[发明专利]一种用于三相电网的静止无功发生装置

说明书

技术领域

本发明属于三相电网技术领域，具体涉及一种用于三相电网的静止无功 发生装置。

背景技术

近年来，随着电力产品多样化，电力设备复杂化，对电能量造成了一定 的干扰和污染，使得电能量的质量受到威胁，影响了供电系统的安全运行， 无法保证用户的安全稳定用电，例如生活中我们所用到的是工频交流电，当 通过纯阻性负载的时候，产生的电流与工频电压相同，而现实中有大量的像 电机等非线性元件使用时产生谐波甚至造成电流的畸变，从而产生无功功率。 无功功率不仅导致了供电设备的容量，传输电网容量以及线路损耗的增大， 还会使变压器和线路的压降增大，冲击性的无功负载将导致电压剧烈波动， 无法保证供电质量。大部分的供电保护都是通过抗干扰性来阻挡此类威胁， 无法根除不安全的电能量质量问题，因此，现如今需要一种能够有效的补偿 这种无功功率系统装置，通过在电网和负载之间设置静止无功发生装置，检 测电网中的所需的无功，并通过信号处理器发出大小相等，相位相反的无功， 即产生反向无功功率，与正向无功功率相互抵消，实现无功的平衡，保证电 网系统的高功率因素运行，应用广泛，具有很大的实用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一 种用于三相电网的静止无功发生装置，其设计新颖合理，具有补偿电网无 功功率，系统功耗低，处理及运算速度快速，控制精度高，保证电网电能质 量不受非线性负载的干扰，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于三相电网 的静止无功发生装置，其特征在于：包括主控制器、为回路各个用电模块 供电的电源供电模块、用于采集电网侧电压电流计算电网侧功率的电网侧 数据采集模块、用于采集负载侧电压电流计算负载侧功率的负载侧数据采 集模块和用于补偿负载侧无功功率平衡电网的无功功率补偿模块；所述电 网侧数据采集模块包括电网侧电压数据采集模块和电网侧电流数据采集 模块，所述电网侧电压数据采集模块包括依次相连的用于采集高压侧三相 电流数据的电网侧电流互感器、用于将电网侧电流数据转换为主控制可处 理的电压数据的第一电流变换电压电路和用于将转换的电压数据保持跟 随稳定的第一电压跟随器，所述电网侧电流数据采集模块包括依次相连的 用于采集高压侧三相电压数据的电网侧电压互感器、用于将采集的高压侧 电压调理滤波放大的第一电压采样电路和用于电压数据值正负检测的第 一电压过零检测电路，所述第一电压跟随器与所述第一电压过零检测电路 输出端均与所述主控制器输入端相接；所述负载侧数据采集模块包括负载 侧电压数据采集模块和负载侧电流数据采集模块，所述负载侧电压数据采 集模块包括依次相连的用于采集负载侧三相电流数据的负载侧电流互感 器、用于将负载侧电流数据转换为主控制可处理的电压数据的第二电流变 换电压电路和用于将转换的电压数据保持跟随稳定的第二电压跟随器，所 述负载侧电流数据采集模块包括依次相连的用于采集负载侧三相电压数 据的负载侧电压互感器、用于将采集的负载侧电压调理滤波放大的第二电 压采样电路和用于电压数据值正负检测的第二电压过零检测电路，所述第 二电压跟随器与所述第二电压过零检测电路输出端均与所述主控制器输 入端相接；所述无功功率补偿模块包括保护稳压的保护电路和依次相连的 用于抗干扰隔离的隔离驱动器、用于将交流电压变换为直流电压的整流电 路、用于补偿充电保护的充电继电器、用于将直流电变换为交流的三相逆 变电路和输出保护的继电器保护电路，所述保护电路的输出端与所述三相 逆变电路的输入端相接，所述隔离驱动器和所述保护电路的输入端均与所 述主控制器的输出端相接。

上述的一种用于三相电网的静止无功发生装置，其特征在于：所述主 控制器为TMS320F2812的DSP微控制器。

上述的一种用于三相电网的静止无功发生装置，其特征在于：所述三 相逆变电路为IGBT组成的全桥电路。

上述的一种用于三相电网的静止无功发生装置，其特征在于：所述第 一电流变换电压电路为第一定制电阻和第一电位器组成的变换电路；第二 电流变换电压电路为第二定制电阻和第二电位器组成的变换电路。

上述的一种用于三相电网的静止无功发生装置，其特征在于：所述电 网侧电压互感器为TV1013电压互感器。

本发明与现有技术相比具有以下优点：