专利名称：低压动态无功补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力领域，具体而言，涉及一种低压动态无功补偿装置。
背景技术：
电能质量问题是指发生在电压、电流和频率上的所有异常状况，它通过谐波、功率 因数、电压下跌/升高、电压闪变、瞬时电流等其他形式表现出来，会导致电力设备故障，供 电中断，供电系统失效等问题。现有技术中的低压无功补偿系统，对于系统的保护一般比较完善，但对于各个支 路的保护则比较简单，只有熔断器保护而已，由于熔断器保护是极限保护，一旦该保护起作 用，可控硅或电容器多半已经是发生了无法挽回的损坏，而且熔断器的保护多会发生爆炸， 一旦发生保护，柜内就会一片狼藉，容易导致故障扩大。
实用新型内容本实用新型提供了一种能解决以上问题的低压动态无功补偿装置。在本实用新型的实施例中，提供了一种低压动态无功补偿装置，包括主控制器、 支路监控控制器、开关模块和电容/电抗器模块，其中，支路监控控制器与主控制器通过通 信总线相连接，对各相的电流和散热器的温度进行检测；开关模块电连接在主控制器和电 容/铁心电抗器模块之间，主控制器根据支路监控控制器检测到的各相的电流值和温度值 通过开关模块控制电容/电抗器模块投切的电容/电抗的数目。优选地，在上述低压动态无功补偿装置中，开关模块包括多组投切开关。优选地，在上述低压动态无功补偿装置中，每组投切开关包括两只反并联的可控 娃。优选地，在上述低压动态无功补偿装置中，每组投切开关包括反并联的可控硅和
二极管。优选地，在上述低压动态无功补偿装置中，电容/电抗器模块包括电容器和一只 或多只与电容器串联的铁心电抗器。在上述实施例中，通过支路监控控制器对支路各相的电流和散热器的温度进行实 时监控，从而为支路提供全面的预防性保护，最大限度地避免各个支路发生破坏性故障，提 高了设备的安全保护水平，延长了设备使用寿命，克服了现有技术中只有熔断器保护，在该 保护起作用时可控硅或电容器多半已经是发生了无法挽回的损坏，而且熔断器的保护多会 发生爆炸，一旦发生保护较易导致故障扩大的问题。
下面将参照附图对本实用新型的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中图1示出了根据本实用新型一个实施例的低压动态无功补偿装置示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本实用新型一个实施例的低压动态无功补偿装置示意图，包括 主控制器20、支路监控控制器10、开关模块30和电容/电抗器模块40，其中，支路监控控制 器10与主控制器20通过通信总线相连接，对各相的电流和散热器的温度进行检测；开关模 块30电连接在主控制器20和电容/铁心电抗器模块40之间，主控制器20根据支路监控 控制器10检测到的各相的电流值和温度值通过开关模块30控制电容/电抗器模块40投 切的电容/电抗的数目。上述实施例通过支路监控控制器对支路各相的电流和散热器的温度进行实时监 控，从而为支路提供全面的预防性保护，最大限度地避免各个支路发生破坏性故障，提高了 设备的安全保护水平，延长了设备使用寿命，克服了现有技术中只有熔断器保护，在该保护 起作用时可控硅或电容器多半已经是发生了无法挽回的损坏，而且熔断器的保护多会发生 爆炸，一旦发生保护较易导致故障扩大的问题。优选地，在上述低压动态无功补偿装置中，通信总线是RS-485总线。优选地，在上述低压动态无功补偿装置中，开关模块包括多组投切开关。优选地，在上述低压动态无功补偿装置中，每组投切开关包括两只反并联的可控娃。优选地，在上述低压动态无功补偿装置中，每组投切开关包括反并联的可控硅和
二极管。在上述实施例中，可以根据支路的数量进行灵活配置，每一块支路板可对两路或 三路支路进行实时监控，监控的内容包括各相的电流、散热器温度等，并对每一个支路提供 了包括可控硅短路、可控硅断路、电容器相间以及相对地短路故障、支路过流、支路过载、支 路不平衡等在内的全面的预防性保护，最大限度的避免各个支路发生破坏性故障。大大提 高了设备的安全保护水平，延长了设备使用寿命。优选地，在上述低压动态无功补偿装置中，电容/电抗器模块包括电容器和一只 或多只与电容器串联的铁心电抗器。每一台电抗器由叠片结构的低损耗铁心、箔式绕组、高精度气隙以及H级的绝缘 (工作温度可达180摄氏度)构成，全部铁心以及结构件都由高速数控冲床或机床加工完 成，公差较小、温升较低、噪声较小、一致性较好。有以下电抗器可供选择仅作限流用，用于柜子上电时，用于限制电容器初充电电 流，防止投切单元、电容器和熔断器的损坏；在避免谐振的场合，将补偿回路的谐振频率降 到系统最低谐波频率以下(通常为5次)；在滤波的场合，用于吸收主要次数的谐波，通常 为5次和7次，在滤波的场合在固定串联电抗器的基础之上还有感抗在线自动调节单元。在上述实施例中，电容器使用低损金属化聚丙烯薄膜、自愈式、内置过压熔丝电容 器，为降低电气与温度过载的不良影响，延长使用寿命，电容器的投切采用过零循环投切。 针对滤波场合，电容器可以采用滤波专用电容器。当电压下降，无论是电压跌落还是电压偏低，通常是由负载侧电机启动或者剧烈 的负载变化造成的，这种情况通常也伴随着低功率因数和较大的无功能量需求，本实用新 型实施例的超快投切技术可以妥善的解决这一问题。它可以在平均11. 25ms内投入全部所 需电容器，用以补偿无功需求。而且，它可以改变电压矢量的跌落方向，减小电压的下降，从而使得电压下降最小化，甚至完全消除电压下降。快速剧烈的负载变化会导致电压闪变，比如焊接等。本实用新型的实施例可以在 平均11. 25ms内快速投切所需电容器组，将电压闪变抑制在可接受范围内。在很多场合，功率因数低带来的功率因数罚款以及有功消耗的增加，会导致用户 用电费用的增加。同时功率因数低还会使得系统损耗增加，产生过热，增加维护成本与时 间、降低设备利用率。本实用新型的上述实施例可以有效防止用电量的增加，节约能源，降 低维护成本并增加设备利用率。电压电流含有高次谐波会导致严重的后果，如损耗增加，过热，极大增加系统不稳 定性，直至火灾的发生。本实用新型实施例的具有感抗在线自动调节功能的无源滤波通道 与其它方式比较起来是最佳的解决方案。电容器投切的瞬时冲击会对设备产生严重损坏，产生不可测的供电系统崩溃，甚 至损毁电容器。上述实施例使用无冲击自由投切技术完全消除电容投切过程中产生的涌 流，延长了电容器使用寿命，降低了维护成本，提高了供电系统的可靠性。作为对功率因数和其他电能质量问题的补充，由于有其他敏感的用电设备和其他 工厂用户的存在，有时我们还需要关注如何将电压波动控制在限定的范围内。本实用新型 上述实施例的电压控制模式可以任意设置高电压和低电压参数。工作时电压控制的操作作 为补充，与功率因数的控制共同起作用(九区电压无功控制方法)。显而易见，在不偏离本实用新型的真实精神和范围的前提下，在此描述的本实用 新型可以有许多变化。因此，所有对于本领域技术人员来说显而易见的改变，都应包括在本 权利要求书所涵盖的范围之内。本实用新型所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行 限定。
权利要求一种低压动态无功补偿装置，其特征在于，包括主控制器、支路监控控制器、开关模块和电容/电抗器模块，其中所述支路监控控制器与所述主控制器通过通信总线相连接，对各相的电流和散热器的温度进行检测；所述开关模块电连接在所述主控制器和所述电容/铁心电抗器模块之间，所述主控制器根据所述支路监控控制器检测到的各相的电流值和温度值通过所述开关模块控制所述电容/电抗器模块投切的电容/电抗的数目。
2.根据权利要求1所述的低压动态无功补偿装置，其特征在于，所述开关模块包括多 组投切开关。
3.根据权利要求2所述的低压动态无功补偿装置，其特征在于，每组所述投切开关包 括两只反并联的可控硅。
4.根据权利要求2所述的低压动态无功补偿装置，其特征在于，每组所述投切开关包 括反并联的可控硅和二极管。
5.根据权利要求1所述的低压动态无功补偿装置，其特征在于，所述电容/电抗器模块 包括电容器和一只或多只与所述电容器串联的铁心电抗器。
专利摘要本实用新型公开了一种低压动态无功补偿装置，包括主控制器、支路监控控制器、开关模块和电容/电抗器模块，其中，支路监控控制器与主控制器通过通信总线相连接，对各相的电流和散热器的温度进行检测；开关模块电连接在主控制器和电容/铁心电抗器模块之间，主控制器根据支路监控控制器检测到的各相的电流值和温度值通过开关模块控制电容/电抗器模块投切的电容/电抗的数目。本实用新型通过支路监控控制器对支路各相的电流和散热器的温度进行实时监控，从而为支路提供全面的预防性保护，最大限度地避免各个支路发生破坏性故障，提高了设备的安全保护水平，延长了设备使用寿命。
文档编号H02J3/18GK201656490SQ20102017428
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者徐雪莲, 王志泳 申请人:北京三得普华科技有限责任公司