谐波含量较少时，需选用电抗率为0. 1 %~ 1 %的电抗器；当谐波已3、5次为主，其中3次谐波含量较少，5次谐波含量较大时应选用电 抗率为5%~6%的电抗器；对谐波W 5次为主，5次W上谐波含量很少的时应选用电抗率 为6%的电抗器；在实际应用时候还需要考虑到国内制造电抗器的技术误差，选择合适的 电抗器。
[0034] 另外，本实施例的=相电容器的两个电容上各带有一个电子热开关，另外在SSR 附近还单独设置了一个电子热开关（多加一重保护），SSR是安装在金属散热器上的，运个 电子热开关也安装在散热器上，正常状态下电子热开关是闭合的，当其中的任何一个电子 热开关所测得的溫度超过设定溫度（例如超过65摄氏度）的时候，电子热开关由闭合变成 断开状态。电子热开关内部控制图，如图2所示，运里我们将两个电容上的电子热开关标志 为JRl和JR2, SSR附近的电子热开关标志为JR3 ;运S个电子热开关串联，然后再与两个 SSR并联；其中的直流12V电压是由控制器内部产生。SSR的开关由控制器控制输出12V直 流电给SSR供电，每个SSR都是由额定电压直流12V供电的器件，当需要投入无功补偿的时 候，由控制器提供直流12V供电，当SSR得到直流12V的电压的时候就会导通；当无功补偿 结束而需要切除的时候是由控制器将输出的12V直流电断开。SSR的开关也由电子热开关 控制，当其中的JR1、JR2、JR3任何一个电子热开关所测得的溫度超过65摄氏度的时候，电 子热开关由闭合变成断开状态，12V直流供电就会断开，从而使得两个SSR都失电断开，模 块不工作，W保护模块不至过热而缩短寿命。
[0035] 另外，模块内部的左侧和上方装有两台380V的交流风机，也保证了模块内部器件 的有效散热。两台风机在模块投入工作的时候开始工作，左侧的风机向模块内部吸风，上部 的风机向外部吹风，可W加速模块工作时内部的空气流通，降低溫度。
[0036] 图3是本发明的抗谐波共补无功补偿设备的功能框图。一种抗谐波共补无功补偿 设备，包括所述抗谐波共补无功补偿模块W及控制器和显示器，控制器分别连接所述抗谐 波共补无功补偿模块和显示器；所述控制器检测电网的电压、电流、电压相位、电流相位从 而计算电网的无功功率，根据设定的所允许的无功含量范围，控制所述抗谐波共补无功补 偿模块的投切，所述显示器用于显示进线电压、补偿电流、进线功率因数W及模块的工作状 态等，其中工作状态包括模块是否投入，投入模块是否有故障、通讯是否正常等参数。控制 器和抗谐波共补无功补偿模块之间采用CAN通信方式进行通信，当单个抗谐波共补无功补 偿模块的补偿容量不足W补偿电网中的无功功率的时候，控制多个抗谐波共补无功补偿模 块依次投入工作，直到电网补偿到合适的功率因数为止。控制器设置每个抗谐波共补无功 补偿模块具有其唯一的地址，当需要多个抗谐波共补无功补偿模块投入工作时，按模块地 址由小到大依次投入所述抗谐波共补无功补偿模块。
[0037] 图4是本发明的抗谐波共补无功补偿方法流程图。一种抗谐波共补无功补偿方 法，包括W下步骤：
[003引 1)控制器检测电网检测电网无功功率含量；
[0039] 2)根据设定的所允许的无功含量范围，判断是否需要投切抗谐波共补无功补偿模 块；
[0040] 3)当单个模块的补偿容量不足，判断所需要投切的模块个数；
[0041] 4)控制器按需投切抗谐波共补无功补偿模块，补偿完毕后切除。
[0042] 当单个抗谐波共补无功补偿模块的补偿容量不足W补偿电网中的无功功率时，控 制根据设置的每个模块具有的唯一地址，按地址从小到大依次投入所述抗谐波共补无功补 偿模块，直到补偿到合适的功率因数为止。控制器和所述抗谐波共补无功补偿模块之间采 用CAN通信方式进行通信，CAN的通信方式是多主机结构，运样才能方便多个抗谐波电容 模块的通信；在抗谐波无功补偿中，一般需要投入多个模块，例如单个模块可W补偿无功功 率40Kvar，假如现场需要SOKvar的无功补偿，那么我们设定的是按地址从小到大的依次投 入，首先地址为1的模块先投入，并且将投入信息发送出去，运样控制器做出判断，地址为2 的模块还需要投入，所W地址为2的模块就会投入补偿，而地址为3 W后的模块不需要再投 入，所W运些模块就不投入。
[00创步骤4)中，还包括溫度检测和谐波检测的步骤，当溫度超过设定溫度或者谐波含 量超过设定量时（例如达到65度或者谐波含量超过20%时），控制器控制切除所述抗谐波 无功补偿模块，使其停止工作更换其他模块。
[0044] 其中，谐波是指频率是正常工作频率（基波）的整数倍的波形，不包括1倍，（因 为1倍是工作波形的本身）。我们选择的电抗器是根据现场主要谐波来选择的，现场有时候 增加设备或者其他原因会产生其他谐波是电抗器不能阻止进入电容器的，所W当谐波过大 的时候也需要切除模块，使其停止工作，防止大量谐波进入电容器，损坏电容。
[0045] W上实施例中，仅是本发明的举例，对于相关技术领域的人员来说，在具体实施方 式及应用范围上仍然可W对本发明创造进行修改或者等同替换；综上所述，本说明书内容 不应理解为对本发明的限制，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均 涵盖在本发明的保护范围当中。
【主权项】
1. 一种抗谐波共补无功补偿模块，其特征在于，包括补偿电容器、电抗器、SSR固态继 电器、CT电流互感器，所述电容器为三相电容器，具有三个引出端，其中两个引出端分别通 过电抗器连接SSR固态继电器，另一个引出端通过电抗器连接CT电流互感器，所述SSR固 态继电器和CT电流互感器分别通过断路器QF连接三相电网的相线；所述CT电流互感器用 于采集电容器输出的电流，所述SSR固态继电器用于根据设定的所允许的无功含量范围， 控制电容器的投切，所述电抗器用于抵抗电容器接入处母线的背景谐波。2. 根据权利要求1所述的抗谐波共补无功补偿模块，其特征在于，所述SSR固态继电器 的开关方式为电压过零导通，电容需要投入时在电压为零的时候接通电容器，电容需要切 除时在电流为零的时候切除电容器。3. 根据权利要求1所述的抗谐波共补无功补偿模块，其特征在于，所述补偿电容器包 括两个以上并联的电容器。4. 根据权利要求1所述的抗谐波共补无功补偿模块，其特征在于，所述电抗器根据电 容器接入处母线的背景谐波，选择适当电抗率的电抗器与电容器匹配。5. 根据权利要求1所述的抗谐波共补无功补偿模块，其特征在于，所述电容器上设置 用于检测电容温度的电子热开关，所述SSR附近也设置用于检测SSR温度的电子热开关， 所述电子热开关串联使用，当其中的任何一个电子热开关所测得的温度超过设定温度的时 候，电子热开关由闭合变为断开状态。6. -种抗谐波共补无功补偿设备，其特征在于，包括所述抗谐波共补无功补偿模块以 及控制器和显示器，所述控制器分别连接所述抗谐波共补无功补偿模块和所述显示器；所 述控制器检测电网的电压、电流、电压相位、电流相位和谐波含量从而计算电网的无功功 率，根据设定的所允许的无功和谐波含量范围，控制所述抗谐波共补无功补偿模块的投切， 所述显示器用于显示进线电压、补偿电流、进线功率因数以及模块的工作状态；所述控制器 和所述抗谐波共补无功补偿模块之间采用CAN通信方式进行通信，当单个共补无功补偿抗 谐波模块的补偿容量不足以补偿电网中的无功功率的时候，控制多个抗谐波共补无功补偿 模块依次投入工作，直到电网补偿到合适的功率因数为止。7. 根据权利要求6所述的抗谐波共补无功补偿设备，其特征在于，所述控制器设置每 个抗谐波共补无功补偿模块具有其唯一的地址，当需要多个抗谐波共补无功补偿模块投入 工作时，按模块地址由小到大依次投入所述抗谐波共补无功补偿模块。8. -种抗谐波共补无功补偿方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 控制器检测电网无功功率含量； 2) 根据设定的所允许的无功含量范围，判断是否需要投切抗谐波共补无功补偿模块； 3) 当单个模块的补偿容量不足时，判断所需要投切的模块个数； 4) 控制器按需投切抗谐波共补无功补偿模块，补偿完毕后切除。9. 根据权利要求9所述的抗谐波共补无功补偿方法，其特征在于，所述步骤4)中，当单 个抗谐波共补无功补偿模块的补偿容量不足以补偿电网中的无功功率时，根据每个模块具 有的唯一地址，按地址从小到大依次投入所述抗谐波共补无功补偿模块，直到补偿到合适 的功率因数为止。10. 根据权利要求9所述的抗谐波共补无功补偿方法，其特征在于，所述步骤4)中，还 包括温度检测和谐波检测的步骤，当温度超过设定温度或者谐波含量超过设定量时，控制 器控制切除所述抗谐波无功补偿模块，使其停止工作。
【专利摘要】本发明提供的一种抗谐波共补无功补偿模块、设备和方法，具有更长的使用寿命而且投切速度快，可以将单个模块投入电网，也可以将多个模块组网，实现不同程度的抗谐波无功补偿。本发明的抗谐波共补无功补偿模块，包括补偿电容器、电抗器、SSR固态继电器、CT电流互感器，电容器为三相电容器，具有三个引出端，其中两个引出端分别通过电抗器连接SSR固态继电器，另一个引出端通过电抗器连接CT电流互感器，SSR固态继电器和CT电流互感器分别通过断路器QF连接三相电网的相线；CT电流互感器用于采集电容器输出的电流，SSR固态继电器用于控制电容器的投切，进行无功补偿或移除，电抗器用于抵抗电容器接入处母线的背景谐波。
【IPC分类】H02J3/18, H02J3/01
【公开号】CN105406478
【申请号】CN201510870257
【发明人】田艳芹, 谢洪潮
【申请人】盛隆电气集团有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月1日