專利名稱：網(wǎng)絡(luò)化復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
網(wǎng)絡(luò)化復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于低壓配電系統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置，可應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)、樓宇建筑或居民小區(qū)的供配電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無功補(bǔ)償裝置是一種應(yīng)用廣泛的節(jié)能產(chǎn)品。一般用電設(shè)備都呈感性，工作中從電網(wǎng)吸收大量感性無功功率，增大了供電線路中的電流、電壓降和電能損耗，降低了配電設(shè)備的利用率，如果在用電設(shè)備的配電母線處并聯(lián)接入電容器等容性無功補(bǔ)償裝置，就可以減小供電線路的電流，降低損耗，提高配電變壓器的利用率。低壓無功補(bǔ)償裝置目前主要有固定投入的并聯(lián)電容器(FC)、利用接觸器進(jìn)行分組自動(dòng)投切的并聯(lián)電容器組(MSC)、利用晶閘管進(jìn)行分組自動(dòng)投切的并聯(lián)電容器組(TSC)、低壓靜止無功補(bǔ)償器SVC和靜止無功發(fā)生器SVG等。FC的補(bǔ)償容量是固定不變的，可以提高平均功率因數(shù)，往往存在較大的欠補(bǔ)償或過補(bǔ)償；MSC可以自動(dòng)分組投切，能階梯式地自動(dòng)跟蹤負(fù)荷無功變化，補(bǔ)償效果比FC好，但是自動(dòng)投切延時(shí)較長，存在投入涌流和切除電弧的問題，接觸器和電容器易損壞；TSC利用晶閘管靜止開關(guān)，解決了涌流和電弧問題，但仍是階梯式跟蹤；晶閘管可控電抗器TCR具有連續(xù)快速調(diào)節(jié)感性無功的功能，但諧波發(fā)生量大，需要配置一定數(shù)量的濾波裝置；SVG具有連續(xù)快速調(diào)節(jié)感性、容性無功的雙向補(bǔ)償功能，不會(huì)產(chǎn)生諧波，必要時(shí)還可以對諧波進(jìn)行補(bǔ)償，是目前性能最好的無功補(bǔ)償裝置，但相對成本高，性價(jià)比較低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種網(wǎng)絡(luò)化復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，解決目前無功補(bǔ)償裝置的技術(shù)性能與成本之間的矛盾，提高無功補(bǔ)償裝置的性價(jià)比。同時(shí)每一個(gè)TSC和SVG都具有網(wǎng)絡(luò)接口和自治功能，利用CAN總線網(wǎng)絡(luò)將它們連接起來，構(gòu)成一個(gè)具有網(wǎng)絡(luò)化控制和復(fù)合功能的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種網(wǎng)絡(luò)化復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，包括綜合控制器、一組靜止無功發(fā)生器即SVG和多組晶閘管分組投切電容器即TSC，多組TSC包括三相共補(bǔ)TSC支路與分相補(bǔ)償TSC支路；共補(bǔ)TSC支路串有電抗器組成LC調(diào)諧濾波器，分相補(bǔ)償TSC支路串有防諧電抗器；各組TSC有獨(dú)立的控制器即TSC控制器，綜合控制器連接所述SVG和各TSC控制器。優(yōu)選的，SVG、TSC控制器和綜合控制器均具有CAN或RS485網(wǎng)絡(luò)通信接口，綜合控制器通過CAN或RS485網(wǎng)絡(luò)通信接口與TSC控制器和SVG進(jìn)行通信。優(yōu)選的，SVG和每組TSC的容量相同，TSC分級(jí)補(bǔ)償負(fù)荷變化的無功功率，級(jí)間無功補(bǔ)償誤差由SVG來連續(xù)調(diào)節(jié)，SVG雙向補(bǔ)償。優(yōu)選的，TSC與SVG既可以聯(lián)合工作，也可以獨(dú)立運(yùn)行優(yōu)選的，TSC包括一對反向并聯(lián)的晶閘管和與其串聯(lián)的電容器C，每個(gè)電容器都串聯(lián)一個(gè)電抗器Lf。優(yōu)選的，綜合控制器采用帶液晶觸摸顯示屏的人機(jī)終端，所述觸摸顯示屏用于顯示整個(gè)裝置的主接線、開關(guān)位置、測量結(jié)果和工作狀態(tài)；通過液晶觸摸顯示屏輸入投切指令給TSC控制器或SVG，可以直接手動(dòng)控制投切TSC或SVG。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)I.采用復(fù)合結(jié)構(gòu)，在保障無功補(bǔ)償技術(shù)性能的前提下，提高了裝置的性價(jià)比。2.實(shí)現(xiàn)三相低壓配電系統(tǒng)無功功率的動(dòng)態(tài)連續(xù)補(bǔ)償，TSC實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)平穩(wěn)無功的補(bǔ)償，SVG實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化無功的補(bǔ)償；3.功能齊全，可實(shí)現(xiàn)共補(bǔ)、分補(bǔ)和諧波濾波。 4.采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元模塊化和智能自治化，簡化了內(nèi)部單元之間的連接，裝置適應(yīng)性和可擴(kuò)展性強(qiáng)，也有利于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。5. TSC與SVG既可以聯(lián)合，也可以獨(dú)立運(yùn)行，提高了裝置的容錯(cuò)能力和運(yùn)行可靠性。6.采用液晶顯示和觸摸屏的人機(jī)接口，突顯人性化操作，簡明直觀方便。7、可實(shí)現(xiàn)三相不對稱補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)零電壓投切、減小電容器投切過程中的涌流；裝置有過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、失壓、欠壓保護(hù)、過熱保護(hù)、缺相保護(hù)功能和自啟動(dòng)功能；綜合控制器可測量并顯示無功功率、有功功率、功率因數(shù)和電壓等控制參量；可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投切和手動(dòng)投切。

圖I是本實(shí)用新型網(wǎng)絡(luò)化復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的總體原理結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型網(wǎng)絡(luò)化復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的補(bǔ)償原理圖；圖3是具有濾波功能的三相共補(bǔ)TSC結(jié)構(gòu)圖；圖4是具有防止諧波放大功能的分相補(bǔ)償TSC結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述。本實(shí)用新型的原理結(jié)構(gòu)如圖I所示，本實(shí)用新型的復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置包括綜合控制器、一組靜止無功發(fā)生器(SVG)、多組晶閘管分組投切電容器(TSC1、TSC2、TSC3、TSC4)，多組TSC包括三相共補(bǔ)TSC支路與分相補(bǔ)償TSC支路兩種結(jié)構(gòu)。共補(bǔ)TSC支路串有電抗器組成LC調(diào)諧濾波器，兼?zhèn)渲C波濾波功能，分補(bǔ)TSC支路串有防諧電抗器，防止系統(tǒng)諧波放大。各組TSC有獨(dú)立的控制器，綜合控制器連接所述SVG和各TSC控制器。測量母線電流的電流互感器CT信號(hào)及母線電壓信號(hào)直接進(jìn)入綜合控制器。SVG靜止無功發(fā)生器、TSC控制器和綜合控制器均具有CAN或/和RS485網(wǎng)絡(luò)通信接口，綜合控制器通過RS485或CAN總線與TSC控制器及SVG靜止無功發(fā)生器進(jìn)行通信，主要作用是向TSC控制器發(fā)送控制指令，以及接收TSC控制器及SVG靜止無功發(fā)生器返回的信息；綜合控制器檢測系統(tǒng)母線電壓、電流，計(jì)算系統(tǒng)無功功率、有功功率、功率因數(shù)及無功補(bǔ)償量，向TSC控制器發(fā)送投切控制指令，啟動(dòng)SVG靜止無功發(fā)生器工作，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投切和手動(dòng)投切；TSC控制器接收綜合控制器命令，完成電容器組的投切及過流保護(hù)；SVG靜止無功發(fā)生器實(shí)現(xiàn)連續(xù)雙向無功補(bǔ)償。通過網(wǎng)絡(luò)將三者有機(jī)聯(lián)系起來。此外，綜合控制器和SVG靜止無功發(fā)生器還具有過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、失壓、欠壓保護(hù)、過熱保護(hù)、缺相保護(hù)功能和自啟動(dòng)功能。TSC控制器通過控制一對反向并聯(lián)的晶閘管的導(dǎo)通或關(guān)斷來投入或切除與其串聯(lián)的電容器C，每個(gè)電容器都串聯(lián)一個(gè)電抗器Lf。TSC分級(jí)補(bǔ)償負(fù)荷變化的無功功率，級(jí)間無功補(bǔ)償誤差由SVG來連續(xù)調(diào)節(jié)，如圖2所示。本實(shí)用新型的復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置采用等容量設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，SVG和每組TSC的容量相同，SVG雙向補(bǔ)償；TSC分為三相共補(bǔ)與分相補(bǔ)償兩種結(jié)構(gòu)。共補(bǔ)TSC支路串有電抗器組成LC調(diào)諧濾波器，兼?zhèn)渲C波補(bǔ)償功能，如圖3所示；分補(bǔ)TSC支路串有電抗器，防止系統(tǒng)諧波放大，如圖4所示?！0031]在綜合控制器的作用下，SVG可以與TSC聯(lián)合工作或單獨(dú)工作；在TSC出現(xiàn)故障退出后，SVG自動(dòng)轉(zhuǎn)為獨(dú)立工作方式。在綜合控制器的作用下，TSC可以與SVG聯(lián)合工作；在SVG出現(xiàn)故障退出后，TSC自動(dòng)轉(zhuǎn)為獨(dú)立工作方式。綜合控制器采用觸摸屏與液晶顯示相結(jié)合的人機(jī)終端，顯示屏顯示著裝置的主接線、開關(guān)位置、測量結(jié)果和工作狀態(tài)。通過觸摸可以直接控制投切TSC單元或SVG。除前文所述綜合控制器和SVG靜止無功發(fā)生器已具備的各種保護(hù)功能外，本實(shí)用新型的復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置還采用空氣開關(guān)進(jìn)行通電控制及短路保護(hù)，采用快速熔斷器進(jìn)行過流保護(hù)，采用避雷器進(jìn)行系統(tǒng)過電壓保護(hù)。盡管上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種網(wǎng)絡(luò)化復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括綜合控制器、一組靜止無功發(fā)生器即SVG和多組晶閘管分組投切電容器即TSC，多組TSC包括三相共補(bǔ)TSC支路與分相補(bǔ)償TSC支路；共補(bǔ)TSC支路串有電抗器組成LC調(diào)諧濾波器，分相補(bǔ)償TSC支路串有防諧電抗器；各組TSC有獨(dú)立的控制器即TSC控制器，綜合控制器連接所述SVG和各TSC控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種網(wǎng)絡(luò)化復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，SVG、TSC控制器和綜合控制器均具有CAN或RS485網(wǎng)絡(luò)通信接口，綜合控制器通過CAN或RS485網(wǎng)絡(luò)通信接口與TSC控制器及SVG進(jìn)行通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種網(wǎng)絡(luò)化復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，SVG和每組TSC的容量相同，TSC分級(jí)補(bǔ)償負(fù)荷變化的無功功率，級(jí)間無功補(bǔ)償誤差由SVG來連續(xù)調(diào)節(jié)，SVG雙向補(bǔ)償。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種網(wǎng)絡(luò)化復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，綜合控制器控制SVG與TSC聯(lián)合工作，或在TSC出現(xiàn)故障退出后，SVG自動(dòng)轉(zhuǎn)為獨(dú)立工作方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種網(wǎng)絡(luò)化復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，綜合控制器控制TSC與SVG聯(lián)合工作，或在SVG出現(xiàn)故障退出后，TSC自動(dòng)轉(zhuǎn)為獨(dú)立工作方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種網(wǎng)絡(luò)化復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，TSC包括一對反向并聯(lián)的晶閘管和與其串聯(lián)的電容器C,每個(gè)電容器C都串聯(lián)一個(gè)電抗器Lf。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種網(wǎng)絡(luò)化復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，綜合控制器采用帶液晶觸摸顯示屏的人機(jī)終端，所述觸摸顯示屏用于顯示整個(gè)裝置的主接線、開關(guān)位置、測量結(jié)果和工作狀態(tài)；通過液晶觸摸顯示屏輸入投切指令給TSC控制器或SVG控制投切TSC或SVG。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種網(wǎng)絡(luò)化復(fù)合型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，包括綜合控制器、一組SVG和多組TSC，多組TSC包括三相共補(bǔ)TSC支路與分相補(bǔ)償TSC支路；共補(bǔ)TSC支路串有電抗器組成LC調(diào)諧濾波器，分相補(bǔ)償TSC支路串有防諧電抗器；各組TSC有獨(dú)立的控制器即TSC控制器，綜合控制器連接所述SVG和各TSC控制器。其具有以下優(yōu)點(diǎn)1.性價(jià)比高；2.實(shí)現(xiàn)三相低壓配電系統(tǒng)無功功率的動(dòng)態(tài)連續(xù)補(bǔ)償，TSC實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)平穩(wěn)無功的補(bǔ)償，SVG實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化無功的補(bǔ)償；3.可實(shí)現(xiàn)共補(bǔ)、分補(bǔ)和諧波濾波；4.適應(yīng)性和可擴(kuò)展性強(qiáng)；5.TSC與SVG既可以聯(lián)合工作，也可以獨(dú)立運(yùn)行；6.采用液晶顯示和觸摸屏的人機(jī)接口，簡明直觀方便。
文檔編號(hào)H02J3/01GK202737471SQ20122036544
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者雷穎, 朱靜, 同向前, 游一民, 殷曉剛, 李羅, 王弋飛, 范偉強(qiáng), 牟京衛(wèi), 戴冬云 申請人:中國西電電氣股份有限公司