出关断动作,保证静态无功补偿装置能够安全可靠的运行。另外,在电力电容器进行无功补偿时,在电容器回路中串联电抗器,可以起到明显的抑制谐波的作用,净化电源,提高用电质量。
附图说明
图1是本实用新型的智能静态无功补偿装置实施例结构示意图。
图2是本实用新型的控制器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的智能静态无功补偿装置作进一步说明。
图1是本实用新型的智能静态无功补偿装置实施例结构示意图。一种智能静态无功补偿装置,包括n个并联连接的补偿电容器、电抗器、可控硅、断路器和熔断器以及控制器,可控硅的阴极接地,阳极通过电抗器连接补偿电容器,补偿电容器通过断路器和熔断器连接电网,可控硅的控制极连接控制器。根据系统所需最大无功功率以及电容器的容量,确定所需补偿电容器的个数,将所需补偿电容器并联连接。
图2是本实用新型的控制器的结构示意图。所述控制器包括电流采样模块、电压采样模块和微处理器模块,所述电流采样模块、电压采样模块分别连接微处理器模块;控制器还包括与微处理器模块连接的电容温度采集模块,以及数码管显示接口、通讯接口及键盘接口。所述通讯接口支持CAN通讯协议。
电网中三相交流电首先通过断路器、熔断器,同时通过电流互感器采样电流,输出至控制器电流检测输入端,三相电压分别取样送给控制器电压检测输入端,控制器通过A/D转换,通过电流采样模块、电压采样模块实时采集电网的电流和电压的数据,比较系统当前的电压与电流的相位差α,计算得出当前系统所需的无功功率,发出控制信号,控制可控硅的导通角,进而控制补偿电容器的补偿容量,来实时控制系统无功功率的补偿量。
所述微处理器采用32位ARM微控制器,集成定时器、CAN、ADC、SPI、I2C、USB、UART的功能;本实施例采用STM32F103控制芯片,其最高工作频率达72MHZ,包含2路12位精度的ADC,3路16位通用定时器和1路PWM定时器,还包含标准和先进的通讯接口,2个I2C和SPI接口、3个USART接口、一个USB接口和一个CAN接口。
另外,所述电抗器上装有能为其散热的散热片及风机。所述智能静态无功补偿装置采用航空铝型外壳,外壳上具有数码管显示器。
以上说明书中的具体实施例对本实用新型的原理和实施方式进行了阐述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制,一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (8)

1.一种智能静态无功补偿装置,其特征在于,包括补偿电容器、电抗器、可控硅、断路器和熔断器以及控制器,所述可控硅的阴极接地,阳极通过电抗器连接补偿电容器,补偿电容器通过断路器和熔断器连接电网,所述可控硅的控制极连接控制器;所述控制器包括电流采样模块、电压采样模块和微处理器模块,所述电流采样模块、电压采样模块分别连接微处理器模块,所述微处理器模块通过电流采样模块、电压采样模块实时采集电网的电流和电压的数据,通过比较当前电压与电流的相位差α,计算得出当前系统所需的无功功率,发出控制信号,控制可控硅的导通角,进而控制补偿电容器的补偿容量,来实时控制系统无功功率的补偿量。
2.根据权利要求1所述的智能静态无功补偿装置,其特征在于,所述控制器还包括与微处理器模块连接的电容温度采集模块,实时采集补偿电容器的温度数据,若补偿电容器温度过高超过设定温度,自动发出报警信号并做出关断动作。
3.根据权利要求1或2所述的智能静态无功补偿装置,其特征在于,所述微处理器模块采用32位ARM微控制器,集成定时器、CAN、ADC、SPI、I2C、USB、UART的功能。
4.根据权利要求3所述的智能静态无功补偿装置,其特征在于,还包括数码管显示接口、通讯接口及键盘接口。
5.根据权利要求4所述的智能静态无功补偿装置,其特征在于,所述微处理器模块的通讯接口支持CAN通讯协议。
6.根据权利要求1或2所述的智能静态无功补偿装置,其特征在于,所述电抗器上装有能为其散热的散热片及风机。
7.根据权利要求1或2所述的智能静态无功补偿装置,其特征在于,所述智能静态无功补偿装置采用航空铝型外壳。
8.根据权利要求7所述的智能静态无功补偿装置,其特征在于,所述外壳上具有数码管显示器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106026132A (zh) * 2016-07-15 2016-10-12 国网山东省电力公司龙口市供电公司 一种智能电网电压无功调整装置
CN107807275A (zh) * 2016-09-08 2018-03-16 广东美的生活电器制造有限公司 一种功率偏差值修正装置及方法
CN112332435A (zh) * 2020-10-28 2021-02-05 蜂巢能源科技有限公司 储能系统、方法、能量管理系统以及电力系统

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