专利名称：一种整流变配套滤波补偿节能成套装置的制作方法
技术领域：
本发明属于滤波补偿装置，具体涉及一种整流变配套滤波补偿节能成套装置。
背景技术：
整流变压器是整流设备的电源变压器。整流设备的特点是原方输入电流，而副方通过整流原件后输出直流。变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。整流变压器就是降压变压器，降到所需电压后再用半导体管整流，整流变压器和普通变压器的原理相同。变压器是根据电磁感应原理制成的一种变换交流电压的设备。变压器一般有初线和次级两个互相独立绕组，这两个绕组共用一个铁芯。变压器初级绕组接通交流电源，在绕组内流过交变电流产生磁势，于是在闭合铁芯中就有交变磁通。初、次级绕组切割磁力线，在次级就能感应出相同频率的交流电。变压器的初，次级绕组的匝数比等于电压比。如一个变压器的初级绕组是440匝，次级是220匝。初级输入电压为220V，在变压器的次就能得到IlOV的输出电压。 有的变压器可以有多个次级绕组和抽头。这样就可以获得多个输出电压了。工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。谐波主要是由称为谐波源的大功率换流设备(包括化工电解整流设备)及其它非线性负荷产生，谐波源产生的谐波不但危及电网及其它电力用户而且也危及自身，因此谐波的治理是十分必要且有实际经济效益的。在我国，大部分铝电解整流系统，尤其是晶闸管整流系统，出于消除或降低某次电力谐波的需要，往往在系统的交流侧装配有相应的电力谐波滤波器；同时充分利用滤波器中电容器的无功补偿作用，用之提高整流系统的功率因数，以达到优化供电网络参数的目的。然而从整流系统直流输出的升、降运行的角度而言，必须认真论证的是何时投、切谐波滤波器组，方能避免系统谐振，确保电力网络的稳定运行，并使无功得到最适当的补偿；否则，补偿电容组将工作在谐波共振或放大状态， 造成开关分合过程中容易使开关触头加速损坏，甚至使开关爆炸，从而对电网造成冲击， 引发其它意想不到的事故发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种可靠性高、能够抑制回路过电压和大电流冲击的整流变配套滤波补偿节能成套装置。为了解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案
一种整流变配套滤波补偿节能成套装置，包括滤波支路和控制器，其特征在于本装置由5次、7次、11次三条滤波支路构成，每条滤波支路均由晶闸管阀组、电抗器、喷逐式熔断器以及电容器一串联而成，所述晶闸管阀组两端并联一个阻容吸收器，所述喷逐式熔断器的输入端和电容器一的输出端之间并联一个放电线圈，所述晶闸管阀组与电抗器之间并联一个接地的避雷器，每条滤波支路晶间管阀组的输入端分别与系统母线相连，控制器的一端与系统母线电连接，控制器的另一端与每条滤波支路的晶闸管阀组电连接，控制器采集
3系统母线三相电流电压信号然后送至晶闸管阀组进行控制。所述阻容吸收器由电阻和电容器二串联而成。所述晶闸管阀组由两个晶闸管反并联构成。所述控制器采用32位ARM微处理器芯片。所述所述电容器一和电容器二选用金属全膜介质的滤波电容器，所述电抗器为干式铁芯滤波电抗器。所述喷逐式断路器采用真空断路器。本发现与现有技术相比有以下有益效果滤波支路的设计原理是利用电容器电抗器串联支路针对某次谐波的阻抗为零，该次谐波通过电容电抗支路导离电力系统，使电力系统不受该次谐波的危害，因此本发明所述的3条支路分别为5次、7次、11次三条滤波支路。滤波补偿装置投入运行后，功率因素达到0.95以上，谐波滤除率大于50%，变压器利用率提高30 40%，即视在功率下降30 40% ；不但净化了电网，同时起到节能降耗作用，加入了阻容吸收器和晶闸管阀组，这样在电容器组投切过程中有效的抑制了回路过电压和大电流冲击，保证了系统更可靠的运行。
图1是本发明的电路图。
具体实施例方式参见图1，为使本发明设计合理，既满足滤波要求又尽可能节约投资和降低损耗， 需要掌握以下三个条件(1)系统阻抗(高频阻抗)及其变化范围，需要了解系统在各种运行方式下的阻抗频率变化曲线，或者最不利条件时即最小运行方式下的阻抗频率曲线。(2) 谐波源产生的谐波量，根据实测数据和经验综合确定，由于测量是随机的，具有分散性和不完全性，根据实际情况，在实测结果基础上再考虑一定的余量作为设计参数。(3)谐波限制标准，对谐波的限制以我国现行有关标准为目标值。本发明的标准略高于国家标准，主要是考虑负荷有可能要发展及留有适当的裕度。本装置需要在滤除谐波的同时，提供无功补偿，即本装置具有滤波和补偿双重作用，确定本装置容量时根据无功补偿需要确定一定电容量，本装置的总补偿容量确定后，根据支路谐波电压基本相等原则，确定低通滤波器各支路容量和高通滤波器容量。对于N次单调谐滤波装置，在一定条件下，单调谐滤波装置与系统可能发生并联或串联谐振，谐振时发生的过电流和过电压将增大损耗，损坏设备，危害非常严重，因此，必须避免单调谐滤波装置与系统发生谐振现象，滤波装置的装设需要根据整流装置产生的谐波次数及谐波电流值和无功功率平衡等条件确定，每套滤波装置装设5、7、 11次单通滤波支路，滤波支路的设计原理是利用电容器电抗器串联支路针对某次谐波的阻抗为零，该次谐波通过电容电抗支路导离电力系统，使电力系统不受该次谐波的危害，具体地设计如下
参见图1，本发明包括滤波支路和控制器，本装置由3条滤波支路构成，即对应5、7、11 次单通滤波支路，每条滤波支路均由晶间管阀组1、电抗器2、喷逐式熔断器3以及电容器一 4串联而成，晶闸管阀组1两端并联一个阻容吸收器5，阻容吸收器5由电阻9和电容器二 10串联而成，喷逐式熔断器3的输入端和电容器一 4的输出端之间并联一个放电线圈6，晶闸管阀组1与电抗器2之间并联一个接地的避雷器7，每条滤波支路晶闸管阀组1的输入端分别与系统母线8相连，控制器的一端与系统母线8电连接，控制器的另一端与每条滤波支路的晶闸管阀组1电连接，控制器采集系统母线8三相电流电压信号然后送至晶闸管阀组 1进行控制，喷逐式断路器3采用真空断路器。避雷器7的作用为，防止操作和雷击过电压，电容器选用金属全膜介质的滤波电容器，电容器一 4和电容器二 10选用金属全膜介质的滤波电容器，即AFM型滤波电容器，采用金属化膜，真空浸渍优质的绝缘油内置防爆装置，安全可靠，电流过载能力> 1. 51η。电容器在1. 1倍的额定电压下长期运行，电容器在1. 3倍的额定电流下长期运行。串联电抗器 2为干式铁芯滤波电抗器，具体可采用三相铁芯滤波电抗器(LKSG型)，不产生电磁辐射干扰，线性度为1. 81η，三相电感量平衡度<晶闸管阀组1为投切开关，晶闸管阀组1由两个晶闸管反并联构成，晶闸管采用德国的IXYS元件，晶闸管具有过零投切无暂态过程的优点，技术先进、功能完善、可靠性高、 维护量小；晶闸管投切电容器组具有无合闸涌流冲击，无电弧重燃，无操作过电压；晶闸管投切电容器组具有快速跟踪无功变化，频繁投切，动态响应速度快，响应时间小于20ms。晶闸管阀组1与控制器电连接，控制器的另一端与系统母线8侧电连接，控制器控制晶闸管阀组1，控制器采用32位ARM微处理器芯片，控制器其结构主要包括电源电路、 显示电路、按键电路、专用电量测量电路、采样电路以及CPU，具体控制器的CPU采用32位 ARM微处理器芯片、多任务操作系统内核，由电源电路相各个其他电路供电，电量测量电路与采样电路及CPU相接，采样电路用于采集变压器低压端的电流电压信号，并将信号转换传送给电量测量电路，电量测量电路将采样电路送来的信号进行处理，与CPU进行通讯完成信号的双向传输，CPU监控工作状态，将电量测量电路送来的信号进行分析、逻辑判断、计算，以控制装置的工作状态。电量测量电路采用美国ANOLOG DEVICE公司生产的ADE7758 型号的专用电能测量芯片。控制器，功能齐全操作方便，有自动报警装置，有过电压、过电流、超谐波等各项保护功能，确保产品所有操作使用监控都能在控制室内操作。设备操作方便，安全可靠，具体地说，控制器可以选用市面上的一些通用控制器，比如说西门子公司生产的S7-200可编程控制器或者是华冠公司生产的JKGF系列的控制器。本发明的有益效果
1)本发明中采用晶闸管投切开关，用控制器按负载的谐波电流和功率因数变化，自动跟踪快速投切，实现了快速自动滤波补偿，确保运行稳定可靠，控制的物理量谐波电流和功率因数，具有自动/手动切换功能，保护功能过流、过压保护功能。2)本发明在晶闸管阀组1并联一个阻容吸收器5，本来晶闸管阀组的耐压值为 10KV，所以晶闸管阀组存在当然电压过大时损坏的可能，而阻容吸收器5并联的作用是对电压起到了缓冲的效果，即在电容器组投切过程中有效的抑制了回路过电压和大电流冲击，保证了系统更可靠的运行。
权利要求
1.一种整流变配套滤波补偿节能成套装置，包括滤波支路和控制器，其特征在于本装置由5次、7次、11次三条滤波支路构成，每条滤波支路均由晶间管阀组(1)、电抗器(2)、 喷逐式熔断器(3)以及电容器一(4)串联而成，所述晶闸管阀组(1)两端并联一个阻容吸收器(5)，所述喷逐式熔断器(3)的输入端和电容器一(4)的输出端之间并联一个发电线圈 (6)，所述晶闸管阀组(1)与电抗器(2)之间并联一个接地的避雷器(7)，每条滤波支路晶闸管阀组(1)的输入端分别与系统母线(8)相连，控制器的一端与系统母线(8)电连接，控制器的另一端与每条滤波支路的晶闸管阀组(1)电连接，控制器采集系统母线(8)三相电流电压信号然后送至晶闸管阀组(1)进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种整流变配套滤波补偿节能成套装置，其特征在于所述阻容吸收器(5)由电阻(9)和电容器二(10)串联而成。
3.根据权利要求1或2所述的一种整流变配套滤波补偿节能成套装置，其特征在于 所述晶闸管阀组(1)由两个晶闸管反并联构成。
4.根据权利要求1或2所述的一种整流变配套滤波补偿节能成套装置，其特征在于 所述控制器采用32位ARM微处理器芯片。
5.根据权利要求1或2所述的一种整流变配套滤波补偿节能成套装置，其特征在于 所述电容器一(4)和电容器二(10)选用金属全膜介质的滤波电容器，所述电抗器(2)为干式铁芯滤波电抗器。
6.根据权利要求1或2所述的一种整流变配套滤波补偿节能成套装置，其特征在于 所述喷逐式断路器(3)采用真空断路器。
全文摘要
本发明涉及一种整流变配套滤波补偿节能成套装置，包括滤波支路和控制器，其特征在于本装置由5次、7次、11次三条滤波支路构成，每条滤波支路均由晶闸管阀组、电抗器、喷逐式熔断器以及电容器一串联而成，所述晶闸管阀组两端并联一个阻容吸收器，所述喷逐式熔断器的输入端和电容器一的输出端之间并联一个放电线圈，所述晶闸管阀组与电抗器之间并联一个接地的避雷器，每条滤波支路晶闸管阀组的输入端分别与系统母线相连，控制器的一端与系统母线电连接，控制器的另一端与每条滤波支路的晶闸管阀组电连接，加入了阻容吸收器和晶闸管阀组，这样在电容器组投切过程中有效的抑制了回路过电压和大电流冲击，保证了系统更可靠的运行。
文档编号H02J3/01GK102332722SQ201110273408
公开日2012年1月25日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者童淮安 申请人:童淮安