专利名称：一种无功补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电网无功补偿领域，尤其涉及一种无功补偿装置。
背景技术：
电网中的交流电在通过纯电阻的时候，电能都转换成了热能，而在通过纯容性或者纯感性负载的时候，并不做功，也即没有电能消耗，即无功功率。当然实际负载不可能为纯容性负载或者纯感性负载，一般都是混合性负载，这样电流在通过负载时就有部分电能不做功，此时的功率因数小于I。为了降低变压器及输送线路的损耗，提高电网的功率因数，改善供电环境，一般会在电网中并联一个无功补偿装置来补偿用户母线的基波无功及谐波。但是，传统的无功补偿装置以可编程阵列逻辑和通用阵列逻辑为核心控制器件，不仅成本高，功耗大，工作效率低，而且可扩展性差，存储容量小，无法满足灵活柔性交流输电系统(FACTS)发展的需要。
实用新型内容针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种无功补偿装置，其并联于电网中，能自动补偿电网系统所需无功功率，不仅功耗低，补偿效率高，而且存储容量大，成本低。为达此目的，本实用新型采用以下技术方案一种无功补偿装置，其包括信号采样装置、模数转换器、复杂可编程逻辑器件、存储器、功率驱动板及功率单元；所述信号采样装置与电网连接，用于通过霍尔电流传感器和霍尔电压传感器采集电网的电流信号和电压信号，输出给模数转换器；所述模数转换器与信号采样装置连接，用于将收到的所述电流信号和电压信号转换为数字信息，输出给复杂可编程逻辑器件；所述复杂可编程逻辑器件与模数转换器连接，用于分析所述数字信息进行，获得无功功率信息，并根据该无功功率信息向功率驱动板输出驱动信号；所述存储器与复杂可编程逻辑器件连接，用于对存储复杂可编程逻辑器件输入的所有数据；所述功率驱动板与复杂可编程逻辑器件连接，用于对收到的所述驱动信号进行编码，生成触发脉冲信号，并输出给功率单元，控制功率单元中开关器件的开通与关断；所述功率单元与功率驱动板连接，用于通过所述功率器件的开通与关断，生成所需的补偿电流，输出给电网。特别地，所述功率单元中开关器件为绝缘栅双极性晶体管。特别地，所述无功补偿装置还包括串行通讯装置，与复杂可编程逻辑器件，用于完成无功补偿装置与监控台之间的数据传输。本实用新型并联于电网中，补偿电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿电网系统所需无功功率，不仅功耗低，补偿效率高，而且存储容量大，成本低。
图1为本实用新型实施例提供的无功补偿装置结构图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。请参照图1所示，图1为本实用新型实施例提供的无功补偿装置结构图。本实施例中无功补偿装置包括信号采样装置1、模数转换器2、复杂可编程逻辑器件(CPLD) 3、存储器4、功率驱动板5、功率单元6及串行通讯装置7。所述信号采样装置I与电网连接，用于通过霍尔电流传感器和霍尔电压传感器采集电网的电流信号和电压信号，输出给模数转换器2。为了能够精确的对电网完成无功补偿，信号采样装置I将通过霍尔电流传感器和霍尔电压传感器对电网电压、电网电流进行实时检测。所述模数转换器2与信号采样装置I连接，用于将收到的所述电流信号和电压信号转换为数字信息，输出给复杂可编程逻辑器件。模数转换器2将收到的所述电流信号和电压信号转换为数字信息后，就可以通过复杂可编程逻辑器件对其进行数字处理。所述复杂可编程逻辑器件与模数转换器2连接，用于分析所述数字信息进行，获得无功功率信息，并根据该无功功率信息向功率驱动板5输出驱动信号。复杂可编程逻辑器件将根据数字信息中的电网电流和电网电压迅速计算出无功功率，并依此计算出功率单兀6输出电压的移相角，并在一定时刻向功率驱动板5输出驱动信号。本实施例中复杂可编程逻辑器件选用Altera公司生产的MAXII系列的EPM1270T144C5，其支持用户在器件工作时对闪存配置进行更新，支持多种双端I/O (输入/输出)接口标准，而且成本低，功耗低。所述存储器4与复杂可编程逻辑器件连接，用于对存储复杂可编程逻辑器件输入的所有数据。本实施例中存储器4选用容量为8Kbits的闪存(Flash)，拥有足够的容量存储复杂可编程逻辑器件运算的相关数据结果。所述功率驱动板5与复杂可编程逻辑器件连接，用于对收到的所述驱动信号进行编码，生成触发脉冲信号，并输出给功率单元6，控制功率单元6中开关器件的开通与关断。所述功率单元6与功率驱动板5连接，用于通过所述功率器件的开通与关断，生成所需的补偿电流，输出给电网。本实施例中功率器件选用绝缘栅双极性晶体管，其开关速度快，易于控制。功率单元6为由绝缘栅双极性晶体管构成的逆变器。所述串行通讯装置7与复杂可编程逻辑器件连接，用于完成无功补偿装置与监控台之间的数据传输。该串行通讯装置7通过RS232接口完成与监控台之间的数据传输，将无功补偿装置的部分参数输入监控台显示，同时也可以通过串行通讯装置7将监控台的控制信息输入无功补偿装置。本实用新型并联于电网中，补偿电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿电网系统所需无功功率，不仅功耗低，补偿效率高，而且存储容量大，成本低。上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种无功补偿装置，其特征在于，包括:信号采样装置、模数转换器、复杂可编程逻辑器件、存储器、功率驱动板及功率单元； 所述信号采样装置与电网连接，用于通过霍尔电流传感器和霍尔电压传感器采集电网的电流信号和电 压信号，输出给模数转换器； 所述模数转换器与信号采样装置连接，用于将收到的所述电流信号和电压信号转换为数字信息，输出给复杂可编程逻辑器件； 所述复杂可编程逻辑器件与模数转换器连接，用于分析所述数字信息进行，获得无功功率信息，并根据该无功功率信息向功率驱动板输出驱动信号； 所述存储器与复杂可编程逻辑器件连接，用于对存储复杂可编程逻辑器件输入的所有数据； 所述功率驱动板与复杂可编程逻辑器件连接，用于对收到的所述驱动信号进行编码，生成触发脉冲信号，并输出给功率单元，控制功率单元中开关器件的开通与关断； 所述功率单元与功率驱动板连接，用于通过所述功率器件的开通与关断，生成所需的补偿电流，输出给电网。
2.根据权利要求1所述的无功补偿装置，其特征在于，所述功率单元中开关器件为绝缘栅双极性晶体管。
3.根据权利要求2所述的无功补偿装置，其特征在于，还包括串行通讯装置，与复杂可编程逻辑器件，用于完成无功补偿装置与监控台之间的数据传输。
专利摘要本实用新型公开一种无功补偿装置，其包括信号采样装置、模数转换器、复杂可编程逻辑器件、存储器、功率驱动板及功率单元。所述信号采样装置与电网连接，所述模数转换器与信号采样装置连接，所述复杂可编程逻辑器件与模数转换器连接，所述存储器与复杂可编程逻辑器件连接，所述功率驱动板与复杂可编程逻辑器件连接，所述功率单元与功率驱动板连接。本实用新型并联于电网中，能自动补偿电网系统所需无功功率，不仅功耗低，补偿效率高，而且存储容量大，成本低。
文档编号H02J3/18GK202917982SQ20122059110
公开日2013年5月1日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者王国华, 许明君, 许锡海, 谷霄飞 申请人:无锡市锡容电力电器有限公司