专利名称：一种基于tsc的高压配电网络的无功补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电カ输送装置技术领域，具体涉及ー种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置。
背景技术：
高压无功补偿装置可有效地达到平衡高压输配电网中的无功，提高功率因数，降低网损、改善电压质量、防止电压崩溃，是不可缺少的节能设备。高压无功补偿器可应用于对大型冲击性、快速周期变化、不平衡、非线性负载(如电气化鉄路、电弧炉、轧钢机、矿井卷扬机、炼钢厂、大中型煤矿等)的动态无功补偿领域。但目前投入运行的设备大多功能不全，在许多需要进行动态无功补偿的应用场合(如炼钢厂、大中型煤矿等)安全可靠性不高，给用户的设备带来严重的威胁。我国早期采用的机械投切电容器或电抗器会造成较大的冲击，且惯性大，动作时间在秒级，满足不了电力系统对快速性的要求。基于晶闸管的补偿装置不需要体积大的电カ电容器与电抗器，调节速度快(可达IOms级)，可以做成模块结构，快速平滑调节无功功率。但由于晶闸管控制电抗器(简称TCR)在工作中产生的感性无功电流会被固定电容中的容性无功电流抵消掉，容易造成器件和容量的浪费，造成很大经济损失。
实用新型内容为了解决现有高压无功补偿装置存在的由于TCR在工作中产生的感性无功电流会被固定电容中的容性无功电流抵消掉，容易造成器件和容量的浪费的问题，本实用新型提供一种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置。本实用新型包括电源电路、控制电路、检测电路、触发电路和晶闸管投切电容器电路；电源电路为检测电路、控制电路和触发电路提供工作电源，检测电路的检测信号输出端与控制电路的控制信号输入端相连，所述控制电路的控制信号输出端通过光纤与触发电路的触发信号输入端相连，所述触发电路的触发信号输出端与晶闸管投切电容器电路的触发信号输入端相连，所述晶闸管投切电容器电路的第一信号输出端与检测电路的检测信号输入端相连，晶闸管投切电容器电路的第二信号输出端与母线电压输入端相连。晶闸管投切电容器缩写为TSC，将TSC技术运用于高压输电系统中，避免了谐波污染问题，且损耗小，可改善系统的暂态响应，抑制电压振荡，提高线路输送有功的能力，特别是由于它的快速反应，使其能对故障引起的系统扰动提供较好的阻尼，减小了器件和容量的浪费，有效保护了电カ设备，改善了电网质量，使电网能安全，稳定运行，其积木式结构便于安装、维护和运输。
图1是本实用新型的电气元件连接示意图，[0009]图2是本实用新型所述的检测电路的电气连接示意图，图3是具体实施方式
三所述的晶闸管投切电容器电路的电气连接示意图，图4是具体实施方式
五所述的晶闸管投切电容器电路的电气连接示意图，图5是具体实施方式
六所述的晶闸管投切电容器电路的电气连接示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一:參见图1说明本实施方式，本实施方式所述的ー种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置，它包括电源电路1、控制电路2、检测电路3、触发电路4和晶闸管投切电容器电路5;电源电路I为检测电路3、控制电路2和触发电路4提供工作电源，检测电路3的检测信号输出端与控制电路2的控制信号输入端相连，所述控制电路2的控制信号输出端通过光纤与触发电路4的触发信号输入端相连，所述触发电路4的触发信号输出端与晶闸管投切电容器电路5的触发信号输入端相连,所述晶闸管投切电容器电路5的第一信号输出端与检测电路3的检测信号输入端相连，晶闸管投切电容器电路5的第二信号输出端与母线电压输入端相连。本实施方式中的控制电路2可以采用多CPU架构，例如可采用DSP和FPGA实现。DSP对系统的采样信号进行分析处理，经过对无功功率及功率因数的双重控制，确定TSC设备中的电容器组的投入或切除，实现电容器组的智能综合控制，可最大程度地利用补偿设备提高电网的功率因数、不发生过补偿、无投切振荡和无冲击投切；FPGA通过检测电容器组的电压可以检测到补偿电容器的正常工作状态，短路状态，断路状态，确保晶闸管阀组在无故障的情况下正确投切电容器组，当出现故障吋，FPGA闭锁DSP发出的投切信号，保证装置的安全运行，配合DSP更加可靠有效的工作。触发电路4采用强触发技术保证晶闸管阀组工作稳定。所述的触发电路4通过光纤传输电路得到控制电路2的命令，并对晶闸管进行触发和切除，从而可靠地投切电容器。具体方式ニ:參见图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一所述的ー种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置的不同点在于，所述检测电路3包括电压互感器、光耦隔离电路和电压转换电路，晶闸管投切电容器电路5的检测信号输出端与电压互感器的电压信号输入端相连，电压互感器的电压信号输出端与光耦隔离电路的电压信号输入端相连，光耦隔离电路的电压信号输出端与电压转换电路的电压信号输入端相连，电压转换电路的电流信号输出端通过光纤与控制电路2的控制信号输入端相连。本实施方式中将电压转换为电流是由于电流信号抗干扰性强，利用光纤传输，实现了检测电路3高低压的电气隔离。
具体实施方式
三:參见图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一所述的一种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置的不同点在于，所述的晶闸管投切电容器电路5包括吸收电路5-1，晶闸管电路5-2、电抗器5-3和电カ电容器5-4，所述晶闸管电路5-2、电抗器5-3和电カ电容器5-4串联连接，吸收电路5_1并联在晶闸管电路5-2的两侧。本实施方式所述吸收电路用于缓冲晶闸管开或关时产生的高脉冲电压和电流，有效的保护了晶闸管电路，电抗器使得系统免受谐波放大及谐振的危害，同时可保护电容器免受过电流烧毁又可以滤除部分谐波。
具体实施方式
四:本实施方式与具体实施方式
三所述的ー种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置的不同点在于，所述的吸收单元5-1包括吸收电容C和电阻R，吸收电容C和电阻R串联。
具体实施方式
五:參见图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
三所述的一种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置的不同点在于，所述的晶闸管电路5-2由两个反向并联的晶闸管组组成，每个晶闸管组由m个晶闸管串联构成，其中，m为自然数。m个晶闸管串联构成的等效晶闸管电压等级能轻松的满足要求，且成本低。
具体实施方式
六:參见图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
三所述的一种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置的不同点在于，所述的晶闸管电路5-2由P个晶闸管功率単元串联构成，每个晶闸管晶闸管功率単元由两个反向井联的晶闸管构成，其中，P为自然数。利用本实施方式所述的反并联双向晶闸管组构成的交流无触点开关将电容器投入到电网上或从电网切除。
权利要求1.一种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置，其特征在于，它包括电源电路(I)、控制电路(2)、检测电路(3)、触发电路⑷和晶闸管投切电容器电路(5)； 电源电路⑴为检测电路(3)、控制电路⑵和触发电路⑷提供工作电源，检测电路(3)的检测信号输出端与控制电路⑵的控制信号输入端相连，所述控制电路⑵的控制信号输出端通过光纤与触发电路(4)的触发信号输入端相连，所述触发电路(4)的触发信号输出端与晶闸管投切电容器电路(5)的触发信号输入端相连，所述晶闸管投切电容器电路(5)的第一信号输出端与检测电路(3)的检测信号输入端相连，晶闸管投切电容器电路(5)的第二信号输出端与母线电压输入端相连。
2.根据权利要求1所述的ー种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置，其特征在干，所述检测电路(3)包括电压互感器、光耦隔离电路和电压转换电路， 晶闸管投切电容器电路(5)的检测信号输出端与电压互感器的电压信号输入端相连，电压互感器的电压信号输出端与光耦隔离电路的电压信号输入端相连，光耦隔离电路的电压信号输出端与电压转换电路的电压信号输入端相连，电压转换电路的电流信号输出端通过光纤与控制电路(2)的控制信号输入端相连。
3.根据权利要求1所述的ー种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置，其特征在干，所述的晶闸管投切电容器电路(5)包括吸收电路(5-1)，晶闸管电路(5-2)、电抗器(5-3)和电カ电容器(5-4), 所述晶闸管电路(5-2)、电抗器(5-3)和电カ电容器(5-4)串联连接，吸收电路(5-1)并联在晶闸管电路(5-2)的两侧。
4.根据权利要求3所述的ー种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置，其特征在干，所述的吸收单元(5-1)包括吸收电容C和电阻R，吸收电容C和电阻R串联。
5.根据权利要求3所述的ー种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置，其特征在干，所述的晶闸管电路(5-2)由两个反向并联的晶闸管组组成，每个晶闸管组由m个晶闸管串联构成，其中，m为自然数。
6.根据权利要求3所述的ー种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置，其特征在干，所述的晶闸管电路(5-2)由p个晶闸管晶闸管功率単元串联构成，每个晶闸管晶闸管功率単元由两个反向井联的晶闸管构成，其中，P为自然数。
专利摘要一种基于TSC的高压配电网络的无功补偿装置，属于电力输送装置技术领域。本实用新型解决了现有高压无功补偿装置存在的由于TCR在工作中产生的感性无功电流会被固定电容中的容性无功电流抵消掉，容易造成器件和容量的浪费的问题。本实用新型中的电源电路为检测电路、控制电路和触发电路提供工作电源，检测电路的检测信号输出端与控制电路的控制信号输入端相连，所述控制电路的控制信号输出端通过光纤与触发电路的触发信号输入端相连，所述触发电路的触发信号输出端与晶闸管投切电容器电路的触发信号输入端相连，所述晶闸管投切电容器电路的第一信号输出端与检测电路的检测信号输入端相连。本实用新型适用于高压配电网络的电力输送。
文档编号H02J3/01GK202957610SQ20122073379
公开日2013年5月29日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者李国勇 申请人:李国勇