無功功率電容補償器的製作方法

2023-09-15 22:19:00

專利名稱：無功功率電容補償器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無功功率電容補償器。
背景技術：
無功功率補償對電力系統具有重要意義。對電力系統進行適當的無功補償，可以穩定電網電壓，提高功率因數，提高設備利用率，減小網絡有功功率損耗輸電能力，平衡三相功率，為系統提供電壓，提高系統運行安全性。尤其是近年來，隨著現代工業和電力工業的不斷發展，企業廣泛採用異步電動機和電力變壓器，以及大型可控矽裝置產生的大功率衝擊性負荷的存在，使得供電系統功率因低，電壓波動加大。因此，無論從提高輸電網的傳輸能力、降低損耗、提高系統穩定性，還是從提高供電質量的角度來看，都需要裝設大量的無功補償裝置，無功功率補償裝置的發展前景非常廣闊。目前，國內外無功補償所技術的發展主要分為三個階段 1.固定電容補償
固定電容補償是一種比較簡單的無功補償裝置，採用接觸器、熱繼電器、無功補償控制裝置以及電容器進行分級、分組投切，由於其結構簡單，經濟方便，目前還佔據了較大的市場份額，但是，這種補償方式有其明顯的缺點，主要有以下幾點(1)容易和系統發生諧振， 造成特徵次諧波電流的放大，不僅危害電容器本身，而且會危及電網中的電氣設備，嚴重的時候會造成損壞，甚至破壞電網的正常運行；(2)當系統負荷增大或者系統發生故障造成網壓降低的時候，電容補償裝置的無功輸出反而會隨著端電壓的降低而減小，達不到要求。接觸器頻繁投切容易造成接觸器觸點燒蝕、熔斷器燒毀等，故障率較高。(4)控制器控制精度低，再加上是固定電容投切，易造成過補現象，導致瞬間湧流過大燒毀元件。2.採用晶閘管的SVC動補裝置
SVC的基本原理是採用晶閘管相控交流調壓，也稱為交流斬波，一般採用移相控制。SVC 補償裝置具有響應速度快，可連續調節無功功率輸出的特點，避免了接觸器投切燒蝕元件的現象，但SVC補償裝置的銅耗和鐵耗都比較大，輸出到交流系統中的高次諧波較多，而且電抗器的體積也較大，尚需進一步完善。3. SVG的基本原理
SVG是基於瞬時無功率的概念和補償原理採用GTO構成的換相交流器。SVG分電壓型和電流型橋式電路兩種。通過調節橋式電路交流側輸出電壓的相位、幅值者直接調節其交流側電流進行無功功率的交換。其調節速度更快，調節範圍更寬，欠壓條下的無功調節能力更強，因此具有良好的補償特性。

發明內容
本發明的目的是提供一種無投切振蕩，延長器件壽命，提高可靠性的無功功率電容補償器。本發明的目的是這樣實現的，無功功率電容補償器，包括FC濾波器、TCR晶閘管、
3感抗器和控制單元，其特徵是FC濾波器與接有負載的母線之間通過投切開關電連接，投切開關用於投切容抗器，提供容性無功功率補償、補償各相功率因數及諧波濾波，TCR晶閘管控制感抗器用於平衡系統中由於負載的波動所產生的感性無功功率。投切開關和TCR晶閘管與控制單元電連接，TCR晶閘管接受來自控制系統的信號， 改變晶閘管觸發角的大小，產生相應的無功補償電流。TCR晶閘管採用閥體壓制、臥式安裝。FC濾波器中電力電容器為組架式安裝，自然冷卻。感抗器是空芯乾式，上下雙線圈，自然冷卻。本發明的優點是通過調節TCR晶閘管觸發角的大小，控制流過感抗器的電流達到控制無功功率的目的。根據負荷無功功率的變化情況，選擇切換切容抗器的選項，補償各相功率因數，總之，不管負載的無功功率如何變化，總要使二者之和為常數，這個常數等於電容器組發出的容性無功功率的數值，使取自電網的無功功率為常數或為0，即=常數(或 0)，最終使得電網的功率因數保持在設定值，電壓幾乎不波動，從而達到無功補償的目的， 以抑制負載波動所造成的系統電壓波動和閃變。


下面結合實施例附圖對本發明作進一步說明 圖1是本發明實施例1結構示意圖2是本發明實施例2結構示意圖。圖中，1、TCR晶閘管；2、感抗器；3、FC濾波器；4、投切開關；5、負載；6、母線。
具體實施例方式實施例1
如圖1所示，無功功率電容補償器，包括FC濾波器3、TCR晶閘管1、感抗器2和控制單元，FC濾波器3與接有負載5的母線6之間有投切開關4，投切開關5用於投切FC濾波器 3，提供容性無功功率補償、補償各相功率因數及諧波濾波，TCR晶閘管1控制感抗器2用於平衡系統中由於負載的波動所產生的感性無功功率。投切開關4和TCR晶閘管1與控制單元電連接，TCR晶閘管1接受來自控制系統的信號，改變晶閘管觸發角的大小，產生相應的無功補償電流。TCR晶閘管1採用閥體壓制技術、臥式安裝、結構緊湊、運行可靠、維護工作量少。控制單元實時計算電網無功，控制TCR晶閘管1觸發角的大小，進而控制補償無功功率的大小。FC濾波器3向母線6提供容性無功，並抑制流經系統的諧波，提高功率因數。FC 濾波器3中電力電容器為組架式安裝，自然冷卻。濾波電抗器為空芯乾式，自然冷卻。補償感抗器2提供系統所需要的感性無功功率，穩定負載衝擊所產生的電壓波動。感抗器2是空芯乾式，上下雙線圈，自然冷卻。實施例2
如圖2所示，無功功率電容補償器，包括FC濾波器3、TCR晶閘管1、感抗器2和控制單元，FC濾波器3與地線之間有投切開關4，投切開關5用於投切FC濾波器3，提供容性無功功率補償、補償各相功率因數及諧波濾波，TCR晶閘管1控制感抗器2用於平衡系統中由於負載的波動所產生的感性無功功率。
權利要求
1.無功功率電容補償器，包括FC濾波器、TCR晶閘管、感抗器和控制單元，其特徵是 FC濾波器與接有負載的母線之間通過投切開關電連接，投切開關用於投切容抗器，提供容性無功功率補償、補償各相功率因數及諧波濾波，TCR晶閘管控制感抗器用於平衡系統中由於負載的波動所產生的感性無功功率。
2.根據權利要求1所述的無功功率電容補償器，其特徵是投切開關和TCR晶閘管與控制單元電連接，TCR晶閘管接受來自控制系統的信號，改變晶閘管觸發角的大小，產生相應的無功補償電流。
3.根據權利要求1所述的無功功率電容補償器，其特徵是3、TCR晶閘管採用閥體壓制、臥式安裝。
4.根據權利要求1所述的無功功率電容補償器，其特徵是FC濾波器中電力電容器為組架式安裝，自然冷卻。
5.根據權利要求1所述的無功功率電容補償器，其特徵是感抗器是空芯乾式，上下雙線圈，自然冷卻。
全文摘要
本發明涉及一種無功功率電容補償器。包括FC濾波器、TCR晶閘管、感抗器和控制單元，其特徵是FC濾波器與接有負載的母線之間通過投切開關電連接，投切開關和TCR晶閘管與控制單元電連接。通過調節TCR晶閘管觸發角的大小，控制流過感抗器的電流達到控制無功功率的目的。根據負荷無功功率的變化情況，選擇切換切容抗器的選項，補償各相功率因數。
文檔編號H02J3/18GK102437580SQ20111043863
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月25日 優先權日2011年12月25日
發明者喬蕾, 王菁, 秦全衛, 谷潔, 顧梅 申請人:西安福安創意諮詢有限責任公司