專利名稱：自動無級調壓式無功補償裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動無級調壓式無功補償裝置，用于電網和大型電氣設備的無功快速補償。屬于無功補償技術領域。
背景技術：
電網中存在兩大類電氣設備，一是變壓器，二是電動機。變壓器是通過電磁感應原理，把不同電壓系統進行互換改變，從而得到所需的電壓和電流。例如通過降壓變壓器可以把110KV電壓系統降為35KV或IOKV系統，再通過配電變壓器把35KV或IOKV電壓降為我們日常民用的380V/220V電壓系統，從而滿足千家萬戶的用電需求。電動機是工業拖動及控制的主要用電設備，它主要作用是把電能變換為工業生產所需的機械能，工業生產中的電動機所耗電能，約占全國發電量的70%左右。變壓器和電動機要想正常工作，都需要無功。變壓器需無功功率，才能使變壓器一次線圈產生磁場，從而使二次線圈感應出電壓；電動機需要無功功率，建立和維持旋轉磁場，使電機轉子轉動，從而帶動機械運動。無功功率主要用于電路內電場與磁場的交換，在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。凡是有電磁線圈的電氣設備，要建立磁場就要消耗無功功率。用電設備在從電網中吸收有功功率時，同時也從電網中吸收無功功率，如果電網中提供的無功功率不足，用電設備沒有足夠的無功來建立正常的電磁場，這些用電設備就不能正常的發揮額定功率來正常工作。電動機額定功率會下降；變壓器供電能力會減少； 供電線路電壓損失增大和電能損耗增加等。要彌補電網中的無功功率不足，就需要增加額外的無功補償設備。目前最有效、最經濟的補償手段就是采用電容器組來進行無功補償。傳統的無功補償主要有兩種方式1、通過接觸器投入或切除電容器組；2、電容器組固定接入電網中。第一種傳統補償中，電容器容量的增加和減少是靠接觸器投入或切除電容器組來實現的。其缺點主要是電容器容量的改變是有級的，投入或切除對電網有一定沖擊；其次是接觸器投入或切除需要一定時間，故跟不上無功的快速變化(例如，沖床、激光焊接，軋鋼機等設備工作過程中會使無功快速變化)。第二種傳統補償中，電容器容量是固定投入不變化的。其主要缺點是當電網負載過重時，無功補償容量不足，反之，當電網負載較輕時，電網會出現過補。補償容量不足會使電網功率因數下降；補償容量過補會使電網供電能力下降，并影響電網的安全。
發明內容本實用新型的目的在于克服上述傳統補償技術存在的不足而提供一種自動無級調壓式無功補償裝置，它不僅體積小、成本低、結構簡單，通過閉環控制可快速改變電容器容量，而且性能好、可靠性高、使用壽命長。本實用新型的技術方案為本實用新型的自動無級調壓式無功補償裝置包括電容器組及其控制部分，在電容器組接入電網的線路上串聯可調電抗器，可調電抗器包括串聯在電容器組與電網之間的原邊線圈KL1，可調電抗器設副邊控制線圈KL2，副邊控制線圈 KL2的兩端之間接入雙向晶閘管VT，雙向晶閘管VT的控制極與智能控制器ZKQ連接；在電容器組接入電網的線路上設電網無功電流的檢測裝置JC，電網無功電流的檢測裝置JC的輸出與智能控制器ZKQ連接。本實用新型的有益效果在于1、電容器端子上電壓通過閉環控制可自動無級調整，使得電容器組容量在額定容量范圍內可任意改變；2、電容器組容量的變化對電網無任何沖擊；3、能適應電網中快速變化負載的自動跟蹤補償；4、由于電容器組被限制在額定電壓以下工作，故電容器組壽命長，可靠性高。5、適用范圍廣，可取代現有高低壓調諧式無功補償裝置。
圖1是實用新型的電氣原理示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步的描述。圖1是本實用新型的電氣原理示意圖。本實用新型的自動無級調壓式無功補償裝置，在電容器組Cl Cn接入電網 V 的線路上串聯可調電抗器，可調電抗器包括串聯在電容器組與電網之間的原邊線圈KL1，可調電抗器設副邊控制線圈KL2，副邊控制線圈KL2的兩端之間接入雙向晶閘管VT，雙向晶閘管VT的控制極與智能控制器ZKQ連接；在電容器組接入電網的線路上設電網無功電流的檢測裝置JC，電網無功電流的檢測裝置JC的輸出與智能控制器ZKQ連接。圖中QF是斷路器。傳統的電抗器每相僅有一個線圈，電抗器在工廠制造好后，由于鐵芯截面、線圈匝數、鐵芯柱氣隙等已確定，故電抗器電抗值XL不可改變，其電抗器壓降UL基本不變，與之串聯的電容器組端子上的電壓一定，容量也一定。本實用新型在傳統的電抗器每相加裝一個副邊控制線圈KL2，在其首末端上串接一組雙向晶閘管VT，雙向晶閘管VT的導通角開啟的角度不同，副邊控制線圈KL2上流過的電流12大小也不同，使得電抗器原邊線圈KLl上的電流Il產生的主磁通Φπι發生變化，由主磁通Φπι產生的電感Lm發生變化，電抗XL隨之變化，可調電抗器兩端電壓隨之變化，與之串聯的電容器組兩端上的電壓隨之變化，電容器組容量也隨之改變，從而達到調整無功補償容量的目的。雙向晶閘管導通角的開啟調整是由智能控制器ZKQ來完成的。智能控制器ZKQ通過無功電流檢測裝置JC接受無功電流信號，通過微機計算得出功率因數的大小并與設定值進行比較，然后發出信號控制雙向晶閘管導通角的大小。電容器組是由若干單臺電容器C1、C2…Cn并串聯(在容量或電壓需要時)組合而成。在其前端加裝一臺電抗可調的電抗器，配合控制裝置，使之成為自動無級調壓式電容器組。
權利要求1. 一種自動無級調壓式無功補償裝置，包括電容器組及其控制部分，其特征在于在電容器組接入電網的線路上串聯可調電抗器，可調電抗器包括串聯在電容器組與電網之間的原邊線圈KLl，可調電抗器設副邊控制線圈KL2，副邊控制線圈KL2的兩端之間接入雙向晶閘管VT，雙向晶閘管VT的控制極與智能控制器ZKQ連接；在電容器組接入電網的線路上設電網無功電流的檢測裝置JC，電網無功電流的檢測裝置JC的輸出與智能控制器ZKQ連接。
專利摘要本實用新型提供一種自動無級調壓式無功補償裝置，包括電容器組及其控制部分，在電容器組接入電網的線路上串聯可調電抗器，可調電抗器包括串聯在電容器組與電網之間的原邊線圈KL1，可調電抗器設副邊控制線圈KL2，副邊控制線圈KL2的兩端之間接入雙向晶閘管VT，雙向晶閘管VT的控制極與智能控制器ZKQ連接；在電容器組接入電網的線路上設電網無功電流的檢測裝置JC，電網無功電流的檢測裝置JC的輸出與智能控制器ZKQ連接。本實用新型通過閉環控制可自動無級調整電容器組容量，對電網無任何沖擊，能適應電網中快速變化負載的自動跟蹤補償；電容器組壽命長，可靠性高，可用于電網和大型電氣設備的無功快速補償。
文檔編號H02J3/18GK202309082SQ20112037842
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者羅文周, 胡益勝 申請人:武漢伏特克電氣工程有限公司