[发明专利]智能高压TSC无功补偿装置

说明书

技术领域

本发明涉及无功补偿装置，尤其是TSC型无功补偿装置，属于无功补偿技术领域。

背景技术

目前，我国无功补偿装置多为机械式开关投切电容器MSC和晶闸管投切电容器TSC。MSC由于机械式开关动作时间长且摇摆不定，使其不能准确快速的在电压过零点投入，易造成过大的涌流，损毁电容器组。且断开电容器组时易产生电弧，造成机械开关触点拉弧烧毁，给维修人员带来不必要的麻烦。而当前的TSC装置多数未实现电容器组的循环投切，且存在投切振荡的问题，这无疑会降低电容器组的平均使用寿命，造成系统的不稳定。

发明内容

为了克服现有无功补偿装置的上述不足，本发明提供一种智能高压TSC无功补偿装置，能实现电压过零投入、电容器组循环投切，且不存在投切振荡问题，能够快速准确的补偿无功，提高功率因数。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：智能TSC无功补偿装置包括电压电流互感器（1）、信号调整单元（2）、DSP主控与显示单元（3）、光纤隔离与晶闸管驱动单元（4）和无功补偿主接线单元（5）；信号调整单元（2）包括依次连接的电压幅值调整模块（2-1）、电流幅值调整模块（2-2）、同步方波生成模块（2-3）、滤波模块（2-4）和抬升模块（2-5）；同步方波生成模块（2-3）和抬升模块（2-5）的输出端分别与DSP主控与显示单元（3）中DSP芯片TMS320F28335的输入捕捉口和AD转换口相连接；DSP主控与显示单元（3）中DSP芯片TMS320F28335的输出IO口与光纤隔离与晶闸管驱动单元（4）的光纤发送器HFBR-1521输入端相连接；光纤隔离与晶闸管驱动单元（4）的输出端与无功补偿主接线单元(5)中对应晶闸管的门极和阴极相连接。电压幅值调整模块（2-1）由精密交流电压互感器（SPT1、SPT2、SPT3）、运算放大器（A1、A2、A3）、二级管（D1、D2、D3、D4、D5、D6）、电阻（R1、R2、R3、R4、R5、R6）和电容（C1、C2、C3）构成；电流幅值调整模块（2-2）由精密交流电流互感器（SCT1、SCT2、SCT3）、运算放大器（A4、A5、A6）、二级管（D7、D8、D9、D10、D11、D12）、电阻（R7、R8、R9）和电容（C4、C5、C6）构成；同步方波生成模块（2-3）由电压比较器（B1）、二极管、电阻和电容（C7）构成；滤波模块（2-4）由运算放大器（A7、A8、A9、A10、A11、A12）、电阻和电容构成；抬升模块由运算放大器（A13、A14、A15、A16、A17、A18）和电阻构成；DSP主控与显示单元（3）由DSP芯片TMS320F28335、锁相环CD4046、12位二进制串行计数器CD4040、硬件看门狗MAX706AT、触摸显示屏(LCD)、电阻和电容构成；光纤隔离与晶闸管驱动单元（4）由三极管（Qn）、光纤、光纤发送器HFBR-1521、光纤接收器HFBR-2521、555定时器NE555、与门74HC08、脉冲变压器（Tn）、电阻和电容构成；无功补偿主接线单元（5）由避雷器（FV）、三工位开关（QSn）、晶闸管阀组、电抗器（Ln）、接地开关（QG1n、QG2n）、熔断器(FUn)、电容器、放电线圈(TVn)构成。

本发明的有益效果是，可在冶金、钢铁、煤炭等功率因数低的领域快速准确的补偿无功，尤其适用于功率因数频繁变化的场合。其涌流低、实现了电容器组循环投切、不存在投切振荡问题，故安全可靠。

附图说明

通过参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例，本发明的以上和其它方面及优点将变得更加易于清楚，在附图中：

图1是本发明总体框图。

图2是图1中信号调整单元电路原理图。

图3是图1中DSP主控与显示单元电路原理图。

图4是图1中光纤隔离与晶闸管驱动单元电路原理图。

图5是图1中无功补偿主接线单元电路原理图。

图6是图1中DSP主控与显示单元主要程序流程图。

具体实施方式

在下文中，现在将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。

下面结合实施例对本发明进一步说明。