专利名称：动态分相消谐无功补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种动态分相消谐无功补偿装置。
技术背景
传统的接触器投切速度慢，延时时间长；触点容易烧蚀；投切需按功率 因数投切；会产生投切震荡即投入会过补，切除会又欠补；电容器需要长 时间放电(至少要3分钟)，才能投入；不能分相控制和投切电容器；在谐波. 严重的场合不能运行；电容器和接触器使用寿命短，鼓包，爆炸时有发生； 环境灰尘较大不能运行；震动强烈的场合不能运行；功率因数过高或过低都 会产生投切振荡；低负荷投不上的问题；接触器投切和运行中噪声的问题； 以往使用的过程中缺相的问题；控制器死机的问题。
现有可控硅式投切具有如下缺点击穿或半击穿可控硅，也就是我们常 说的烧硅现象；触发速度慢。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种动态分相消谐无功补偿装置，能够克服现 有技术中存在的诸多缺点，运行稳定可靠。 上述的目的通过以下的技术方案实现-
动态分相消谐无功补偿装置，其组成包括壳体，所述的壳体内装有主 断路器，所述的主断路器连接一组相互并联的补偿器，所述的壳体内具有数 字控制器分别通过导线连接上述的各个组成部件。
所述的动态分相消谐无功补偿装置，所述的一组补偿器包括星形补偿器 和角形补偿器。
所述的动态分相消谐无功补偿装置，所述的星形补偿器包括快速熔断器， 所述的快速熔断器连接星形支路，所述的星形支路由顺次连接的可控硅无触 点开关、电抗器、滤波电容器组成，所述的星形支路与另外两条星形支路形 成星形连接；所述的动态分相消谐无功补偿装置，所述的角形补偿器由三组顺次连接 的可控硅无触点开关、电抗器、滤波电容器、快速熔断器组成。 本实用新型的有益效果
1. 本实用新型的开关采用快速晶闸管毫秒级投切，投切速度快，响应吋 间20毫秒，并且晶闸管无触点，不会烧蚀；控制器采用功率因数和无功功率 输出信号并使用分级加编码，投切一次完成，并且只有达到共补或分补的第 一路的0.65倍时，才投入和切除；晶闸管过零投切，在零电压投入，在零电 流切除，因此无须放电，可再次投入；可分相控制和投切电容器，控制器采 三相的电压，三相的电流，计算出三相的功率因数，分别控制分补和共补的 晶闸管及所带电容的投入和切除。通过晶闸管的相位控制达到动态无功补偿 的目的。
2. 本实用新型的单相电抗器的使用，抑制5以上次谐波，串6%电抗； 抑制3次以上谐波，串12%电抗保持了良好的电抗率。谐波大导致电容器放 大谐波，并吸收谐波，因此串联电抗能有效防止放大和吸收谐波的问题。
3. 本实用新型采用柜式结构，实现外来干扰屏蔽，抗干扰性能优越。全 数字控制器运算速度快，处理数据量大，能够实现实时控制量计算。
4. 本实用新型保护措施齐全，有短路、过载、欠压、缺相、谐波超限等 的保护，故障可自动退出，送电后自动恢复运行；电容器使用的是ASMJ电 容器，非常稳定，具备抗谐波能力；对于频繁动作的场合、灰尘等恶劣的环 境能适时补偿无功；使用单项消谐电抗器保持良好的电抗率，稳定运行在谐 波较大的场合。
5. 控制器采用功率因数和无功功率两个控制参数控制电容器的投切， 当电网的功率因数低于目标功率因数时，控制器计算当前电网的功率因数提 升到目标功率因数所需的无功功率，当需要的补偿无功功率大于单组最小电 容器组容量的0.65倍时控制器决定投入电容器组，经过用户定义延时时间后， 如投入条件成立，控制器马上输出控制信号投入电容器组，当所需补偿的无 功功率远远小于电容器容量时，控制器一次投入多只电容器组，但为满足电磁兼容的要求， 一次性投入多只电容器组的容量不大于补偿系统最大单只电 容器容量， 一次性的到位补偿，避免了多余的投切环节，提高了投切开关的
使用寿命；当需要补偿无功功率小于单组电容器容量最小值的0.65倍时，控 制器拒绝投入电容器组。
6.本实用新型晶闸管使用双相反并联，正反相击穿过电压都在1800V以 上，硅片和引出极采用压接式(同行业大多焊接式，只有大容量超过200A以 上的才使用压接式)，控制触发电流在60MA以上，串入串联电抗器抑制 DV/DT，在晶闸管并上阻容模块抑制DI/DT，触发采用光电隔离，要么同时 触发正反相可控硅，要么不触发，所以不存在半触发的现象，因此本产品在 运行过程中很稳定，在谐波的情况下也能可靠的运行。
附图1是本产品的主视结构示意图。 附图2是附图1的左视结构示意图。 附图3是本产品的内部结构示意图。 附图4是本产品的电路原理图。
附图5是本产品的控制电路图。图中相同的引脚具有电路连接关系。
具体实施方式
实施例l:
动态分相消谐无功补偿装置，其组成包括壳体l，所述的壳体内装有主
断路器2，所述的主断路器连接一组相互并联的补偿器3，所述的壳体内具有 数字控制器4分别通过导线连接上述的各个组成部件。 实施例2:
上述的动态分相消谐无功补偿装置，所述的一组补偿器包括星形补偿器5 和角形补偿器6。 实施例3:
上述的动态分相消谐无功补偿装置，所述的星形补偿器包括快速熔断器
7，所述的快速熔断器连接星形支路8,所述的星形支路由顺次连接的可控硅无触点开关9、电抗器IO、滤波电容器ll组成，所述的星形支路与另外两条 星形支路形成星形连接； 实施例4:
上述的动态分相消谐无功补偿装置，所述的角形补偿器由三组顺次连接 的可控硅无触点开关、电抗器、滤波电容器、快速烙断器组成。
本实用新型采用先进的过零触发技术，采用可控硅串联单项电容器接成 三角型，在可控硅两端电压过零时刻快速投入电容器，在电流过零时刻快速 切除电容器，整个运行过程无涌流，无过电压，可频繁投切，电容器在投入 过程无须放电，可再次投入。因晶闸管的使用，本身也产生高次谐波，对电 容器的使用寿命产生影响，因此本实用新型使用滤波型电容器，使设备的使 用寿命大大增强。由于大量非线性设备的使用，例如中频炉，变频器，直 流电机，整流设备，可控硅调速调压等设备都会产生高次谐波，使电容器过 压过负荷鼓包爆炸燃烧等现象时有发生，导致补偿设备不能正常运行，因此 串联一定容量的电抗器，抑制高次谐波的危害成为必要。例如对于3次谐 波严重的场合，20A以上的加装Xl/Xc-12Vo以上，对于5次谐波严重的场合， 20A以上的加装X1/Xc-6V。以上，避免电容器放大谐波，使系统在存在谐波的 状态下呈感性，吸收部分谐波，稳定设备运行，稳定系统。
晶闸管的保护
电压上升率的保护晶闸管在正向阻断的情况下，表面相当一个电容， 如果正向电压上升率太大，对这个电容充电电流就会太大，这个充电电流经 门级到达阴极相当触发电流， 一但达到管子的触发电流值，晶闸管就会误触 发误导通出现过电流，使快熔或晶闸管烧坏，为此对晶闸管的正向电压上升 率应dv/dt有一定限制。因此加阻容吸收装置，串进空心电感，构成滤波电 路，用来限制dv/dt使不致太大。
电流上升率的保护晶闸管在导通瞬间，如果阳极电流增加得太快，虽 然电流未超过元件的额定值，但由于管芯内部结面还在逐渐开通过程，故必 将造成部分已开通的结面积电流的密度太大因过热而烧成焦点，为此对di/dt的限制是必要的，限制电流和电压变化率相同,在大容量或髙频的逆变电路 中若采用在桥臂串空心电感的办法,会使换流时间增长,影响电路的正常工 作，因此通常采用串铁氧体磁环办法，因为在管子刚开通流过小电流,磁环 不饱和，限制di/dt能力强，当大电流时,磁环饱和,电感量变小,几乎不影 响换流时间,能满足大容量,髙频电流电路的要求。
控制器的保护过电压欠电压保护；谐波过畸变率保护。 工作过程
控制器检测到三项电压、三相电流、三相的无功功率、三相有功功率及 三相的功率因数情况，在无功功率大于共补或分补的第一路电容器的0.65倍 时,并且小于设置的功率因数，在20毫秒内投入电容器，过补超过第一路电容 器的0.65倍,立即找到合适过补容量电容器组切除,无论功率因数高或低,但遵 循的原则是先共补后分补,先保护后投入。
编码式投切按每组电容量可选
1: h 1: 1: 1: 1: ......1: 1: 2: 2: 2: 2:……
1: 2: 2: 2: 2: 2: .......1: 1: 2: 4: 4: 4:......
1: 1: 2: 3: 3: 3: ...... 1: 2: 3: 6: 6: 6:......
1: 2: 3: 3: 3: 3: ........1: 1: 2: 3: 6: 6:......
1: 2: 4: 4: 4: 4: ...... 1: 2: 4: 8: 8: 8:......
1: 1: 2: 4: 8: 8;......按顺序投切。
所述的动态分相消谐无功补偿装置用作有谐波、负荷变化快、三相不平 衡的系统中。
权利要求1.一种动态分相消谐无功补偿装置，其组成包括壳体，其特征是所述的壳体内装有主断路器，所述的主断路器连接一组相互并联的补偿器，所述的壳体内具有数字控制器分别通过导线连接上述的各个组成部件。
2. 根据权利要求1所述的动态分相消谐无功补偿装置，其特征是所述 的一组补偿器包括星形补偿器和角形补偿器。
3. 根据权利要求2所述的动态分相消谐无功补偿装置，其特征是所述 的星形补偿器包括快速熔断器，所述的快速熔断器连接星形支路，所述的星 形支路由顺次连接的可控硅无触点开关、电抗器、滤波电容器组成，所述的 星形支路与另外两条星形支路形成星形连接。
4. 根据权利要求2所述的动态分相消谐无功补偿装置，其特征是所述 的角形补偿器由三组顺次连接的可控硅无触点开关、电抗器、滤波电容器、 快速熔断器组成。
专利摘要动态分相消谐无功补偿装置，现有技术中存在很多缺点。动态分相消谐无功补偿装置，其组成包括壳体(1)，所述的壳体内装有主断路器(2)，所述的主断路器连接一组相互并联的补偿器(3)，所述的壳体内具有数字控制器(4)分别通过导线连接上述的各个组成部件。本产品用作有谐波、负荷变化快、三相不平衡的系统中。
文档编号H02J3/18GK201332273SQ200820091150
公开日2009年10月21日 申请日期2008年10月20日 优先权日2008年10月20日
发明者贲艳涛 申请人:贲艳涛