[发明专利]用于中频炉、密炼机、轧机设备的低压静止型无功补偿装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于谐波含量较高、负载波动较快、有大量冲击性负荷的场合，诸如工厂的中频炉、轧机、轮胎行业的密炼机、电焊机等具有类似符合性质的负载，在变压器低压侧直接与负载并联，进行谐波治理和动态无功补偿的装置。

背景技术

通常在中频炉、密炼机、轧机等设备现场，现在国内的低压动态无功补偿主要采用晶闸管开关来快速投切电容滤波器组（简称TSC），其响应速度最快能到40mS以内。但由于其属于阶跃性投切，其补偿精度不高，为了避免合闸涌流和操作过电压对可控硅开关和电容器的冲击，需要在每组电容器投切之前经过过零过度过程检测，对控制检测过程要求高，在一些现场谐波水平较高的系统，往往出现可控硅开关或电容器批量损坏的情况，故障率非常高。小容量的TSC产品比较成熟，性价比较高，适用在谐波水平较低的场合。但随着设备容量的加大、谐波较多的场合，大容量的可控硅开关不容易制造且成本很高，谐波严重的场合，使可控硅开关的过零检测变得非常困难，影响了其过零投切性能，这会大大降低电容器及可控硅开关的性能并造成对电网的冲击。

发明内容

为了克服为了解决现有的动态无功补偿TSC装置补偿精度低、故障率高的不足,本发明提供一种用于中频炉、密炼机、轧机设备的低压静止型无功补偿装置，该装置是采用晶闸管控制半芯式相控电抗器加滤波电容器组的方式构成低压静止性无功补偿滤波装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于中频炉、密炼机、轧机设备的低压静止型无功补偿装置，其特征是：在装有低压负载设备的低压线路中装有8-12路连接着切变开关的FC回路，所述的FC回路的滤波电容器呈三角形连接，低压线路上还连接着带有电抗器切变开关的TCR回路，所述的TCR回路由与电抗器相连接的呈三角形连接的闸流管阀组成，所述的闸流管阀由反向并联的闸流管组成，低压负载设备上装有与动态控制器上的电压、电流取样接口相连接的信号线，动态控制器的输出端设有连接切变开关的电容控制信号线以及连接闸流管阀的闸流管阀控制信号线。

所述的电抗器为半芯电抗器。

本发明由一组相控电抗器以及几组滤波器电容器组组成（一般是以3、5、7、11、13次为主）。装置一般装设在用户变压器低压侧，设备成本较低，具有无功补偿、滤波以及降低损耗治理闪变的功能。

本发明的基本工作原理是：装置的微机控制仪通过检测用户系统的电压、电流模拟量，计算系统需要补偿的无功量，动态控制仪投入适当的几组滤波支路(FC)，然后再用晶闸管控制电抗器（TCR）的无功功率来补偿部分过补偿的容性无功功率。TCR通过改变可控硅触发延迟角α，控制电抗器电流有效值的大小，从而连续地调节无功电流和无功功率，α=90～180°。TCR电路导通角为2(π-α)，无功功率为Qtcr=αUab2XLtcr(2(π-α)+sin2απ)..]]>

本发明利用FC滤波电容器组来滤除系统谐波以及提供容性无功功率补偿，根据负载无功需求变化，动态控制TCR相控电抗器的晶闸管导通角以改变相控电抗器的感性无功功率输出，使其抵消FC支路多余的容性无功容量，来达到快速、连续、高精度无功补偿的目的。整个控制为连续线性控制，对电网以及电容器、电抗器无冲击，可靠性较高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，

图中，1.高压供电线路，2.变压器，3.低压线路，4.切变开关，5.滤波电容器，6.电压、电流取样接口，7.动态控制器，8.控制信号输出端，9.电容控制信号线，10.负载线路，11.电抗器切变开关，12.电抗器，13.闸流管阀控制信号线，14.闸流管阀。