专利名称：复合型无功补偿控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及控制器领域，尤其是一种复合型无功补偿控制器。
背景技术：
当前无功补偿装置多为静态无功补偿装置(SVC)，国际大电网会议将静态无功补偿装置(SVC)定义为7个子类①机械投切电容器(MSC)；②机械投切电抗器(MSR)；③自饱和电抗器(SR)；④晶闸管控制电抗器(TCR)；⑤晶闸管投切电容器(TSC)；⑥晶闸管投切电抗器(TSR)；⑦自换向或电网换向转换器(SCC/LCC)。其中，机械投切电容器(MSC)采用投切电容器的方式实现无功补偿，该补偿方式只能输出无功，补偿容量取决于电容器的大小，补偿精度不够，容易导致谐波放大；晶闸管控制电抗器(TCR)通过对并联电容器、电抗器的动态控制，实现无功补偿，该补偿方式可以输出无功和吸收无功，成本较高，可靠性低。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种成本低、可靠性高、补偿精度好、能够避免谐波放大的复合型无功补偿控制器。为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案一种复合型无功补偿控制器， 包括接在同一段三相母线上的机械投切电容器和晶闸管电抗器，所述的机械投切电容器由四组分补电容和一组共补电容组成，所述的晶闸管控制电抗器由滤波电路和三组由晶闸管控制的电抗器组成，控制器的信号输出端分别与机械投切电容器、晶闸管控制电抗器的控制端相连。由上述技术方案可知，本实用新型中的晶闸管控制电抗器带有滤波电路，解决了机械投切电容器对谐波的放大问题；同时，由于机械投切电容器满足了基本的无功补偿容量需求，晶闸管控制电抗器只需要设计很小的补偿容量，解决了晶闸管控制电抗器损耗大、 发热严重和成本高的问题。本实用新型通过机械投切电容器和晶间管控制电抗器的有机组合实现了低成本大容量精细无功补偿。
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
一种复合型无功补偿控制器，包括接在同一段三相母线上的机械投切电容器1和晶闸管控制电抗器2，所述的机械投切电容器1由四组分补电容和一组共补电容组成，所述的晶闸管控制电抗器2由滤波电路和三组由晶闸管控制的电抗器组成，控制器的信号输出端分别与机械投切电容器1、晶闸管控制电抗器2的控制端相连。所述的四组分补电容为依次接在三相母线上的第一、二、三、四分补电容，第一、二、三、四分补电容的电容量比为8:4:2:1，控制器的信号输出端分别与第一、二、三、四分补电容的控制端相连，如图1所示。 所述的共补电容包括电容C13、C14、C15，电容C13、C14、C15的一端并联后接零线N，电容 C13、C14、C15的另一端分别接复合开关K13、K14、K15，复合开关K13、K14、K15的另一端分别接三相母线A、B、C，控制器的信号输出端与复合开关K13、K14、K15共同的控制端相连，复合开关Κ13、Κ14、Κ15作为继电器的触点，三个复合开关同时动作。如图1所示，所述的滤波电路包括电容C16、C17、C18，电容C16、C17、C18的一端并联后接零线N，电容C16、C17、C18的另一端分别与电感Li、L2、L3相连，电感Li、L2、L3的另一端分别接三相母线A、B、C。所述的晶闸管控制电抗器2还包括晶闸管VT1、VT2、VT3， 晶闸管VTl的阴极、阳极分别与电抗L4、L5相连，电抗L4的另一端接零线N，电抗L5的另一端接三相母线A，晶闸管VT2的阴极、阳极分别与电抗L6、L7相连，电抗L6的另一端接零线N，电抗L7的另一端接三相母线B，晶闸管VT3的阴极、阳极分别与电抗L8、L9相连，电抗L8的另一端接零线N，电抗L9的另一端接三相母线C，晶闸管VT1、VT2、VT3的控制端均与控制器的信号输出端相连。当晶闸管关断时，电抗器没有电流，而电容器固定连接，因此整套装置的补偿量最大；当调节晶闸管的导通角时，电抗器的感性电流就会抵消一部分电容器电流，因此补偿量减少，导通角越大，电抗器的电流越大，补偿量就越小；当晶闸管全通时，电抗器电流就会将电容器电流全部抵消，此时补偿量为零。如图1所示，所述的第一分补电容包括电容C1、C2、C3，电容C1、C2、C3的一端并联后接零线N，电容Cl、C2、C3的另一端分别接复合开关ΚΙ、K2、K3，复合开关ΚΙ、K2、K3的另一端分别接三相母线A、B、C ；所述的第二分补电容包括电容C4、C5、C6，电容C4、C5、C6的一端并联后接零线N，电容C4、C5、C6的另一端分别接复合开关K4、K5、K6，复合开关Κ4、Κ5、Κ6 的另一端分别接三相母线々4、(；所述的第三分补电容包括电容07丄8丄9，电容07丄8、〇9 的一端并联后接零线N，电容C7、C8、C9的另一端分别接复合开关Κ7、Κ8、Κ9，复合开关Κ7、 Κ8、Κ9的另一端分别接三相母线Α、B、C ；所述的第四分补电容包括电容CIO、ClU C12，电容C10、C11、C12的一端并联后接零线N，电容C10、C11、C12的另一端分别接复合开关K10、 Kl 1、K12，复合开关K10、Kl 1、K12的另一端分别接三相母线A、B、C，控制器的信号输出端分别与复合开关Kl、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10、K1UK12的控制端相连，本实用新型中，复合开关的控制端指的是继电器的控制端。复合开关K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、 Κ10、Κ11、Κ12作为继电器的触点，十二个复合开关均可以单独动作。在进行补偿时，第一，控制器计算总无功缺口，计算机械投切电容器1的投切补偿容量，按照先共补再分补的原则投切电容器；第二，控制器计算机械投切电容器1投切后的剩余无功缺口，判断晶闸管控制电抗器2的补偿容量是否足够补偿该剩余无功缺口，若判断结果为是，则调节晶闸管控制电抗器2的补偿容量进行补偿，补偿后返回计算剩余无功缺口 ；最后，若第二步的判断结果为否，则退出机械投切电容器1和晶闸管控制电抗器2，返回第一步重新计算总无功缺口。本实用新型把机械投切电容器1和晶闸管控制电抗器2合二为一，同时控制电容器的投切和复合开关的通断。首先，根据无功缺口投切电容器，电容器除一组共补电容外， 另外四组分补电容按照8 4 2 1的比例设置电容器容量，进行循环投切。这样，电容投切粒度就是最小电容的容量。为了保证机械投切电容器1和晶闸管控制电抗器2的合理分界点，采用遗传算法计算机械投切电容器1的最优补偿容量，然后，根据电容器投切后的无功缺口情况启动晶闸管控制电抗器，2进行无功补偿。由于机械投切电容器1无功补偿消除了基本稳定的部分，晶间管控制电抗器2只需对无功快速变化的部分进行精确补偿，从而采用较小的晶闸管控制电抗器2补偿容量满足较大容量的无功补偿需求。
权利要求1.一种复合型无功补偿控制器，其特征在于包括接在同一段三相母线上的机械投切电容器和晶闸管控制电抗器，所述的机械投切电容器由四组分补电容和一组共补电容组成，所述的晶闸管控制电抗器由滤波电路和三组由晶闸管控制的电抗器组成，控制器的信号输出端分别与机械投切电容器、晶闸管控制电抗器的控制端相连。
2.根据权利要求1所述的复合型无功补偿控制器，其特征在于所述的四组分补电容为依次接在三相母线上的第一、二、三、四分补电容，第一、二、三、四分补电容的电容量比为 8:4:2:1，控制器的信号输出端分别与第一、二、三、四分补电容的控制端相连。
3.根据权利要求1所述的复合型无功补偿控制器，其特征在于所述的共补电容包括电容C13、C14、C15，电容C13、C14、C15的一端并联后接零线N,电容C13、C14、C15的另一端分别接复合开关K13、K14、K15，复合开关Κ13、Κ14、Κ15的另一端分别接三相母线A、B、C，控制器的信号输出端与复合开关K13、K14、K15共同的控制端相连。
4.根据权利要求1所述的复合型无功补偿控制器，其特征在于所述的滤波电路包括电容C16、C17、C18，电容C16、C17、C18的一端并联后接零线N，电容C16、C17、C18的另一端分别与电感Li、L2、L3相连，电感Li、L2、L3的另一端分别接三相母线A、B、C。
5.根据权利要求1所述的复合型无功补偿控制器，其特征在于所述的晶间管控制电抗器还包括晶闸管VT1、VT2、VT3，晶闸管VTl的阴极、阳极分别与电抗L4、L5相连，电抗L4 的另一端接零线N，电抗L5的另一端接三相母线A，晶闸管VT2的阴极、阳极分别与电抗L6、 L7相连，电抗L6的另一端接零线N，电抗L7的另一端接三相母线B，晶闸管VT3的阴极、阳极分别与电抗L8、L9相连，电抗L8的另一端接零线N，电抗L9的另一端接三相母线C，晶闸管VT1、VT2、VT3的控制端均与控制器的信号输出端相连。
6.根据权利要求2所述的复合型无功补偿控制器，其特征在于所述的第一分补电容包括电容Cl、C2、C3，电容Cl、C2、C3的一端并联后接零线N,电容Cl、C2、C3的另一端分别接复合开关K1、K2、K3，复合开关K1、K2、K3的另一端分别接三相母线A、B、C ；所述的第二分补电容包括电容C4、C5、C6，电容C4、C5、C6的一端并联后接零线N，电容C4、C5、C6的另一端分别接复合开关K4、K5、K6，复合开关K4、K5、K6的另一端分别接三相母线A、B、C ；所述的第三分补电容包括电容C7、C8、C9，电容C7、C8、C9的一端并联后接零线N，电容C7、C8、 C9的另一端分别接复合开关K7、K8、K9，复合开关K7、K8、K9的另一端分别接三相母线A、 8、(；所述的第四分补电容包括电容(10、(11、(12，电容(10、(11、(12的一端并联后接零线 N，电容C10、C11、C12的另一端分别接复合开关K10、K11、K12，复合开关K10、K11、K12的另一端分别接三相母线Α、B、C，控制器的信号输出端分别与复合开关ΚΙ、Κ2、Κ3、Κ4、Κ5、Κ6、 Κ7、Κ8、Κ9、Κ10、Κ11、Κ12 的控制端相连。
专利摘要本实用新型涉及一种复合型无功补偿控制器，包括接在同一段三相母线上的机械投切电容器和晶闸管电抗器，所述的机械投切电容器由四组分补电容和一组共补电容组成，所述的晶闸管控制电抗器由滤波电路和三组由晶闸管控制的电抗器组成，控制器的信号输出端分别与机械投切电容器、晶闸管控制电抗器的控制端相连。本实用新型中的晶闸管控制电抗器带有滤波电路，解决了机械投切电容器对谐波的放大问题；同时，由于机械投切电容器满足了基本的无功补偿容量需求，晶闸管控制电抗器只需要设计很小的补偿容量，解决了晶闸管控制电抗器损耗大、发热严重和成本高的问题。
文档编号H02J3/18GK202084938SQ20112016662
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者孟光, 徐强, 智建立, 李海涛, 涂汀, 王俊, 王飞, 金芝国, 韩海舰 申请人:安徽中兴继远信息技术有限公司