专利名称：0.4kV低压低相位差、同步电力电子型容性负载控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及容性负载控制装置领域，尤其涉及一种0.4kV低压低相位差、同步电力电子型容性负载控制装置。
背景技术：
随着国内电力行业的客户不断的提高，各行业对电力质量的技术需求越来越苛亥|J。同时自动化控制中大量使用硅整流、软启动、变频器、自动焊接等电力电子设备，产生大量谐波能量，使得电网产生严重的污染，谐波的危害已成为电力行业的最大公害。同时传统容性负载控制装置均存在着补偿死角，即从采样到容性无功投入的过程中有若干个未经补偿的感性无功流过，对反应较快的负载装置，未经补偿的感性无功累计值，将较为明显。所以为了减少电网的谐波，为了使无功补偿实现零死角，使用低压低相位差、同步型电力电子型容性负载控制装置是最好的选择。
实用新型内容本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种应用先进的容性负载控制技术，采用多种技术手段，有效解决在谐波运行场合下对容性负载投入与切除实现零死角控制问题，而且还可以优先抑制和治理谐波，清洁供电系统和提高电源利用率。本实用新型是通过以下技术方案实现的:0.4kV低压低相位差、同步电力电子型容性负载控制装置，其特征在于:包括有光电隔离输入模块、单片微机控制系统、光电隔离输出模块、η个SRLC滤波限流回路，SRLC滤波限流回路包括有依次相连的晶闸管、谐波滤波串联电抗器、容性负载模块，电网系统的电流采样、电压采样通过光电隔离输入模块输入单片微机控制系统，单片微机控制系统内部的微型计算机将信息处理后通过光电隔离输出模块、空气开关将控制信号分别输出至η个SRLC滤波限流回路的大功率电力电子元器件晶闸管。所述的单片微机控制系统内部的微型计算机的处理方法包括低相位差同步算法理论、小波分析、智能型测量计算、组合预判并合理动作。所述的单片微机控制系统内部的微型计算机处理信息后发送的控制信号是根据电网所需的容性无功大小，对容性负载模块释放投切的控制信号。本实用新型的原理是:本实用新型是一种将大功率电力电子元器件应用于强电系统的装置，采用低相位差同步算法将容性负载控制的理论转化型应用，本实用新型可根据电力系统的感性无功功率分量的大小，通过光电隔离输入模块输入单片微机控制系统，系统内部的微型计算机将信息处理后，通过光电隔离输出模块，控制大功率电力电子元器件，将容性负载模块按照需求，对电网系统进行分组调节控制，从而控制容性负载的大小，最终达到提高电力系统的视
在功率的利用率，即功率因数值------cosc5=i，从而赶超当今的低碳绿色能源标准，最高
的电源利用率。本实用新型是对 实际容性负载的需求和容性负载模块分组控制的方式，采用低相位差同步算法理论，小波分析，智能型测量计算、组合预判并合理动作，采用光电隔离输入输出模块，控制大功率晶闸管反并联组成的交流无触点电子开关，对多级电力电容器组进行快速交流过零投切，能够实现无火花、无触点、无电涌、无间歇投切，低相位差同步补偿容性负载功率，为电力系统提供优质、高效的能源应用。空气开关合上后，单片微机控制系统先检测系统三相电压、三相电流，后通过触发单元组建来控制晶闸管，进而控制容性负载模块的投入和切除。本实用新型的优点是:本实用新型可广泛应用于工矿、冶金、化工、建材等需要电力系统电源利用率优化、提高的用户，尤其适用于瞬间冲击性负载或三相不平衡，感性无功较大而需要进行分相投入容性负载的场合，能有效中和感性负载功率，提高电源利用率，增强电力输电能力，优化系统电压，平衡三相负载，改善电能利用质量。
图1为本实用新型的结构原理图。图2为本实用新型的单片微机控制系统的内部处理过程示意图。图3为本实用新型实验仿真数值和模拟动态结果图。图4为四路晶闸管投切容性负载模块的原理图。
具体实施方式
如图1 -4所示，0.4kV低压低相位差、同步电力电子型容性负载控制装置，包括有光电隔离输入模块1、单片微机控制系统2、光电隔离输出模块3、n个SRLC滤波限流回路4，SRLC滤波限流回路包括有依次相连的晶闸管5、谐波滤波串联电抗器6、容性负载模块7，电网系统的电流采样、电压采样通过光电隔离输入模块I输入单片微机控制系统2，单片微机控制系统2内部的微型计算机将信息处理后通过光电隔离输出模块3、空气开关8将控制信号分别输出至η个SRLC滤波限流回路4的大功率电力电子元器件晶闸管5。单片微机控制系统2内部的微型计算机的处理方法包括低相位差同步算法理论、小波分析、智能型测量计算、组合预判并合理动作。单片微机控制系统2内部的微型计算机处理信息后发送的控制信号是根据电网所需的容性负载的大小，对容性负载模块7释放投切的控制信号。容性负载模块的容量是根据基波频率，系统所需补偿的容性负载大小来确定的；而SRLC滤波限流回路中的电感值的选择按照在该次谐波频率时能与容性负载模块产生串联谐振，使本实用新型在该谐波频率形成非常小的低通阻抗(接近于零)，是的大部分的谐波能量吸入本实用新型，而不注入供电系统。优化谐波电压在电网的畸变率。同时本实用新型中的容性负载模块采用快速电力电子型开关，毫秒级响应，可应对快速变化负荷的需求。本实用新型采用SRLC技术无源滤波的容性负载控制装置，有效地针对现场谐波现状而进行的设计。本实用新型滤除的谐波一般分为:3次(150Ηζ)、5次(250Ηζ)、7次(350Hz)、11次(550Hz)、13次(650Hz)等。装置中的晶闸管投入、切除时间彡20ms。传统的静态容性负载控制装置，采用交流接触器投入、切除，因响应速度慢及机械触点经常烧损等原因无法满足用户的无功补偿需求，本实用新型专门针对三相负载不平衡、有冲击性负荷的应用场合来设计，本实用新型响应速度快(小于20ms)，具有降低能耗，减少负载电压畸变率，增加变压器负载能力等功能。在0.08 s时投入无功补偿装置，得到仿真结果，如图2所示。图3为0.08 s装置投入补偿时系统的电压、电流波形，0.08 s前为补偿前系统电压和电流，此时，电流相位超前电压约60°。投入时经过一个小扰动后，系统电流与电压波形相位重合。无功补偿装置投入的时间直接影响其动态过程，如选择在系统电压过零点处投入，可使动态过程缩 短。
权利要求1.0.4kV低压低相位差、同步电力电子型容性负载控制装置，其特征在于:包括有光电隔离输入模块、单片微机控制系统、光电隔离输出模块、η个SRLC滤波限流回路，SRLC滤波限流回路包括有依次相连的晶闸管、谐波滤波串联电抗器、容性负载模块，电网系统的电流采样、电压采样通过光电隔离输入模块输入单片微机控制系统，单片微机控制系统内部的微型计算机将信息处理后通过光电隔离输出模块、空气开关将控制信号分别输出至η个SRLC滤波限流回路的 大功率电力电子元器件晶闸管。
专利摘要本实用新型公开了一种0.4kV低压低相位差、同步电力电子型容性负载控制装置，包括有光电隔离输入模块、单片微机控制系统、光电隔离输出模块、n个SRLC滤波限流回路，SRLC滤波限流回路包括有依次相连的晶闸管、谐波滤波串联电抗器、容性负载模块，电网系统的电流采样、电压采样通过光电隔离输入模块输入单片微机控制系统，单片微机控制系统内部的微型计算机将信息处理后通过光电隔离输出模块、空气开关将控制信号分别输出至n个SRLC滤波限流回路的大功率电力电子元器件晶闸管。本实用新型可广泛应用于工矿、冶金、化工、建材等行业，能有效降低感性负载的损耗，提高电源利用率、节约能源，增强电力输电能力，优化系统电压，平衡三相负载，改善电能利用质量。
文档编号H02J3/01GK203135443SQ20122014893
公开日2013年8月14日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者裴古炎, 潘书祥, 柯有玺 申请人:安徽禾田电气有限公司