一種無功補償裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無功補償裝置，包括電源引出線組、電壓指示電路、電流采集電路、若干組LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、電源回輸線組和控制器；電壓指示電路的兩端與兩根電源引出線電連接；電流采集電路與一根電源引出線連接；若干組LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)對應并聯(lián)連接在電源引出線組上，且每組LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括LC能量轉(zhuǎn)換電路、電抗和可控硅控制電路；電壓指示電路、電流采集電路和可控硅控制電路與控制器信號連接。本發(fā)明所述的無功補償裝置，通過對輸送線路電流信號的采樣、控制器對無功當量的計算以及LC系統(tǒng)對無功功率的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了對諧波的快速治理和對LC系統(tǒng)的快速投切，凈化了電網(wǎng)，延長了用電器的使用壽命。
【專利說明】
一種無功補償裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于無功補償技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種無功補償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]乳機采用可控硅直流調(diào)速裝置，三五七次諧波成分較大，對電網(wǎng)有很大影響，導致變壓器及母排發(fā)熱嚴重，為了減少設(shè)備啟動運行中電流沖擊過大和無功損耗的問題，我廠進行了改造，將電流進行采樣輸送到控制器計算無功當量，然后輸送到無觸點功率單元系統(tǒng)，通過LC系統(tǒng)使無功損壞減少到最小，治理了諧波。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種無功補償裝置，以實現(xiàn)LC系統(tǒng)的快速投切，完成電網(wǎng)的凈化，延長用電器使用壽命。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]—種無功補償裝置，包括電源引出線組、電壓指示電路、電流采集電路、若干組LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、電源回輸線組和控制器；
[0006]所述電源引出線組包括電源引出線，所述電源引出線與所述市電輸電電路的火線條數(shù)相同，該電源引出線與所述市電輸電線路的火線一一對應連接；
[0007]所述電壓指示電路的兩端與兩根所述電源引出線電連接；
[0008]所述電流采集電路與一根所述電源引出線連接；
[0009]所述若干組LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)對應并聯(lián)連接在所述電源引出線組上，且每組LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括LC能量轉(zhuǎn)換電路、電抗和可控硅控制電路，所述LC能量轉(zhuǎn)換電路和可控硅控制電路與所述電源引出線組中的電源引出線條數(shù)相同，所述LC能量轉(zhuǎn)換電路通過對應所述可控硅控制電路與對應所述電源引出線電連接，所述電抗與所述LC能量轉(zhuǎn)換電路與可控硅控制電路之間的線路感應連接；
[0010]所述電源引出線組的輸出末端與所述電源回輸線組對應電連接，所述電源回輸線包括電源回輸線，該電源回輸線的條數(shù)與電源引出線組中電源引出線的條數(shù)相同，且所述電源回輸線與市電輸電線路的火線對應連接；
[0011]所述電壓指示電路、電流采集電路和可控硅控制電路與所述控制器信號連接。
[0012]進一步的，所述市電輸電線路為四相電，所述電源引出線組中包括三條電源引出線。
[0013]進一步的，所述電壓指示電路包括一電壓表，所述電壓表的兩測量端與兩根所述電源引出線電連接。
[0014]進一步的，所述電壓表的兩測量端上分別串聯(lián)有一保險電阻。
[0015]進一步的，所述電流采集電路包括電流計和電感線圈，所述電流計和電感線圈串聯(lián)，所述電感線圈套設(shè)在一根所述電源引出線上，該電流計和電感線圈的外端均接地。
[0016]進一步的，所述電源引出線組上還設(shè)有一第一斷路器，所述第一斷路器位于所述電壓指示電路和電流采集電路之間，且所述電壓指示電路較為靠近所述市電輸電線路與電源引出線組的接口，所述第一斷路器與所述控制器信號連接。
[0017]進一步的，所述第一斷路器上設(shè)有分閘保護裝置。
[0018]進一步的，所述電源引出線組上還設(shè)有一避雷器，所述避雷器位于所述第一斷路器和電流米集電路之間。
[0019]進一步的，所述電源回輸線組上還設(shè)有一第二斷路器，所述第二斷路器與所述控制器信號連接。
[0020]進一步的，所述電源回輸線組上還設(shè)有電源輸出端口，所述電源輸出端口位于所述第二斷路器與電源引出線組輸出末端之間。
[0021]進一步的，所述電源回輸線組上還設(shè)有開關(guān)模塊，所述開關(guān)模塊位于所述第二斷路器與電源引出線組輸出末端之間。
[0022]進一步的，所述可控硅控制電路包括兩二極管和一可控硅芯片，所述兩個二極管并聯(lián)，且該兩個二極管的方向相反，設(shè)該兩個并聯(lián)二極管的一端為可控硅控制電路的輸入端，另一端為可控硅控制電路的輸出端，則該可控硅控制電路的輸入端與所述電源引出線電連接，輸出端與所述LC能量轉(zhuǎn)換電路連接，且所述可控硅芯片設(shè)置在輸入端與可控硅控制電路的輸入端方向相同的二極管的輸出端上，所述可控硅芯片與所述控制器信號連接。
[0023]進一步的，所述LC能量轉(zhuǎn)換電路包括電感、第一電容、電阻和第二電容，所述電感、第一電容和電阻星角連接，且電感和第一電容之間設(shè)有第一連接節(jié)點，電感與電阻之間設(shè)有第二連接節(jié)點，所述第一連接節(jié)點為該LC能量轉(zhuǎn)換電路的輸入端，與所述可控硅控制電路的輸出端電連接，所述第二連接節(jié)點與所述第二電容的一端電連接，所述第二電容的另一端為該LC能量轉(zhuǎn)換電路的輸出端，與同組相鄰可控硅控制電路的輸入端電連接。
[0024]進一步的，所述LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括第一LC能量轉(zhuǎn)換電路、第二LC能量轉(zhuǎn)換電路、第三LC能量轉(zhuǎn)換電路、第一可控硅控制電路、第二可控硅控制電路、第三可控硅控制電路和電抗，第一 LC能量轉(zhuǎn)換電路、第二 LC能量轉(zhuǎn)換電路和第三LC能量轉(zhuǎn)換電路的輸入端與第一可控硅控制電路、第二可控硅控制電路和第三可控硅控制電路的輸出端對應連接，所述第一 LC能量轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述第二可控硅控制電路的輸入端連接，所述第二 LC能量轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述第三可控硅控制電路的輸入端連接，所述第三LC能量轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述第一可控硅控制電路的輸入端連接，所述電抗與所述LC能量轉(zhuǎn)換電路與可控硅控制電路之間的線路感應連接。
[0025]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的無功補償裝置具有以下優(yōu)勢:
[0026](I)本發(fā)明所述的無功補償裝置，通過對輸送線路電流信號的采樣、控制器對無功當量的計算以及LC系統(tǒng)對無功功率的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了對諧波的快速治理和對LC系統(tǒng)的快速投切，凈化了電網(wǎng)，延長了用電器的使用壽命。
【附圖說明】
[0027]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0028]圖1為本發(fā)明實施例所述的無功補償裝置電路示意圖；
[0029]圖2為圖1局部放大圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實施例所述的無功補償裝置的控制器管腳圖；
[0031 ]圖4為本發(fā)明實施例所述的無功補償裝置原理框圖。
[0032]附圖標記說明:
[0033]1-電源引出線組;2-電壓指示電路;3-電流采集電路;4-LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng);41-LC能量轉(zhuǎn)換電路;42-電抗;43-可控硅控制電路;5-電源回輸線組;6-控制器;7-市電輸電線路。
【具體實施方式】
[0034]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0035]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0036]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0037]下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0038]如圖1至4所示，本發(fā)明包括電源引出線組1、電壓指示電路2、電流采集電路3、若干組LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)4、電源回輸線組5和控制器6。
[0039]電源引出線組I包括電源引出線，電源引出線與市電輸電電路7的火線條數(shù)相同，該電源引出線與市電輸電線路的火線--對應連接。
[0040]電壓指示電路2的兩端與兩根電源引出線電連接，用以測量兩電源引出線之間的電壓值，并將測量結(jié)果輸入控制器6，以便于控制器6對無功當量的計算。
[0041]電流采集電路3與一根電源引出線連接，用以測量電源引出線中的電流大小，并將測量結(jié)果輸入控制器6，以便于控制器6對無功當量的計算。
[0042]若干組LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)4對應并聯(lián)連接在電源引出線組I上，且每組LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)4包括LC能量轉(zhuǎn)換電路41、電抗42和可控硅控制電路43，LC能量轉(zhuǎn)換電路41和可控硅控制電路43與電源引出線組I中的電源引出線條數(shù)相同，LC能量轉(zhuǎn)換電路41通過對應可控硅控制電路43與對應電源弓I出線電連接，電抗42和LC能量轉(zhuǎn)換電路41與可控硅控制電路43之間的線路感應連接，當電源引出線中出現(xiàn)諧波時，控制器6根據(jù)電壓指示電路2和電流采集電路3測量的電壓信號和電流信號，計算負載實時無功功率，并向可控硅芯片發(fā)送連通指令，控制對應可控硅芯片處于連通狀態(tài)，實現(xiàn)電源引出線通過可控硅控制電路43向LC能量轉(zhuǎn)換電路41的快速投切，實現(xiàn)對市電輸電線路7中無功功率的抑制。
[0043]電源引出線組I的輸出末端與電源回輸線組5對應電連接，電源回輸線組5包括電源回輸線，該電源回輸線的條數(shù)與電源引出線組I中電源引出線的條數(shù)相同，且電源回輸線與市電輸電線路7的火線對應連接，實現(xiàn)將抑制無功功率后的電源電信號向市電輸電線路7的輸送。
[0044]電壓指示電路2、電流采集電路3和可控硅控制電路43與控制器6信號連接，控制器6采用瞬時無功控制理論及電網(wǎng)電壓算法，在4ms內(nèi)完成信號數(shù)據(jù)采集、計算投切指令控制LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)4工作與否，在此過程中，系統(tǒng)的相應時間小于等于30ms，針對乳機負載變化快的需求，實現(xiàn)準確快速補償，降低無功損耗，減少變壓器損耗及母排發(fā)熱情況。
[0045]市電輸電線路7為四相電，電源引出線組I中包括三條電源引出線。
[0046]電壓指示電路2包括一電壓表V，電壓表V的兩測量端與兩根電源引出線電連接。
[0047]電壓表V的兩測量端上分別串聯(lián)有一保險電阻，即FUl和FU2。
[0048]電流采集電路3包括電流計A和電感線圈TAa2，電流計A和電感線圈TAa2串聯(lián)，電感線圈TAa2套設(shè)在一根電源引出線上，該電流計A和電感線圈TAa2的外端均接地，電感線圈TAa2在電源引出線通過電流時出現(xiàn)感應電流，電流計A測量感應電流，并將測量結(jié)果輸入控制器6。
[0049]電源引出線組I上還設(shè)有一第一斷路器QFl，第一斷路器QFl位于電壓指示電路2和電流采集電路3之間，且電壓指示電路2較為靠近市電輸電線路7與電源引出線組I的接口，第一斷路器QFl與控制器6信號連接，用以實現(xiàn)電源引出線組I的可控通斷。
[0050]第一斷路器QFl上設(shè)有分閘保護裝置，用以保護線路安全。
[0051]電源引出線組I上還設(shè)有一避雷器-KY，避雷器-KY位于第一斷路器QFl和電流采集電路3之間，用以保護線路安全。
[0052]電源回輸線組5上還設(shè)有一第二斷路器QF2，第二斷路器QF2與控制器6信號連接，用以實現(xiàn)電源回輸線組5的可控通斷。
[0053]電源回輸線組5上還設(shè)有電源輸出端口，電源輸出端口位于第二斷路器QF2與電源引出線組I輸出末端之間，實現(xiàn)對柜體上散熱風扇等設(shè)備的供電。
[0054]電源回輸線組5上還設(shè)有開關(guān)模塊KMl，開關(guān)模塊KMl位于第二斷路器QF2與電源引出線組I輸出末端之間，實現(xiàn)對電源回輸線組5的手動可控通斷。
[0055]可控硅控制電路43包括兩二極管和一可控硅芯片，兩個二極管并聯(lián)，且該兩個二極管的方向相反，設(shè)該兩個并聯(lián)二極管的一端為可控硅控制電路43的輸入端，另一端為可控硅控制電路43的輸出端，則該可控硅控制電路43的輸入端與電源引出線電連接，輸出端與LC能量轉(zhuǎn)換電路41連接，且可控硅芯片設(shè)置在輸入端與可控硅控制電路43的輸入端方向相同的二極管的輸出端上，可控硅芯片與控制器6信號連接，實現(xiàn)對LC能量轉(zhuǎn)換電路41的通斷的控制。
[0056]LC能量轉(zhuǎn)換電路41包括電感L、第一電容C、電阻R和第二電容CO，電感L、第一電容C和電阻R星角連接，且電感L和第一電容C之間設(shè)有第一連接節(jié)點，電感L與電阻R之間設(shè)有第二連接節(jié)點，第一連接節(jié)點為該LC能量轉(zhuǎn)換電路41的輸入端，與可控硅控制電路43的輸出端電連接，第二連接節(jié)點與第二電容CO的一端電連接，第一電容C和電阻R組成RC吸收回路，起過壓保護作用，電感L和第二電容CO抑制諧波，第二電容CO的另一端為該LC能量轉(zhuǎn)換電路41的輸出端，與同組相鄰可控硅控制電路43的輸入端電連接，實現(xiàn)對線路中諧波的抑制。
[0057]LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)4包括第一 LC能量轉(zhuǎn)換電路、第二 LC能量轉(zhuǎn)換電路、第三LC能量轉(zhuǎn)換電路、第一可控硅控制電路、第二可控硅控制電路、第三可控硅控制電路和電抗，第一 LC能量轉(zhuǎn)換電路、第二 LC能量轉(zhuǎn)換電路和第三LC能量轉(zhuǎn)換電路的輸入端與第一可控硅控制電路、第二可控硅控制電路和第三可控硅控制電路的輸出端對應連接，第一 LC能量轉(zhuǎn)換電路的輸出端與第二可控硅控制電路的輸入端連接，第二 LC能量轉(zhuǎn)換電路的輸出端與第三可控硅控制電路的輸入端連接，第三LC能量轉(zhuǎn)換電路的輸出端與第一可控硅控制電路的輸入端連接，電抗與LC能量轉(zhuǎn)換電路與可控硅控制電路之間的線路感應連接。
[0058]本發(fā)明的工作過程為:電源引出線組I將市電輸電線路7中的電能引入，同時測量該電源引出線組I中兩條電源引出線之間的電壓以及一條電源引出線之間的電流，將測量結(jié)果輸入控制器6，控制器6實時計算負載無功功率和LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)4接入數(shù)量，并向可控硅芯片發(fā)送連通指令，LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)4對輸入的電能信號中的諧波進行抑制，然后輸出至電源回輸線路5中，進而輸送至市電輸送線路7中，降低市電輸送線路7中電能信號的諧波功率，降低無功損耗，減少變壓器損耗及母排發(fā)熱情況。
[0059]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種無功補償裝置，其特征在于:包括電源引出線組(I)、電壓指示電路(2)、電流采集電路(3)、若干組LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(4)、電源回輸線組(5)和控制器(6); 所述電源引出線組(I)包括電源引出線，所述電源引出線與所述市電輸電電路(7)的火線條數(shù)相同，該電源引出線與所述市電輸電線路的火線一一對應連接； 所述電壓指示電路(2)的兩端與兩根所述電源引出線電連接； 所述電流采集電路(3)與一根所述電源引出線連接； 所述若干組LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(4)對應并聯(lián)連接在所述電源引出線組(I)上，且每組LC能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(4)包括LC能量轉(zhuǎn)換電路(41)、電抗(42)和可控硅控制電路(43)，所述LC能量轉(zhuǎn)換電路(41)和可控硅控制電路(43)與所述電源引出線組(I)中的電源引出線條數(shù)相同，所述LC能量轉(zhuǎn)換電路(41)通過對應所述可控硅控制電路(43)與對應所述電源引出線電連接，所述電抗(42)和所述LC能量轉(zhuǎn)換電路(41)與可控硅控制電路(43)之間的線路感應連接； 所述電源引出線組(I)的輸出末端與所述電源回輸線組(5)對應電連接，所述電源回輸線組(5)包括電源回輸線，該電源回輸線的條數(shù)與電源引出線組(I)中電源引出線的條數(shù)相同，且所述電源回輸線與市電輸電線路(7)的火線對應連接； 所述電壓指示電路(2)、電流采集電路(3)和可控硅控制電路(43)與所述控制器(6)信號連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無功補償裝置，其特征在于:所述電壓指示電路(2)包括一電壓表(V)，所述電壓表(V)的兩測量端與兩根所述電源引出線電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無功補償裝置，其特征在于:所述電流采集電路(3)包括電流計(A)和電感線圈(TAa2)，所述電流計(A)和電感線圈(TAa2)串聯(lián)，所述電感線圈(TAa2)套設(shè)在一根所述電源引出線上，該電流計(A)和電感線圈(TAa2)的外端均接地。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無功補償裝置，其特征在于:所述電源引出線組(I)上還設(shè)有一第一斷路器(QFl)，所述第一斷路器(QFl)位于所述電壓指示電路(2)和電流采集電路(3)之間，且所述電壓指示電路(2)較為靠近所述市電輸電線路(7)與電源引出線組(I)的接口，所述第一斷路器(QFl)與所述控制器(6)信號連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無功補償裝置，其特征在于:所述電源引出線組(I)上還設(shè)有一避雷器(-KY)，所述避雷器(-KY)位于所述第一斷路器(QFl)和電流采集電路(3)之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無功補償裝置，其特征在于:所述電源回輸線組(5)上還設(shè)有一第二斷路器(QF2)，所述第二斷路器(QF2)與所述控制器(6)信號連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無功補償裝置，其特征在于:所述電源回輸線組(5)上還設(shè)有電源輸出端口，所述電源輸出端口位于所述第二斷路器(QF2)與電源引出線組(I)輸出末端之間。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無功補償裝置，其特征在于:所述電源回輸線組(5)上還設(shè)有開關(guān)模塊(KMl)，所述開關(guān)模塊(KMl)位于所述第二斷路器(QF2)與電源引出線組(I)輸出末端之間。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無功補償裝置，其特征在于:所述可控硅控制電路(43)包括兩二極管和一可控硅芯片，所述兩個二極管并聯(lián)，且該兩個二極管的方向相反，設(shè)該兩個并聯(lián)二極管的一端為可控硅控制電路(43)的輸入端，另一端為可控硅控制電路(43)的輸出端，則該可控硅控制電路(43)的輸入端與所述電源引出線電連接，輸出端與所述LC能量轉(zhuǎn)換電路(41)連接，且所述可控硅芯片設(shè)置在輸入端與可控硅控制電路(43)的輸入端方向相同的二極管的輸出端上，所述可控硅芯片與所述控制器(6)信號連接。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無功補償裝置，其特征在于:所述LC能量轉(zhuǎn)換電路(41)包括電感(L)、第一電容(C)、電阻(R)和第二電容(CO)，所述電感(L)、第一電容(C)和電阻(R)星角連接，且電感(L)和第一電容(C)之間設(shè)有第一連接節(jié)點，電感(L)與電阻(R)之間設(shè)有第二連接節(jié)點，所述第一連接節(jié)點為該LC能量轉(zhuǎn)換電路(41)的輸入端，與所述可控硅控制電路(43)的輸出端電連接，所述第二連接節(jié)點與所述第二電容(CO)的一端電連接，所述第二電容(CO)的另一端為該LC能量轉(zhuǎn)換電路(41)的輸出端，與同組相鄰可控硅控制電路(43)的輸入端電連接。
【文檔編號】H02J3/18GK105977999SQ201610531470
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月7日
【發(fā)明人】張德明
【申請人】天津市宇潤德金屬制品有限公司