专利名称：低压三相动态无功同步补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型特别涉及电カ电子技术领域的一种低压三相动态无功同步补偿装置。
背景技术：
目前电カ等领域多采用在高压端进行无功补偿的方法来解决大型负载设备大损耗的问题，但是，高压补偿仅仅是提高了高压侧的功率因数，由于低压端短网系统的巨大的感抗所产生的无功功率依然在短网系统中流动，同时三相不平衡是由于短网的强相(短网较短故感抗较小、所以损耗较小，输出较大故名强相)和弱相造成的，因此高压补偿不能解决三相平衡的问题，也没有达到抵消短网系统无功、提高低压端功率因数的作用，由于短网的感抗占整个系统感抗的70%以上，所以不能降低低压端的损耗，也不能増加变压器的出力。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对以上技术问题提供一种低压三相动态无功同步补偿装置，其可有效补偿无功功率，提高功率因数，減少闪变、消除涌流、抑制三相不平衡、維持输电系统稳定性，节约能源。为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案一种低压三相动态无功同步补偿装置，其特征在于，它包括计算机系统、复数组单相无功补偿控制単元和人机控制界面，其中，计算机系统通过总线通讯单元分别与各単相无功补偿控制单元连接，且每ー单相无功补偿控制単元包括功率因数控制器、触摸屏和复数机柜单元，每ー机柜单元包括综合电能变送器、电压电流变送器、过电压保护器、进线隔离开关、控制器件组、电容、出线隔离开关，综合电能变送器、电压电流变送器设置在线路之上，过电压保护器并联在线路上，进线隔离开关、快速熔断器、控制器件组、电容、出线隔离开关串联，然后并联在线路上，所述控制器件组由复数IGCT、IGBT或IEGT模块组成。进ー步的讲,所述姆ー单相无功补偿控制单元通过MODBUS总线与总线通讯单元连接。所述机柜单元还包括快速熔断器，其与控制器件组串联。所述控制器件组由驱动装置驱动，所述驱动装置包括控制模块、A相驱动模块、B相驱动模块、C相驱动模块；所述A相驱动模块、B相驱动模块和C相驱动模块均与控制模块连接；所述的A相驱动模块、B相驱动模块和C相驱动模块分别驱动2个以上所述控制器件；所述的A相驱动模块、B相驱动模块和C相驱动模块两两连接。所述控制模块采用DSP控制器。综合电能变送器、电压电流变送器分别采集系统的电量、电压、电流等数据，通过MODBUS总线发送给计算机系统和触摸屏，计算机系统对数据进行计算、分析，显示分析结果并进行保存，方便监控和数据记录；触摸屏对数据进行分析计算，并显示运行状态，同时可以用触摸屏设置相应參数，控制系统的运行状态。功率因数控制器采集高压端的电流、电压等參数数据，并进行分析计算，然后根据具体情况对控制器件组进行相应的控制，从而控制电容进行功率补偿。过电压保护器对单相无功补偿控制系统进行过电压保护。当系统出现故障维修时，断开进线隔离开关和出线隔离开关，进行维修，保障安全。快速熔断器与控制器件组串联对控制器件组起到保护作用。A相、B相、C相驱动模块将来自控制模块的PWM开关控制信号做功率放大以驱动控制器件，其工作过程如下将控制器件过流信号送往控制模块；当控制器件过流时，关闭控制器件，上、下桥臂的两个控制器件开关信号互锁，防止同时导通。与现有技术相比，本实用新型的优点至少在于 I)、提高变压器、大电流线路利用率，増加冶炼有效输入功率。将补偿点前移至短网，就地补偿短网的大量无功消耗，提高电源输入电压、提高变压器的出力、增加冶炼有效输入功率。2)、不平衡补偿，改善三相的强、弱相状況。由于三相短网布置和炉体、炉料等总是不平衡的，三相不同的电压降、不同的功率，就导致了强、弱相现象的形成。采取单相并联的方式进行无功补偿，综合调节各相补偿容量，使三相电极的有效工作电压一致、平衡电极电压、均衡三相吃料，改善三相的强、弱相状况，达到增产、降耗的目的。3)、降低高次谐波，减少谐波对整个供电设备的危害，减小变压器及网络附加损耗。4)、提高了电能质量，改善了系统电气參数，提高了产品质量。5)、驱动装置结构简単，能根据控制模块送来的PWM开关控制信号做功率放大以驱动控制器件工作；由于该驱动能实现上、下桥臂的两个控制器件开关信号互锁，防止其同时导通。
图I为低压三相动态无功同步补偿装置的结构图；图2为低压三相动态无功同步补偿装置机柜电路图；图3为驱动装置的原理框图；图中各附图标记及其指示的组件分别为1计算机系统、2总线通讯单元、3M0DBUS总线、4功率因数控制器、电压电流变送器、6触摸屏、8机柜、9综合电能变送器、10过电压保护器、11进线隔离开关、12快速熔断器、13控制器件组、14电容、15出线隔离开关、16控制模块、17a A相驱动模块、17bB相驱动模块、17c C相驱动模块、18控制器件。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
和附图对本实用新型作进ー步说明。參阅图1-3，该低压三相动态无功同步补偿装置，其计算机系统通过总线通讯单元分别与三组单相无功补偿控制系统连接，每个单相无功补偿控制系统有功率因数控制器、触摸屏和三个机拒，通过M0DBU$总线互相进行连接，每个机柜包括综合电能变送器、电压电流变送器、过电压保护器、进线隔离开关、快速熔断器、控制器件组、电容、出线隔离开关组成。综合电能变送器、电压电流变送器设置在线路之上，过电压保护器并联在线路上，进线隔离开关、快速熔断器、控制器件组、电容、出线隔离开关串联，然后并联在线路上。综合电能变送器、电压电流变送器分别采集系统的电量、电压、电流等数据，通过MODBUS总线发送给计算机系统和触摸屏，计算机系统对数据进行计算、分析，显示分析结果并进行保存，方便监控和数据记录；触摸屏对数据进行分析计算，并显示运行状态，同时可以用触摸屏设置相应參数，控 制系统的运行状态。功率因数控制器采集高压端的电流、电压等參数数据，并进行分析计算，然后根据具体情况对控制器件组进行相应的控制，从而控制电容进行功率补偿。过电压保护器对单相无功补偿控制系统进行过电压保护。当系统出现故障维修时，断开进线隔离开关和出线隔离开关，进行维修，保障安全。快速熔断器与控制器件组串联对控制器件组起到保护作用。实用新型的技术优势主要体现在以下几个方面I)、提高变压器、大电流线路利用率，増加有效输入功率。由于提高了变压器的载荷能力，变压器输入的功率増大，实现增产降耗。2)、不平衡补偿，改善三相的强、弱相状況。由于三相短网布置，三相不同的电压降、不同的功率，就导致了强、弱相现象的形成。采取单相并联的方式进行无功补偿，综合调节各相补偿容量，使三相电极的有效工作电压一致、平衡电极电压、均衡三相吃料，改善三相的强、弱相状况，达到增产、降耗的目的。3)、降低高次谐波，减少谐波对整个供电设备的危害，减小变压器及网络附加损耗。4)、提高了电能质量，改善了系统电气參数，提高了产品质量。本实用新型具有以下显著特点三相分别补偿，降低三相不平衡度，有效增产降耗。极大改善电压跌落和闪变。任何时刻实现自由投切。投切可靠性高，投切开关无故障投切次数可以达到几百万次。是普通开关寿命的几十倍。由于采用大功率电子元器件投切，抗冲击性好，可以达到数十倍的过电流冲击而无损坏。投入无涌流，切除无过电压。具有高度的可靠性，可实现免维护以及无人值守。先进的无快熔保护设计，最大限度避免了电容器以及电子开关的损坏。显著提高供电系统利用率。前述控制器件组由若干IGBT模块组成，其由IGBT驱动装置驱动，该驱动装置包括DSP控制器、A相IGBT驱动模块、B相IGBT驱动模块、C相IGBT驱动模块；所述的A相IGBT驱动模块、B相IGBT驱动模块和C相IGBT驱动模块均与DSP控制器连接；所述的A相IGBT驱动模块、B相IGBT驱动模块和C相IGBT驱动模块分别驱动2个所述的IGBT ;所述的A相IGBT驱动模块、B相IGBT驱动模块和C相IGBT驱动模块两两连接；所述的A相IGBT驱动模块、B相IGBT驱动模块和C相IGBT驱动模块均采用M57962L型驱动模块。[0047]本实用新型响应迅速，可同时对谐波和无功功率进行补偿运行范围宽，可靠性高，功耗低，噪声小，占地省，不会引起谐振短路。权利要求1.一种低压三相动态无功同步补偿装置，其特征在于，它包括计算机系统、复数组单相无功补偿控制单元和人机控制界面，其中，计算机系统通过总线通讯单元分别与各单相无功补偿控制单元连接，且每一单相无功补偿控制单元包括功率因数控制器、触摸屏和复数机柜单元，每一机柜单元包括综合电能变送器、电压电流变送器、过电压保护器、进线隔离开关、控制器件组、电容、出线隔离开关，综合电能变送器、电压电流变送器设置在线路之上，过电压保护器并联在线路上，进线隔离开关、快速熔断器、控制器件组、电容、出线隔离开关串联，然后并联在线路上，所述控制器件组由复数IGCT、IGBT或IEGT模块组成。
2.根据权利要求I所述的低压三相动态无功同步补偿装置，其特征在于，所述每一单相无功补偿控制单元通过MODBUS总线与总线通讯单元连接。
3.根据权利要求I所述的低压三相动态无功同步补偿装置，其特征在于，所述机柜单元还包括快速熔断器，其与控制器件组串联。
4.根据权利要求I所述的低压三相动态无功同步补偿装置，其特征在于，所述控制器件组由驱动装置驱动，所述驱动装置包括控制模块、A相驱动模块、B相驱动模块、C相驱动模块；所述A相驱动模块、B相驱动模块和C相驱动模块均与控制模块连接；所述的A相驱动模块、B相驱动模块和C相驱动模块分别驱动2个以上所述控制器件；所述的A相驱动模块、B相驱动模块和C相驱动模块两两连接。
5.根据权利要求4所述的低压三相动态无功同步补偿装置，其特征在于，所述控制模块采用DSP控制器。
专利摘要本实用新型公开了一种低压三相动态无功同步补偿装置，它包括计算机系统、复数组单相无功补偿控制单元和人机控制界面，其中，计算机系统通过总线通讯单元分别与各单相无功补偿控制单元连接，且每一单相无功补偿控制单元包括功率因数控制器、触摸屏和复数机柜单元，每一机柜单元包括综合电能变送器、电压电流变送器、过电压保护器、进线隔离开关、控制器件组、电容、出线隔离开关，综合电能变送器、电压电流变送器设置在线路之上，过电压保护器并联在线路上，进线隔离开关、快速熔断器、控制器件组、电容、出线隔离开关串联，然后并联在线路上。本实用新型可有效补偿无功功率，提高功率因数，减少闪变、消除涌流、抑制三相不平衡、维持输电系统稳定性，节约能源。
文档编号H02J3/18GK202395463SQ201120570818
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者文劲余, 郑建勇, 陈飞, 高留民 申请人:苏州汉风科技发展有限公司