专利名称：一种投切电容无功补偿系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力无功补偿系统，尤其涉及一种投切电容无功补偿系统。
背景技术：
在电力系统中，为了补偿电力系统无功功率的不足，提高功率因数，改善供电质量，人们在各个变电站中广泛采用电力电容器无功补偿装置，近10多年来，随着电力电子技术的发展，大功率晶闸管和计算机控制技术的得以深入应用，使以电力电容器方式的无功补偿系统开始发生质的变化。电力电容器无功补偿系统在运行中，都会存在投入和切除系统中的电容器组的情况，众所周知，电压和频率是衡量电能质量的两个最基本、最重要的指令。为确保电力系统的正常运行，供电电压和频率必须稳定在一定的范围内。频率的控制与有功功率的控制密切相关，而电压控制的重要方法之一是对电力系统的无功功率进行控制，根据电容器的特性，当加在电容器上的电压值发生阶跃变化时，将产生冲击电流， 传统利用机械式开关和接触器投切电容器的方式会在电容器投切过程中，无法自动跟踪电压过零时投入以及切电容时，无法保证电流为零关断，因为电路中往往出现涌流而产生谐波注入、烧毁触点等现象，同时该谐波对电力系统的供电质量将会造成不利影响。另外，在传统电力电容器无功补偿系统，控制部分与电容器的投切设备往往采用有线连接控制方式，但在有些地方，由于环境因素，会存在不便施工或施工成本较高的情况。此外，除集控室外，在实际运行中的电力电容器无功补偿系统的现场没有直观的显示投入或切除电容器的组数和数量以及功率因数等电气特性的信息的装置，或者现场没有用于只针对检修人员检修维护是的操控装置，因此，给现场操作人员在检修等情况下随时观察电容器组投切状况带来不便。
实用新型内容本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种投切电容无功补偿系统，它具有结构合理，成本低的优点。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种投切电容无功补偿系统，它包括电容器组切投电路部分和控制电路部分，所述控制电路部分中，包括数据采集装置，所述数据采集装置与控制装置输入端连接，控制装置输出端连接有信息发射装置和显示装置，所述电容器组切投电路部分包括连接的至少一组电容器组，所述电容器组经切投电路与母线连接。所述切投电路中设有信号触发装置。所述数据采集装置包括分别与母线连接的至少一组电流采集装置和至少一组电压采集装置，还包括至少一组电压滤波装置和至少一组电流滤波装置，所述电流采集装置、 电压采集装置分别与电压滤波装置和电流滤波装置连接，所述电压滤波装置和电流滤波装置分别通过彼此独立的AD转换装置与控制器连接，所述控制器还分别连接有显示终端，操作键盘，指示灯以及至少一组信号发射装置。所述信号触发装置与信息发射装置无线连接。所述电流采集装置为电流互感器。所述电压采集装置为电压互感器。所述显示终端为LED显示屏或IXD显示屏。所述控制装置为单片机。所述切投电路包括断路器，所述断路器一端与母线连接，另一端与晶闸管、电抗器串联，所述电抗器与电容器组连接，所述电容器组与电抗器连接过程中还连接有避雷器，避雷器另一端接地。所述信号触发装置中包括信号接收电路，所述信号接收电路内部包括晶闸管触发电路，所述晶闸管触发电路与晶闸管的触发端连接。由控制装置输出端连接有的信息发射装置发射触发信号，信号触发装置中的信号接收电路接受，驱动晶间管触发电路工作，从而形成对晶闸管的触发。所述的电容器组为三角形接法。按照三角形电容器组接入母线的方式经切投电路与母线连接。当检修人员在检修维护现场时，通过与单片机连接的操作键盘，输入密码，进入， 对电容器组切投电路进行维护，通过内部自检程序，调取出相应数据，判断运行情况是否良好。并可通过所得数据为检修提供方案依据。电容器的分组投切在较早的时候大都是用机械断路器来实现的，这就是机械投切电容器(MSC)。与此相比，晶闸管投切电容器(TSC)的晶闸管的操作寿命几乎是无限的，而且晶闸管的投切时刻可以精确控制，以减少投切时的冲击电流和操作困难。另外，与TCR相比，TSC虽然不能连续调节无功功率，但具有运行时不产生谐波而且损耗较小的优点。选取投入时刻总的原则是，TSC投入电容的时刻，也就是晶闸管开通的时刻，必须是电源电压与电容器预先充电电压相等的时刻。因为根据电容器的特性，当加在电容上的电压有阶跃变化时(若电容器投入的时刻电源电压与电容器充电电压不相等就会发生这样的情况)，将产生冲击电流，很可能破坏晶间管或给电源带来高频振荡等不利影响。一般来讲，希望电容器预先充电电压为电源电压峰值，而且将晶闸管的触发相位
也固定在电源电压的峰值点。因为根据电容器的特性方程 ,· _rduc1C=^ —Γ
dt (1)式中ic为电容电流，C为电容参数，uc为电容端电压。如果在导通前电容器充电电压也等于电源电压峰值，则在电源峰值点投入电容时，由于在这一点电源电压的变化率(时间导数)为零，因此，电流ic即为零，随后电源电压(也即电容电压)的变化率才按正弦规律上升，电流ic即按正弦规律上升。这样，整个投入过程不但不会产生冲击电流，而且电流也没有阶跃变化。这就是所谓的理想投入时刻。 利用按电源频率，每半个周波发出触发脉冲轮流双向晶闸管。直到需要切除这条电容支路时，如在电容端电压的变化率为零的某时刻，根据公式⑴，在电源峰值点投入电容时，由于在这一点电源电压的变化率(时间导数)为零，因此，电流ic即为零，双向晶间管触发电路停止发脉冲，双向晶间管未获触发而不导通，保证电流为零关断。无涌流和谐波注入，更不会发生烧毁触点等现象。电容器电压保持导通结束时的电源电压值，为下次投入电容器做准备。本实用新型的有益效果同传统的利用机械式开关，利用单片机控制，自动实现自动跟踪电压过零时投入电容器，切电容时，保证电流为零关断。无接触器控制引起的涌流和谐波注入烧毁触点等现象。采用无触点的大功率晶闸管做为电容器组的切投控制开关，解决了传统利用机械式开关和接触器投切电容器的方式会电容器在投切过程中，因为涌流而产生谐波，对电力系统的供电质量将会造成不利影响的问题。采用无线信号发射接受装置，解决了在传统电力电容器无功补偿系统，控制部分与电容器的投切设备之间往往采用有线连接控制的单一方式，为有些地方，由于环境因素， 存在不便施工或施工成本较高的情况下提供一种实施的新方式。此外，采用在控制器输出端增加显示终端和操作键盘，方便现场操作人员在检修等情况下随时观察电容器组投切状况。
图1为投切电容无功补偿系统示意图。其中，1.电流互感器，2.电压互感器，3.信号触发装置，4.断路器，5.晶闸管， 6.电抗器，7.避雷器，8.电容器组，9.电流滤波装置，10. AD转换装置，11.电压滤波装置， 12.单片机，13.信号发射装置，14.显示终端，15.指示灯，16.操作键盘。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。一种投切电容无功补偿系统，它包括电容器组切投电路部分和控制电路部分，所述控制电路部分中，包括数据采集装置，所述数据采集装置与控制装置输入端连接，控制装置输出端连接有信息发射装置13和显示装置，所述电容器组切投电路部分包括连接的至少一组电容器组8。电容器组8经切投电路与母线连接。所述切投电路中设有信号触发装置3，所述信号触发装，3与信息发射装置13无线连接。所述数据采集装置包括分别与母线连接的至少一组电流采集装置和至少一组电压采集装置，还包括至少一组电压滤波装置和至少一组电流滤波装置，所述电流采集装置、 电压采集装置分别与电流滤波装置9和电压滤波装置11连接，所述电流滤波装置9和电压滤波装置11分别通过彼此独立的AD转换装置10与控制装置连接，所述控制装置还分别连接有显示终端，操作键盘，指示灯15以及至少一组信号发射装置13，所述电流采集装置为电流互感器1。所述电压采集装置为电压互感器2。所述显示终端14为LED显示屏或IXD显示屏。所述控制装置为单片机12。所述切投电路包括断路器4，所述断路器4 一端与母线连接，另一端与晶闸管5、电抗器6串联，所述电抗器6与电容器组8连接，所述电容器组8与电抗器6连接过程中还连接有避雷器7，避雷器7另一端接地。所述的电容器组8为三角形接法。[0040]所述信号触发装置3中包括信号接收电路，所述信号接收电路内部包括晶闸管触发电路，所述晶闸管触发电路与晶闸管的触发端连接。所述指示灯15以直观方式用于指示所投切电容是哪一组，此外，本实用新型现场设有操作键盘，现场维护人员通过操作键盘16，输入密码，进入，对电容器组切投电路进行维护，通过内部自检程序，调取出相应数据，判断运行情况是否良好。并可通过所得数据为检修提供方案依据。上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
权利要求1.一种投切电容无功补偿系统，其特征是，它包括电容器组切投电路部分和控制电路部分，所述控制电路部分中，包括数据采集装置，所述数据采集装置与控制装置输入端连接，控制装置输出端连接有信息发射装置和显示装置，所述电容器组切投电路部分包括连接的至少一组电容器组，电容器组经切投电路与母线连接，所述切投电路中设有信号触发装置，所述信号触发装置与信息发射装置无线连接。
2.如权利要求1所述的一种投切电容无功补偿系统，其特征是，所述数据采集装置包括分别与母线连接的至少一组电流采集装置和至少一组电压采集装置，还包括至少一组电压滤波装置和至少一组电流滤波装置，所述电流采集装置、电压采集装置分别与电压滤波装置和电流滤波装置连接，所述电压滤波装置和电流滤波装置分别通过彼此独立的AD转换装置与控制器连接，所述控制器还分别连接有显示终端，指示灯以及至少一组信号发射直ο
3.如权利要求2所述的一种投切电容无功补偿系统，其特征是，所述电流采集装置为电流互感器。
4.如权利要求2所述的一种投切电容无功补偿系统，其特征是，所述电压采集装置为电压互感器。
5.如权利要求2所述的一种投切电容无功补偿系统，其特征是，所述显示终端为LED或 IXD显示屏。
6.如权利要求1所述的一种投切电容无功补偿系统，其特征是，所述控制装置为单片机。
7.如权利要求1所述的一种投切电容无功补偿系统，其特征是，所述切投电路包括断路器，所述断路器一端与母线连接，另一端与晶闸管、电抗器串联，所述电抗器与电容器组连接，所述电容器组与电抗器连接过程中还连接有避雷器，避雷器另一端接地。
8.如权利要求1所述的一种投切电容无功补偿系统，其特征是，所述信号触发装置中包括信号接收电路，所述信号接收电路内部包括晶闸管触发电路，所述晶闸管触发电路与晶闸管的触发端连接。
9.如权利要求1所述的一种投切电容无功补偿系统，其特征是，所述的电容器组为三角形接法。
专利摘要本实用新型公开了一种投切电容无功补偿系统，它包括电容器组切投电路部分和控制电路部分，所述控制电路部分中，包括数据采集装置，所述数据采集装置与控制装置输入端连接，控制装置输出端连接有信息发射装置和显示装置，所述电容器组切投电路部分包括至少一组电容器组。电容器组经切投电路与母线连接。所述切投电路中设有信号接收装置。采用无触点的大功率晶闸管做为电容器组的切投控制开关，解决了传统利用机械式开关和接触器投切电容器的方式会电容器在投切过程中，因为涌流而产生谐波，对电力系统的供电质量造成不利影响的问题。采用在控制器输出端增加显示终端，方便现场操作人员在检修等情况下随时观察。
文档编号H02J3/18GK202218022SQ20112038933
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者刘俊艳, 张改华, 谢可鸿, 贾保辉, 陈林, 骆强, 鲍学良 申请人:聊城华瑞电气有限公司