专利名称：三相自动平衡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力电子技术领域的一种三相自动平衡无功同步补偿装置。
背景技术：
目前电力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，也不能增加变压器的出力。
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三相自动平衡无功同步补偿装置，其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。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三相自动平衡无功同步补偿装置，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。优选的，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。优选的，所述机柜单元还包括快速熔断器，其与控制器件组串联。优选的，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。尤为优选的，所述控制模块采用DSP控制器。[0010]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参数，控制系统的运行状态。功率因数控制器采集高压端的电流、电压等参数数据，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，本实用新型的有益效果在于I)、提高变压器、大电流线路利用率，增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、弱相状况。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，改善了系统电气参数，提高了产品质量。5)、驱动装置结构简单，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为本实用新型一较佳实施例中三相自动平衡无功同步补偿装置的结构图；图2为图I中三相自动平衡无功同步补偿装置机柜的电路图；图3为图I中三相自动平衡无功同步补偿装置驱动装置的原理框图。
具体实施方式
参阅图1-3，该三相自动平衡无功同步补偿装置包括计算机系统1，总线通讯单元2，MODBUS总线3，功率因数控制器4，电压电流变送器5，触摸屏6，机柜8，综合电能变送器9，过电压保护器10，进线隔离开关11，快速熔断器12，控制器件组13，电容14，出线隔离开关15，控制模块16，A相驱动模块17a，B相驱动模块17b，C相驱动模块17c，控制器件18 ；其计算机系统I通过总线通讯单元2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4、触摸屏6和三个机柜8，通过MODBUS总线3互相进行连接，每个机柜8包括综合电能变送器9、电压电流变送器5、过电压保护器10、进线隔离开关11、快速熔断器12、控制器件组13、电容14、出线隔离开关15组成。综合电能变送器9、电压电流变送器5设置在线路之上，过电压保护器10并联在线路上，进线隔离开关11、快速熔断器12、控制器件组13、电容14、出线隔离开关15串联，然后并联在线路上。综合电能变送器9、电压电流变送器5分别采集系统的电量、电压、电流等数据，通过MODBUS总线3发送给计算机系统I和触摸屏6，计算机系统I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6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参数，控制系统的运行状态。功率因数控制器4采集高压端的电流、电压等参数数据，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14进行功率补偿。过电压保护器10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。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。以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。
权利要求1.一种三相自动平衡无功同步补偿装置，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所述的三相自动平衡无功同步补偿装置，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所述的三相自动平衡无功同步补偿装置，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所述的三相自动平衡无功同步补偿装置，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所述的三相自动平衡无功同步补偿装置，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三相自动平衡无功同步补偿装置，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。本新型提高功率因数，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H02J3/26GK202663126SQ20122018562
公开日2013年1月9日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者赵剑锋, 余贻鑫, 韩英铎 申请人:苏州汉风科技发展有限公司