三相自動平衡無功同步補償裝置的製作方法
2023-06-23 12:20:26 4
專利名稱：三相自動平衡無功同步補償裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型特別涉及電力電子技術領域的一種三相自動平衡無功同步補償裝置。
背景技術：
目前電力等領域多採用在高壓端進行無功補償的方法來解決大型負載設備大損耗的問題，但是，高壓補償僅僅是提高了高壓側的功率因數，由於低壓端短網系統的巨大的感抗所產生的無功功率依然在短網系統中流動，同時三相不平衡是由於短網的強相(短網較短故感抗較小、所以損耗較小，輸出較大故名強相)和弱相造成的，因此高壓補償不能解決三相平衡的問題，也沒有達到抵消短網系統無功、提高低壓端功率因數的作用，由於短網的感抗佔整個系統感抗的70%以上，所以不能降低低壓端的損耗，也不能增加變壓器的出力。
實用新型內容本實用新型的目的在於針對以上技術問題提供一種三相自動平衡無功同步補償裝置，其可有效補償無功功率，提高功率因數，減少閃變、消除湧流、抑制三相不平衡、維持輸電系統穩定性，節約能源。為實現上述實用新型目的，本實用新型採用了如下技術方案一種三相自動平衡無功同步補償裝置，其特徵在於，它包括計算機系統、複數組單相無功補償控制單元和人機控制界面，其中，計算機系統通過總線通訊單元分別與各單相無功補償控制單元連接，且每一單相無功補償控制單元包括功率因數控制器、觸控螢幕和複數機櫃單元，每一機櫃單元包括綜合電能變送器、電壓電流變送器、過電壓保護器、進線隔離開關、控制器件組、電容、出線隔離開關，綜合電能變送器、電壓電流變送器設置在線路之上，過電壓保護器並聯在線路上，進線隔離開關、快速熔斷器、控制器件組、電容、出線隔離開關串聯，然後並聯在線路上，所述控制器件組由複數IGCT、IGBT或IEGT模塊組成。優選的，所述每一單相無功補償控制單元通過MODBUS總線與總線通訊單元連接。優選的，所述機櫃單元還包括快速熔斷器，其與控制器件組串聯。優選的，所述控制器件組由驅動裝置驅動，所述驅動裝置包括控制模塊、A相驅動模塊、B相驅動模塊、C相驅動模塊；所述A相驅動模塊、B相驅動模塊和C相驅動模塊均與控制模塊連接；所述的A相驅動模塊、B相驅動模塊和C相驅動模塊分別驅動2個以上所述控制器件；所述的A相驅動模塊、B相驅動模塊和C相驅動模塊兩兩連接。尤為優選的，所述控制模塊採用DSP控制器。[0010]綜合電能變送器、電壓電流變送器分別採集系統的電量、電壓、電流等數據，通過MODBUS總線發送給計算機系統和觸控螢幕，計算機系統對數據進行計算、分析，顯示分析結果並進行保存，方便監控和數據記錄；觸控螢幕對數據進行分析計算，並顯示運行狀態，同時可以用觸控螢幕設置相應參數，控制系統的運行狀態。功率因數控制器採集高壓端的電流、電壓等參數數據，並進行分析計算，然後根據具體情況對控制器件組進行相應的控制，從而控制電容進行功率補償。過電壓保護器對單相無功補償控制系統進行過電壓保護。當系統出現故障維修時，斷開進線隔離開關和出線隔離開關，進行維修，保障安全。快速熔斷器與控制器件組串聯對控制器件組起到保護作用。A相、B相、C相驅動模塊將來自控制模塊的PWM開關控制信號做功率放大以驅動控制器件，其工作過程如下將控制器件過流信號送往控制模塊；當控制器件過流時，關閉控制器件，上、下橋臂的兩個控制器件開關信號互鎖，防止同時導通。與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於I)、提高變壓器、大電流線路利用率，增加冶煉有效輸入功率。將補償點前移至 短網，就地補償短網的大量無功消耗，提高電源輸入電壓、提高變壓器的出力、增加冶煉有效輸入功率。2)、不平衡補償，改善三相的強、弱相狀況。由於三相短網布置和爐體、爐料等總是不平衡的，三相不同的電壓降、不同的功率，就導致了強、弱相現象的形成。採取單相併聯的方式進行無功補償，綜合調節各相補償容量，使三相電極的有效工作電壓一致、平衡電極電壓、均衡三相吃料，改善三相的強、弱相狀況，達到增產、降耗的目的。3)、降低高次諧波，減少諧波對整個供電設備的危害，減小變壓器及網絡附加損耗。4)、提高了電能質量，改善了系統電氣參數，提高了產品質量。5)、驅動裝置結構簡單，能根據控制模塊送來的PWM開關控制信號做功率放大以驅動控制器件工作；由於該驅動能實現上、下橋臂的兩個控制器件開關信號互鎖，防止其同時導通。
圖I為本實用新型一較佳實施例中三相自動平衡無功同步補償裝置的結構圖；圖2為圖I中三相自動平衡無功同步補償裝置機櫃的電路圖；圖3為圖I中三相自動平衡無功同步補償裝置驅動裝置的原理框圖。
具體實施方式
參閱圖1-3，該三相自動平衡無功同步補償裝置包括計算機系統1，總線通訊單元2，MODBUS總線3，功率因數控制器4，電壓電流變送器5，觸控螢幕6，機櫃8，綜合電能變送器9，過電壓保護器10，進線隔離開關11，快速熔斷器12，控制器件組13，電容14，出線隔離開關15，控制模塊16，A相驅動模塊17a，B相驅動模塊17b，C相驅動模塊17c，控制器件18 ；其計算機系統I通過總線通訊單元2分別與三組單相無功補償控制系統連接，每個單相無功補償控制系統有功率因數控制器4、觸控螢幕6和三個機櫃8，通過MODBUS總線3互相進行連接，每個機櫃8包括綜合電能變送器9、電壓電流變送器5、過電壓保護器10、進線隔離開關11、快速熔斷器12、控制器件組13、電容14、出線隔離開關15組成。綜合電能變送器9、電壓電流變送器5設置在線路之上，過電壓保護器10並聯在線路上，進線隔離開關11、快速熔斷器12、控制器件組13、電容14、出線隔離開關15串聯，然後並聯在線路上。綜合電能變送器9、電壓電流變送器5分別採集系統的電量、電壓、電流等數據，通過MODBUS總線3發送給計算機系統I和觸控螢幕6，計算機系統I對數據進行計算、分析，顯示分析結果並進行保存，方便監控和數據記錄；觸控螢幕6對數據進行分析計算，並顯示運行狀態，同時可以用觸控螢幕設置相應參數，控制系統的運行狀態。功率因數控制器4採集高壓端的電流、電壓等參數數據，並進行分析計算，然後根據具體情況對控制器件組進行相應的控制，從而控制電容14進行功率補償。過電壓保護器10對單相無功補償控制系統進行過電壓保護。當系統出現故障維修時，斷開進線隔離開關和出線隔離開關，進行維修，保障安全。快速熔斷器與控制器件組串聯對控制器件組起到保護作用。前述控制器件組由若干IGBT模塊組成，其由IGBT驅動裝置驅動，該驅動裝置包括DSP控制器、A相IGBT驅動模塊、B相IGBT驅動模塊、C相IGBT驅動模塊；所述的A相IGBT 驅動模塊、B相IGBT驅動模塊和C相IGBT驅動模塊均與DSP控制器連接；所述的A相IGBT驅動模塊、B相IGBT驅動模塊和C相IGBT驅動模塊分別驅動2個所述的IGBT ;所述的A相IGBT驅動模塊、B相IGBT驅動模塊和C相IGBT驅動模塊兩兩連接；所述的A相IGBT驅動模塊、B相IGBT驅動模塊和C相IGBT驅動模塊均採用M57962L型驅動模塊。以上僅是本實用新型的具體應用範例，對本實用新型的保護範圍不構成任何限制。凡採用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本實用新型權利保護範圍之內。
權利要求1.一種三相自動平衡無功同步補償裝置，其特徵在於，它包括計算機系統、複數組單相無功補償控制單元和人機控制界面，其中，計算機系統通過總線通訊單元分別與各單相無功補償控制單元連接，且每一單相無功補償控制單元包括功率因數控制器、觸控螢幕和複數機櫃單元，每一機櫃單元包括綜合電能變送器、電壓電流變送器、過電壓保護器、進線隔離開關、控制器件組、電容、出線隔離開關，綜合電能變送器、電壓電流變送器設置在線路之上，過電壓保護器並聯在線路上，進線隔離開關、快速熔斷器、控制器件組、電容、出線隔離開關串聯，然後並聯在線路上，所述控制器件組由複數IGCT、IGBT或IEGT模塊組成。
2.根據權利要求I所述的三相自動平衡無功同步補償裝置，其特徵在於，所述每一單相無功補償控制單元通過MODBUS總線與總線通訊單元連接。
3.根據權利要求I所述的三相自動平衡無功同步補償裝置，其特徵在於，所述機櫃單元還包括快速熔斷器，其與控制器件組串聯。
4.根據權利要求I所述的三相自動平衡無功同步補償裝置，其特徵在於，所述控制器件組由驅動裝置驅動，所述驅動裝置包括控制模塊、A相驅動模塊、B相驅動模塊、C相驅動模塊；所述A相驅動模塊、B相驅動模塊和C相驅動模塊均與控制模塊連接；所述的A相驅動模塊、B相驅動模塊和C相驅動模塊分別驅動2個以上所述控制器件；所述的A相驅動模塊、B相驅動模塊和C相驅動模塊兩兩連接。
5.根據權利要求4所述的三相自動平衡無功同步補償裝置，其特徵在於，所述控制模塊採用DSP控制器。
專利摘要本實用新型公開了一種三相自動平衡無功同步補償裝置，它包括計算機系統、複數組單相無功補償控制單元和人機控制界面，其中，計算機系統通過總線通訊單元分別與各單相無功補償控制單元連接，且每一單相無功補償控制單元包括功率因數控制器、觸控螢幕和複數機櫃單元，每一機櫃單元包括綜合電能變送器、電壓電流變送器、過電壓保護器、進線隔離開關、控制器件組、電容、出線隔離開關，綜合電能變送器、電壓電流變送器設置在線路之上，過電壓保護器並聯在線路上，進線隔離開關、快速熔斷器、控制器件組、電容、出線隔離開關串聯，然後並聯在線路上。本新型提高功率因數，減少閃變、消除湧流、抑制三相不平衡、維持輸電系統穩定性，節約能源。
文檔編號H02J3/26GK202663126SQ20122018562
公開日2013年1月9日 申請日期2012年4月27日 優先權日2012年4月27日
發明者趙劍鋒, 餘貽鑫, 韓英鐸 申請人:蘇州漢風科技發展有限公司