一种柔性低压功率补偿装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种柔性低压功率补偿装置，装置设置在电网中，其包括柔性无功补偿模块、分级无功补偿模块、主控制器和进线断路器；其中，分级无功补偿模块用于进行电网总的无功补偿，柔性无功补偿模块用于精度无功补偿；主控制器的输入端与电网连接，主控制器的输出端分别与柔性无功补偿模块和分级无功补偿模块的输入端连接，柔性无功补偿模块的输出端与分级无功补偿模块并联经过进线断路器接入电网。本实用新型既保留了分级无功补偿的高可靠性、低成本的优点，又具有快速连续可调的功能。本实用新型能根据系统需要动态快速、连续输出无功功率，且与系统无功功率相抵消，达到提高功率因数、降低线损、节能和降低损耗的效果。
【专利说明】一种柔性低压功率补偿装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于配电领域，特别涉及一种柔性低压功率补偿装置。
【背景技术】
[0002]现代配电系统中，存在着很多无功变化快、用电大的设备如汽车制造业中的点焊机、钢铁企业中的轧钢机等。现有无功补偿方式主要有接触器投切的补偿方式、晶闸管投切的补偿方式和静态无功发生器，这些补偿方式在上述工况中存在着以下不足:
[0003]1，接触器投切的补偿方式无法快速补偿系统变化的无功；
[0004]2，晶闸管投切的补偿方式虽然能够快速补偿无功，但由于采用的是分段补偿无功，所以很难达到连续补偿无功的效果。
[0005]3，虽然静态无功发生器能够快速、连续的补偿无功，但由于目前大容量的静态无功发生器成本很高而且稳定性有待提高，市场难以接受。
实用新型内容
[0006]实用新型目的:针对上述现有技术存在的问题和不足，本实用新型的目提供一种应用于低压690V以下领域，既具有分级无功补偿的高可靠性、低成本的优点，又具有静止无功发生器快速连续可调功能的柔性低压功率补偿装置。
[0007]技术方案:为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为一种柔性低压功率补偿装置，所述装置设置在电网中，其包括柔性无功补偿模块、分级无功补偿模块、主控制器和进线断路器；其中，所述分级无功补偿模块用于进行电网总的无功补偿，所述柔性无功补偿模块用于精度无功补偿；所述主控制器的输入端与电网连接，所述主控制器的输出端分别与柔性无功补偿模块和分级无功补偿模块的输入端连接，所述柔性无功补偿模块的输出端与分级无功补偿模块并联经过进线断路器接入电网。
[0008]进一步，所述柔性无功补偿模块包括三组电感、三相全桥变换模块、直流稳压电容组、驱动单元；所述驱动单元的输入端与所述主控制器的输出端连接，所述驱动单元的输出端接入三相全桥变换模块的输入端，所述三相全桥变换模块的输出端与所述每组电感的输入端连接，所述每组电感的输出端分别并入电网，所述直流稳压电容组接入三相全桥变换模块的直流母线端；其中，所述分级无功补偿模块包括多个投切单元、分别与投切单元连接的多个补偿单元；所述投切单元的输入端与电网连接，所述投切单元的输出端与所述补偿单元的输出端连接。
[0009]所述主控制器包括数字信号处理器、信号检测单元、电流跟踪控制单元、直流控制单元、保护单元、投切控制单元和显示监控单元，电流互感器信号和电压信号接入所述信号检测单元，通过所述信号检测单元滤波后接入数字信号处理器，经数字信号处理器的后，分别接入所述电流跟踪控制单元、直流控制单元、保护单元、投切控制单元和显示监控单元。
[0010]所述投切单元为过零的可控硅投切开关，在电压过零时刻投入，在电流过零点切除，这样能够防止涌流产生、有效的保护配电系统；而且过零的可控硅投切开关的投切速度快，小于10毫秒。
[0011]所述的补偿单元为串联多个电抗器而形成的消谐式补偿单元，补偿电容器与电抗器以一定的电抗率组合为补偿回路，在有谐波的场合可有效地抑制谐波，消除谐振。
[0012]工作原理:本实用新型在分级无功补偿的基础上，增加了电压型逆变器来控制整个装置输出的电压和电流波形，先进行分级无功补偿，再在小范围内使用电压型逆变器进行精度无功补偿。
[0013]有益效果:与现有技术相比，由于本实用新型同时采用了柔性无功补偿模块和分级无功补偿模块，这样既可以保留分级无功补偿的高可靠性、低成本的优点，又具有静止无功发生器快速连续可调的功能。本实用新型可以应用于电力低压配电系统中，能根据系统需要动态快速、连续输出无功功率，且与系统无功功率相抵消，达到提高功率因数、降低线损、节能和降低损耗的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型一种柔性低压功率因数补偿装置的总体示意图；
[0015]图2为本实用新型一种柔性低压功率因数补偿装置的电气原理图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行具体说明。
[0017]如图1和图2所示，一种柔性低压功率因数补偿装置，它由柔性无功补偿模块1、分级无功补偿模块2、主控制器3和进线断路器4组成，柔性无功补偿模块I与分级无功补偿模块2并联经过进线断路器4接入电网。
[0018]其中，柔性无功补偿模块I由三组电感、三相全桥变换模块、直流稳压电容器组、驱动单元组成。驱动单元输出接入三相全桥变换模块的控制信号输入，三相全桥变换模块的输出接三组电感的输入端，三组电感的输出端并入电网，直流稳压电容器组接入三相全桥变换模块的直流母线端。
[0019]分级无功补偿模块2由多个过零可控硅投切开关、多个串联了多个电抗器的消谐式补偿单元组成。过零可控硅投切开关输入端并入电网，过零可控硅投切开关的输出端接入串联了多个电抗器的消谐式补偿单元的输入端。
[0020]主控制器3由数字信号处理器、信号检测单元、电流跟踪控制单元、直流控制单元、保护单元、投切控制单元和显示监控单元组成。电流互感器信号和电压信号接入信号检测单元，通过信号检测单元滤波后接入数字信号处理器，经数字信号处理器的AD数据处理判断和数字控制环处理后，分别接入电流跟踪控制单元、直流控制单元、保护单元、投切控制单元和显示监控单元。
[0021]本实用新型采用分级无源无功补偿与柔性无级无功补偿联合的补偿方式。当电网中的无功变化时，主控制器首先计算出需补偿的无功量，如果需补偿的无功量大于分级步长时，则主控制器计算出投切组合方式，从而控制分级无源无功补偿投切；当补偿到一定范围内，需要精度补偿时，主控制器控制柔性无级无功补偿模块进行无功补偿。
【权利要求】
1.一种柔性低压功率补偿装置，所述装置设置在电网中，其特征在于:包括柔性无功补偿模块、分级无功补偿模块、主控制器和进线断路器；其中，所述分级无功补偿模块用于进行电网总的无功补偿，所述柔性无功补偿模块用于精度无功补偿；所述主控制器的输入端与电网连接，所述主控制器的输出端分别与柔性无功补偿模块和分级无功补偿模块的输入端连接，所述柔性无功补偿模块的输出端与分级无功补偿模块并联经过进线断路器接入电网。
2.根据权利要求1所述的种柔性低压功率补偿装置，其特征在于:所述柔性无功补偿模块包括三组电感、三相全桥变换模块、直流稳压电容组、驱动单元；所述驱动单元的输入端与所述主控制器的输出端连接，所述驱动单元的输出端接入三相全桥变换模块的输入端，所述三相全桥变换模块的输出端与所述每组电感的输入端连接，所述每组电感的输出端分别并入电网，所述直流稳压电容组接入三相全桥变换模块的直流母线端；其中，所述分级无功补偿模块包括多个投切单元、分别与投切单元连接的多个补偿单元；所述投切单元的输入端与电网连接，所述投切单元的输出端与所述补偿单元的输出端连接。
3.根据权利要求1或2所述的种柔性低压功率补偿装置，其特征在于:所述主控制器包括数字信号处理器、信号检测单元、电流跟踪控制单元、直流控制单元、保护单元、投切控制单元和显示监控单元，电流互感器信号和电压信号接入所述信号检测单元，通过所述信号检测单元滤波后接入数字信号处理器，经数字信号处理器的后，分别接入所述电流跟踪控制单元、直流控制单元、保护单元、投切控制单元和显示监控单元。
4.根据权利要求2所述的种柔性低压功率补偿装置，其特征在于:所述分级无功补偿模块中的投切单元为过零可控硅投切开关；所述的补偿单元为串联多个电抗器的消谐式补偿单元。
【文档编号】H02J3/18GK203589734SQ201320639453
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】沈雷明, 张凤雏, 陈东华, 蒋鑫 申请人:江苏斯菲尔电气股份有限公司