CN219041404U - 一种快速无功补偿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种快速无功补偿装置，用于660V电网系统，包括柜体及设于柜体内的主开关、多个分路开关、滤波电容器、滤波电抗器和电子开关模块；电源通过主开关引入柜体内，并通过其中一个分路开关与电子开关模块相连接；电子开关模块依次与滤波电抗器和滤波电容器相串联，通过控制电子开关模块的快速通断，控制滤波电容器和滤波电抗器的通断，达到快速补偿660V电网系统无功功率的目的，从而避免滤波电容器长期运行导致的电容器高温、发热损坏，进而有效地避免了滤波电容器损坏导致的相间短路或相对地短路情况的发生，保障了660V电网系统的使用安全性。

Description

一种快速无功补偿装置

技术领域

本实用新型涉及电网无功补偿技术领域，尤其涉及一种快速无功补偿装置。

背景技术

无功补偿装置用来补偿系统中的感性无功，以提高功率因数、降低线损、提高电网的负载能力和供电质量。

低压660V系统，属于特殊型电网系统，仅限于像轧机之类的特殊负载使用，此类特殊负载多为大负荷，负荷变化快，功率因数低，电网谐波含量大，导致整体电网质量差。现有的无功补偿装置多采用电容补偿，电容本身属于低阻通，对于电网中的大量谐波十分敏感，电网中的谐波会优先进入电容器系统，长期运行会造成电容器高温、发热直至损坏，损坏后还会造成系统相间短路，或者相对地的短路情况，导致整个低压系统出现故障，危害十分严重。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种快速无功补偿装置，用于660V电网系统，通过设置电子开关模块，通过电子开关模块控制电容器和电抗器的通断，解决了现有技术中无功补偿装置采用电容补偿，电容器长期运行易损坏导致短路的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种快速无功补偿装置，具体技术方案如下：

一种快速无功补偿装置，用于660V电网系统，包括柜体及设于柜体内的主开关、多个分路开关、滤波电容器、滤波电抗器和电子开关模块；

电源通过主开关引入柜体内，并通过其中一个分路开关与电子开关模块相连接；

电子开关模块依次与滤波电抗器和滤波电容器相串联。

进一步地，还包括触发模块和控制模块；

控制模块与触发模块相连，触发模块与电子开关模块相连。

优选地，电子开关模块包括散热片、晶闸管可控硅和散热片风机；

散热片风机通过分路开关、主开关与电源相连，散热片风机与散热片热传导连接，散热片与晶闸管可控硅热传导连接；

晶闸管可控硅一端与分路开关相连，另一端与滤波电抗器相连；

晶闸管可控硅还与触发模块相连。

进一步地，还包括阻容模块，阻容模块与晶闸管可控硅相并连。

进一步地，阻容模块包括串联的电阻和电容；

电阻的阻值为30欧姆，功率为50W，电容的容量为0.33μf，电压为3000V。

进一步地，滤波电容器的电压为860V，滤波电抗器对应的电压值也为860V，电抗率为14％。

进一步地，还包括设于柜体上的显示屏，显示屏为触摸屏。

进一步地，柜体上还设置有多个运行指示灯，任一个运行指示灯用于显示与其相连的回路的运行状态。

进一步地，柜体上还设置有多个通风口和多个柜体散热风机；

多个柜体散热风机相并联，并分别与对应地分路开关相连。

(三)有益效果

本实用新型提供的快速无功补偿装置，填补了现有技术的空白。

本实用新型中，快速无功补偿装置通过设置电子开关模块，电子开关模块与滤波电容器和滤波电抗器相串联，通过控制电子开关模块的快速通断，控制滤波电容器和滤波电抗器的通断，达到快速补偿660V电网系统无功功率的目的，从而避免滤波电容器长期运行导致的电容器高温、发热损坏，进而有效地避免了滤波电容器损坏导致的相间短路或相对地短路情况的发生，保障了660V电网系统的使用安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定，在附图中：

图1为具体实施方式中快速无功补偿装置的前视图；

图2为具体实施方式中快速无功补偿装置背面视图；

图3为具体实施方式中快速无功补偿装置内部结构示意图。

【附图标记说明】

1、柜体；2、滤波电容器；3、滤波电抗器；4、主开关；5、分路开关；6、散热片；7、晶闸管可控硅；8、散热片风机；9、触发模块；10、阻容模块；11、控制模块；12、显示屏；13、运行指示灯；14、柜体散热风机；15、通风口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例保护范围的限制。

无功补偿装置用于补偿低压电网系统的感性无功，以提高低压电网系统的功率因数，进而降低线损，进而提高电网的负载能力和供电质量。

现有常规低压电网系统多为380V(或称400V)电网系统，对应的无功补偿装置也为380V(或称400V)无功补偿装置。对于660V特殊电网系统，多用于像轧机之类的特殊负载使用，此类负载负荷大，且负荷变化快、功率因数低、电网谐波含量大，导致电网整体质量差。而常规无功补偿装置多采用电容补偿，电容本身属于低阻通，对电网中谐波十分敏感，谐波会进入电容器中，长期运行会造成电容器高温、发热直至损坏，电容器损坏后会造成系统相间或相对地短路，导致电网系统出现故障。

基于现有技术存在的上述问题，参见图3，本实施例提供了一种快速无功补偿装置，用于660V电压系统，包括柜体1及设于柜体1内的主开关4、分路开关5、滤波电容器2、滤波电抗器3和电子开关模块。电源通过主开关4引入柜体1内，并通过分路开关5与电子开关模块相连接，电子开关模块依次与滤波电抗器3和滤波电容器2相串联。电子开关模块具有快速通断功能，由于其与滤波电抗器3和滤波电容器2相串联，以实现快速控制滤波电容器2的通断，大大提高了快速无功补偿装置的投切速度，缩短了投切时间，投切时间可控制在20ms以内，从而有效避免滤波电容器2长期运行，大大延长了滤波电容器2的使用寿命，进而提高了快速无功补偿装置的使用寿命。

在本公开实施例中，滤波电容器2选用的是AAM型高压全滤波电容器，滤波电容器2的电压等级为860V，高电压等级的滤波电容器2能够有效抵抗电网系统谐波，可保证滤波电容器2长期稳定运行。

对应地，滤波电抗器3的电压等级也为860V，与滤波电容器2相匹配，滤波电抗器3的电抗率为14％，可有效抑制660V电网系统中3次及以上的高次谐波进入滤波电容器2，从而避免滤波电容器2高温、发热损坏，进而提高了滤波电容器2的使用寿命。

需要说明的是，主开关4作为电源开关，用于与外接电源相连，可通过控制主开关4的通断，控制柜体1内的元器件的通电情况。

本实施例分路开关5的数量为多个，分别设于柜体1内的多个回路上，多个回路为相互并联的关系，可通过控制分路开关5的通断控制其所在回路的通断情况。当某一回路上的电器件损坏时，可通过控制该回路上的分路开关5断开，以对损坏的电器件进行更换，进而不影响其它回路的正常运行。

可以理解的是，本实施例通过控制电子开关模块的通断来控制滤波电容器2和滤波电抗器3的通断，当检测到回路中有大量高压谐波时，控制电子开关模块断开，从而将滤波电容器2和滤波电抗器3断开，进而避免大量高压谐波进入滤波电容器2内，进一步防止滤波电容器2长期接收高压谐波导致的损坏。

进一步地，本实施例的快速无功补偿装置还包括触发模块9和控制模块11，控制模块11与触发模块9相连，触发模块9与电子开关模块相连。

其中，控制模块11用于检测660V电网系统无功功率的大小，以控制电子开关模块的动态投切，进而控制滤波电容器2的动态投切。具体操作过程为：控制模块11通过在线采集660V电网系统的电压、电流、有功功率、功率因数和高压谐波等动态参数，基于动态参数获取触发信号，并将触发信号与电网信号作比对，当电网信号达到零点位置时，控制模块11发送触发信号至触发模块9，触发模块9根据触发信号控制电子开关模块投切，进而达到在投切过程中无涌流的效果。

具体地，本实施例的电子开关模块包括散热片6、晶闸管可控硅7和散热片风机8。晶闸管可控硅7一端与分路开关5相连，另一端与滤波电抗器3相连，晶闸管可控硅7还与触发模块9相连，触发模块9依据触发信号控制晶闸管可控硅7的触发，从而控制晶闸管可控硅7内部的NPN结和PNP结导通或者关断，起到快速开关的作用。

可以理解的是，本实施例的晶闸管可控硅7作为无触头开关使用，晶闸管可控硅7在投切过程中无拉弧，进而有效避免了电弧重燃的危险。晶闸管可控硅7投切时通过触发电流进行投切，因此对应的触发信号即为触发电流，触发电流是通过控制模块11所采集的600V电网系统的动态参数计算所得。

作为一种优选方式，晶闸管可控硅7采用的是三支3600V大功率晶闸管可控硅7。

本实施例中，散热片风机8通过其中一路分路开关5与主开关4和电源相连，散热片风机8与散热片6热传导连接，散热片6与晶闸管可控硅7热传导连接。散热片6和散热片风机8均用于对晶闸管可控硅7进行散热，晶闸管可控硅7在工作时产生的热量通过热传导的方式传递至散热片6，散热片风机8向散热片6喷吹气流，流动的气流将散热片6的热量带走，以达到散热的效果，有效避免晶闸管可控硅7高温损坏，进一步延长了晶闸管可控硅7的使用寿命。

进一步地，本实施例还包括阻容模块10，阻容模块10与晶闸管可控硅7相并连，用于抑制电网的跃限电压，保护晶闸管可控硅7。

本实施例的阻容模块10包括串联的电阻和电容，其中，电阻的阻值为30欧姆，功率为50W，电容的容量为0.33μf，电压为3000V，小电阻、大功率电阻和小电容的高效能电容的组合，可以减少阻容模块10的整体发热量，提高整体稳定性。

进一步地，参见图1，本实施例的柜体1上还设置有快速无功补偿装置的检测和指示元件，包括显示屏12和多个运行指示灯13。

其中，显示屏12用于显示控制模块11检测的660V电网系统的实时电流、实时电压、有功功率、无功功率和系统谐波等实时数据，便于操作人员查看。

本实施例的显示屏为触摸屏，可用于显示将要执行的投切动作，也可用于显示控制模块11的投切方式、滤波电容器2的运行状态等，还可通过显示屏控制电子开关模块投切模式为自动投切或手动投切，便于控制。在自动控制模式时，显示屏还可预先显示控制动作的名词及后续实际输出动作，方便操作人员随时进行查看，可提供运行的安全性。

本实施例中，多个运行指示灯13分别与快速无功补偿装置的多个回路相对应，能快速的判断出快速无功补偿装置的回路数量，以及每个回路所处的状态，亮灯则表示当前回路正在投入运行，灭灯则表示当前回路处于停止状态。

进一步地，参见图2，本实施例的柜体1上还设置有多个通风口15和多个柜体散热风机14，多个柜体散热风机14相互并联，并通过对应地的分路开关5与主开关4和电源相连。柜体散热风机14工作时能够快速地将柜体1内部的元器件工作时所产生的热量快速的带出柜体1，保证柜体1内部的元器件始终处于最优的温度状态，从而有效避免了柜体1内部元器件的高温损坏，进一步延长了快速无功补偿装置的使用寿命。

以上为本实施例快速无功补偿装置的具体结构，通过设置电子开关模块的通断控制滤波电容器2和滤波电抗器3的通断，避免高压谐波进入滤波电容器2内，从而有效避免滤波电容器2高温损坏。进一步地，本实施例的电子开关模块选用的是晶闸管可控硅7，晶闸管可控硅7作为无触头开关使用，在投切过程中无拉弧，进而有效避免了电弧重燃的危险，有效保障了660V电网系统的使用安全性。

以上所述，仅为本实用新型的较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种快速无功补偿装置，其特征在于，用于660V电网系统，包括柜体(1)及设于所述柜体(1)内的主开关(4)、多个分路开关(5)、滤波电容器(2)、滤波电抗器(3)和电子开关模块；

电源通过所述主开关(4)引入所述柜体(1)内，并通过其中一个所述分路开关(5)与所述电子开关模块相连接；

所述电子开关模块依次与所述滤波电抗器(3)和所述滤波电容器(2)相串联。

2.根据权利要求1所述的快速无功补偿装置，其特征在于，还包括触发模块(9)和控制模块(11)；

所述控制模块(11)与所述触发模块(9)相连，所述触发模块(9)与所述电子开关模块相连。

3.根据权利要求2所述的快速无功补偿装置，其特征在于，所述电子开关模块包括散热片(6)、晶闸管可控硅(7)和散热片风机(8)；

所述散热片风机(8)通过所述分路开关(5)、所述主开关(4)与所述电源相连，所述散热片风机(8)与所述散热片(6)热传导连接，所述散热片(6)与所述晶闸管可控硅(7)热传导连接；

所述晶闸管可控硅(7)一端与对应地所述分路开关(5)相连，另一端与所述滤波电抗器(3)相连；

所述晶闸管可控硅(7)还与所述触发模块(9)相连。

4.根据权利要求3所述的快速无功补偿装置，其特征在于，还包括阻容模块(10)，所述阻容模块(10)与所述晶闸管可控硅(7)相并连。

5.根据权利要求4所述的快速无功补偿装置，其特征在于，所述阻容模块(10)包括相串联的电阻和电容；

所述电阻的阻值为30欧姆，功率为50W，所述电容的容量为0.33μf，电压为3000V。

6.根据权利要求1所述的快速无功补偿装置，其特征在于，所述滤波电容器(2)的电压为860V，所述滤波电抗器(3)对应的电压值也为860V，电抗率为14％。

7.根据权利要求2所述的快速无功补偿装置，其特征在于，还包括设于所述柜体(1)上的显示屏(12)，所述显示屏(12)为触摸屏。

8.根据权利要求7所述的快速无功补偿装置，其特征在于，所述柜体(1)上还设置有多个运行指示灯(13)，任一个所述运行指示灯(13)用于显示与其相连的回路的运行状态。

9.根据权利要求2所述的快速无功补偿装置，其特征在于，所述柜体(1)上还设置有多个通风口(15)和多个柜体散热风机(14)；

多个柜体散热风机(14)相并联，并分别与对应地所述分路开关(5)相连。

Images