CN2802814Y - 智能混合投切元件无功动态补偿装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型智能混合投切元件无功动态补偿装置，它同时利用半导体开关组件(19)、复合开关(23)和切换电容器接触器(25)作为投切元件把电力电容器接入电网进行无功补偿，其结构包括无功补偿控制器和补偿电路，控制器内部同时具有三种投切元件的控制电路，各种投切元件的投切动作时间间隔在控制器中可以单独设置，补偿电路由包含电力电容器(21)的半导体开关补偿支路(22)、复合开关补偿支路(24)和接触器补偿支路(26)组成，在控制器的控制下这三种补偿支路分别对变化非常频繁、变化较频繁和相对稳定的无功负荷进行补偿，从而使本装置具有良好的动态补偿性能、较低的造价和较小的能耗。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及在电力系统中起无功补偿作用的动态补偿装置，具体地说，是涉及直接利用电力电容器对电力系统中的无功负荷进行动态补偿的装置。
背景技术
把电力电容器接入电网常用的投切元件有半导体开关组件(以半导体开关和过零触发电路为主要部件构成)、复合开关(以机电式接触器、半导体开关和控制电路为主要部件构成)和切换电容器接触器，通常的无功动态补偿装置只使用其中的一种投切元件，使用这些投切元件的无功动态补偿装置各有其优点和不足：由于半导体开关组件投切动作时间间隔短，所以利用它作为投切元件的补偿装置具有良好的动态补偿性能，但却存在工作时能耗大和所需投资大的不足；由于复合开关投切动作时间间隔较短，所以利用它作为投切元件的补偿装置具有较好的动态补偿性能，但同样存在所需投资大的不足；由于切换电容器接触器工作时能耗小和价格低廉，所以利用它作为投切元件的补偿装置具有能耗小和投资少的优点，但由于切换电容器接触器投切涌流大、投切动作时间间隔长，所以利用它作为投切元件的补偿装置却不适用于补偿变化太频繁的无功负荷。
虽然利用半导体开关组件作为投切元件的补偿装置具有良好的动态补偿性能，利用复合开关作为投切元件的补偿装置也有较好的动态补偿性能，但由于它们上述的不足，使得这些技术较先进的产品始终得不到广泛地推广应用，不能为提高电网的功率因数、节约电能作出应有的贡献。
对于一个具有一定容量的电力系统，其无功负荷的组成通常有这样的特点：变化非常频繁和较频繁部分只占较小的比例，占较大比例的是相对稳定部分。
发明内容
为了使无功动态补偿装置避免上述提到的只采用一种投切元件时存在的不足，充分发挥各种投切元件的优点，同时利用上述无功负荷的组成特点，本实用新型采用新的技术方案进行动态无功补偿。
新的技术方案是：无功动态补偿装置包括无功补偿控制器和补偿电路两大部分。
补偿电路同时采用半导体开关组件(19)、复合开关(23)和切换电容器接触器(25)作为电力电容器(21)的投切元件，由这些投切元件分别与快速熔断器(18)、电容放电灯(20)和电力电容器(21)连接构成半导体开关补偿支路(22)、复合开关补偿支路(24)和接触器补偿支路(26)，所有的补偿支路构成补偿电路，补偿电路通过进线开关(15)接入电网。
无功补偿控制器内部同时具有半导体开关控制电路(10)、复合开关控制电路(11)和接触器控制电路(12)。各种投切元件的投切动作时间间隔在控制器中可以单独设置，以保证投切元件和电力电容器的安全运行。
投切元件的动作受投切元件控制电路的控制，由半导体开关控制电路(10)控制半导体开关补偿支路(22)的投切，由复合开关控制电路(11)控制复合开关补偿支路(24)的投切，由接触器控制电路(12)控制接触器补偿支路(26)的投切。上述的各个控制电路则在无功补偿控制器主控制CPU(7)的控制下工作。
在无功补偿控制器的控制下，半导体开关补偿支路(22)主要用于补偿变化非常频繁的无功负荷，复合开关补偿支路(24)主要用于补偿变化较频繁的无功负荷，接触器补偿支路(26)用于补偿相对稳定的无功负荷。
本实用新型的有益效果是，发挥了半导体开关组件和复合开关适于进行频繁和较频繁投切的特点，减少了它们的使用量，减少了能耗；发挥了切换电容器接触器工作时能耗小的特点，减少了它们的投切次数，延长了它们的使用寿命，减小投切涌流对电网的影响。从而在保证装置具有良好无功动态补偿性能的情况下，大幅度地降低了装置的原材料成本和运行成本，有利于无功动态补偿装置的推广和节能事业的进步。
附图说明
图1是本实用新型的一种方案无功补偿控制器方框图。
图2是对应图1的方案的补偿电路原理图。
图2中，14.避雷器，15.熔断器式隔离开关，16.排风机，17.温度传感器，
18.快速熔断器，19.半导体开关组件，20.电容放电灯，21.电力电容器，
22.半导体开关补偿支路，23.复合开关，24.复合开关补偿支路，
25.切换电容器接触器，26.接触器补偿支路
具体实施方式
一种智能混合投切元件无功动态补偿装置，包括无功补偿控制器和补偿电路，其无功补偿控制器如图1所示，其补偿电路如图2所示。
补偿电路同时采用半导体开关组件(19)、复合开关(23)和切换电容器接触器(25)作为电力电容器(21)的投切元件，由这些投切元件分别与快速熔断器(18)、电容放电灯(20)和电力电容器(21)连接构成半导体开关补偿支路(22)、复合开关补偿支路(24)和接触器补偿支路(26)，所有的补偿支路构成补偿电路，补偿电路通过进线开关(15)接入电网。
在无功补偿控制器中，半导体开关组件(19)的投切动作时间间隔设置成40mS，复合开关(23)的投切动作时间间隔设置成4S，切换电容器接触器(25)的投切动作时间间隔设置成1min，以保证投切元件和电力电容器的安全运行。来自电网的三相电压、电流信号被送到无功补偿控制器中的三相电压、电流采样处理电路(1)，信号经过采样处理后被送到信号处理芯片DSP CPU，计算出三相电压、电流的有效值，有功功率，无功功率，各次电压、电流谐波的含量及总的畸变率，然后这些数据通过通讯电路(6)送到主控制CPU(7)。主控制CPU(7)对这些数据、温度传感器(17)经由温度传感器接口电路(2)送来的装置温度数据、键盘(8)和PC通讯接口电路(13)传来的设定值进行综合分析处理，当装置温度超限值时，通过排风机控制电路(9)启动排风机(16)；当电网过压、欠压，谐波超限值时，控制半导体开关组件(19)、复合开关(23)和切换电容器接触器(25)分断补偿支路；当需要进行无功补偿时，对变化非常频繁无功负荷通过半导体开关控制电路(10)控制半导体开关补偿支路(22)进行补偿，对变化较频繁无功负荷通过复合开关控制电路(11)控制复合开关补偿支路(24)进行补偿，对相对稳定无功负荷通过接触器控制电路(12)控制接触器补偿支路(26)进行补偿。
Claims (4)
1.一种智能混合投切元件无功动态补偿装置，包括无功补偿控制器和补偿电路，无功补偿控制器包含三相电压、电流采样处理电路(1)、数字信号处理芯片DSP CPU(5)、主控制CPU(7)、PC通讯接口电路(13)、显示电路(4)和键盘(8)，补偿电路包括避雷器(14)、进线开关(15)、快速熔断器(18)、电容放电灯(20)和电力电容器(21)，其特征是：同时采用半导体开关组件(19)、复合开关(23)和切换电容器接触器(25)中的两种或三种作为电力电容器(21)的投切元件，由这些投切元件分别与电力电容器(21)连接构成各种补偿支路，所有的补偿支路构成补偿电路，无功补偿控制器同时具有多种投切元件控制电路，各种投切元件的投切动作时间间隔在控制器中可以单独设置。
2.根据权利要求1所述的智能混合投切元件无功动态补偿装置，其特征是：无功补偿控制器同时具有接触器控制电路(12)和半导体开关控制电路(10)，切换电容器接触器(25)和半导体开关组件(19)的投切动作时间间隔在控制器中可以单独设置。
3.根据权利要求1所述的智能混合投切元件无功动态补偿装置，其特征是：无功补偿控制器同时具有接触器控制电路(12)和复合开关控制电路(11)，切换电容器接触器(25)和复合开关(23)的投切动作时间间隔在控制器中可以单独设置。
4.根据权利要求1所述的智能混合投切元件无功动态补偿装置，其特征是：无功补偿控制器同时具有接触器控制电路(12)、复合开关控制电路(11)和半导体开关控制电路(10)，切换电容器接触器(25)、复合开关(23)和半导体开关组件(19)的投切动作时间间隔在控制器中可以单独设置。
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| CN102142686A (zh) * | 2011-01-21 | 2011-08-03 | 福建阳谷智能技术有限公司 | 带有以电压为判据的控制器、复合开关的支线电压调节装置 |
| CN102969726A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-03-13 | 成都星宇节能技术股份有限公司 | 智能动态无功补偿装置 |
| CN105929722A (zh) * | 2015-12-19 | 2016-09-07 | 河南省科电电气自动化有限公司 | 一种中频柜专用消谐控制器 |
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