[发明专利]低压自动连续可调滤波无功补偿装置

说明书

技术领域

本发明属于电网无功功率补偿技术范围，特别涉及一种低压自动连续可调滤波无功补偿装置。

背景技术

在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。无功功率是由电抗器(电感或电容)在交流电路中，由于其两端的电压与流过的电流有90度角的相位差，所以不能做功，也不消耗有功功率，但它参与了与电源的能量交换，这就产生了无功功率，如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场，此时所消耗的能量不能转化为有功功率，故被称为无功功率Q，如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，即(1)造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。(2)造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。从而影响用电设备的正常运行。  因此，供电部门当然希望无功功率越小越好，但是无功功率不可能为0(功率因数)。实际的负荷主要是电感性的负载，所以为了减小无功功率，对工厂来说往往用电容器的容抗来抵消一部分感抗，以提高功率因数。其中，

功率因数

视在功率S的平方＝有功功率P平方+无功功率Q的平方；无功功率的传输加重了电网负荷，使电网损耗增加，故需对其进行就近和就地补偿。并联电容器可补偿或平衡电气设备的感性无功功率。当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时，电网只传输有功功率P。根据国家有关规定，高压用户的功率因数应达到0.9以上，低压用户的功率因数应达到0.85以上。

由于多数负载为感性负载，一般采用电容器进行无功补偿，目前比较通用的补偿方式为由控制器控制的电容器分组投切。按投切开关的发展历程，无功补偿装置可分为以下几种：

1.交流接触器控制投入型补偿装置

由于电容器是电压不能瞬变的器件，因此电容器投入时会形成很大的涌流，涌流最大时可能超过100倍电容器额定电流。涌流会对电网产生不利的干扰，也会降低电容器的使用寿命。为了降低涌流，现在大部分补偿装置使用电容器投切专用接触器，这种接触器有1组串联限流电阻与主触头并联的辅助触头，在接触器吸合的过程中，辅助触头首先接通，使电容器通过限流电阻接入电路进行预充电，然后主触头接通将电容器正常接入电路，通过这种方式可以将涌流限制在电容器额定电流的20倍以下，此类补偿装置价格低廉，可靠性较高，应用最普遍。

2.晶闸管控制投入型补偿装置，这类补偿装置就是SVC分类中的TSC子类；由于晶闸管很容易受涌流的冲击而损坏。

3.复合开关控制投入型补偿装置，所谓复合开关实际是晶闸管与机械开关的并联组合。在投入电容器的过程中，首先使用晶闸管过零触发来实现电容器的无涌流投入，然后接通机械开关来保持电容器的连续运行，复合开关是晶闸管与机械开关的组合，因此仍然不适用于频繁投切，此外复合开关结构复杂，价格高。

发明内容

本发明的目的是提出一种低压自动连续可调滤波无功补偿装置；其特征在于，该低压自动连续可调滤波无功补偿装置包括自动和手动两种形式；所述自动连续可调滤波无功补偿装置是以单相电容器后串电感组成可调电抗器及在电容器前串限流电感组成限流电抗器作为补偿元件，分别与投切元件J1-J4继电器连接，J1-J4继电器再与零负载控制器的对应相控制节点连接，零负载控制器再通过24V开关电源连接到功率因数变送器、PLC编程控制器和相电流互感器，PLC编程控制器还与可控硅调压器相连；可控硅调压器按照PLC编程控制器指令调整可调电抗器，实现自动控制功率因数在0.95-0.99范围内。

所述手动可调滤波无功补偿装置是手动投切电容开关与5V开关电源连接，手动投切电容开关通过零负载控制器分别与投切元件J1-J4继电器连接。

所述每个限流电抗器包括三个限流电感，限流电感的一端分别接在每个继电器的每一相触点上，三个限流电感的另一端分别连接在由三个电容相互连接构成Δ电容组的三个顶点上，三个限流电感的屏蔽壳接地，限流电抗器由零负载控制器控制其投切，起到控制涌流电流的作用。

所述可调电抗器通过桥式整流器、变压器与可控硅调压器相连接；可控硅调压器连接24V开关电源和PLC编程控制器连接，PLC编程控制器连接功率因数变送器，功率因数变送器分别接到A、B、C三相的任意相线上，从而PLC编程控制器通过功率因数变送器自动调节作为补偿元件的可调电抗器，达到自动连续可调无功补偿的目的。

所述A、B、C三相相线上分别安装电流互感器TA1、TA2、TA3，并在其上连接电表。