[实用新型]无功功率自动补偿器

说明书

本实用新型属于补偿无功功率的装置，具体涉及一种无功功率自动补偿器。

现有的此类装置基本上是通过微电脑控制继电器，再由继电器控制接触器来增减补偿电容器的容量，以达到补偿无功功率，控制功率因数之目的。如北京市平谷县远声电子设备厂生产的《JKGIB－8》微电脑无功功率自动补偿控制器就是采用以上所述的技术。该类装置的主要缺点是：（1）投切速度慢，该类装置每分钟投切次数不足两次，所以在电动机的起动过程中或在负荷波动频繁的情况下，控制器不能及时地补偿其无功功率；（2）冲击电流大，现有的装置用接触器做电容器的投切元件，在接触器接通的瞬间，电网的瞬时电压与电容器的残余电压相差很大（最大为电网电压的最大值加电容器的残余电压），因而电容器电压有一个突变过程，使电容器和电网都产生一个很大的冲击电流，造成电网的高次谐波干扰，降低接触器和电容器的使用寿命；（3）在投切过程中产生较大的振动和噪音；（4）在投切过程中产生火花。

本实用新型目的是提供一种投切速度快，冲击电流小，在投切过程中振动和噪音都很小，且不产生火花的无功功率快速自动补偿器。

实现本目的之技术方案为，将一个电压采样器、一个无功检测器和一个同步脉冲发生器与电网相接，并将电压采样器和无功检测器的一个输出端与信号处理器相接，信号处理器的一个输出端与过压显示器相接，信号处理器的另一个输出端和同步脉冲发生器的一个输出端与模／数转换器相接，模／数转换器的输出端、同步脉冲发生器的一个输出端和窄脉冲发生器的输出端与与门相接，与门的输出端与触发器相接，触发器与补偿器相接。

补偿器采用6只晶闸管呈全控式连接方式作为补偿电容器的投切控制元件。

补偿器也可以采用3只晶闸管和3只二极管呈半控式连接方式作为补偿电容器的投切控制元件。

本实用新型的优点是：（1）投切速度快，当电网频率为50赫时，每分钟最高投切速度可达1500次；（2）冲击电流小，投入时冲击电流小于额定电流的10％，切除时电流为零；（3）无振动和噪音；（4）无火花。

本实用新型有如下附图：

图1  结构示意图

图2  补偿器为全控式三角形控相连接

图3  补偿器为全控式三角形控线连接

图4  补偿器为全控式星形连接

图5  补偿器为半控式三角形连接

图6  补偿器为半控式星形连接。

实施例：

该装置的结构如图1所示。无功检测器5与电网1相接，它把电网中的无功功率变为无功信号（与无功功率成正比的电压信号），并且把这个无功信号送至信号处理器6进行处理。信号处理器6可以采用逻辑电路组成，也可以采用单片CPU。信号处理器6将处理后的无功信号送至模／数转换器7，模／数转换器7在同步信号发生器9的控制下，按电网的频率每周期对无功信号进行一次取样和变换，把无功信号变成相应的二进制数字，并将此数字信号送至与其相连接的与门8。每一位二进制的数码都可以控制一组补偿电容器组C1～C3的投切，数码为1时，受控的补偿电容器组投入电网；数码为零时，受控的补偿电容器组从电网中切除。模／数转换器7也可以用计数器代替。将模／数转换器7的一个输出端、同步信号发生器9的一个输出端和窄脉冲发生器11的输出端与与门8相接。由于补偿器13中的晶闸管都是在理论电流过零点之后用窄脉冲串进行触发导通，全控连接的触发窄脉冲串的宽度为90°～180°，半控连接的触发窄脉冲串的宽度为15°～45°，所以，同步脉冲信号发生器9的功能是发出与窄脉冲串宽度相同的宽脉冲，并且与电网的相位保持严格的同步，窄脉冲发生器11的功能是发出不间断的连续窄脉冲串。当模／数转换器7的输出端为高电位时，与门8输出触发晶闸管的窄脉冲串，给与其相连接的触发器12去触发补偿器13中的晶闸管；反之，当模／数转换器7的输出端为零电位时，与门8就不发出触发晶闸管的窄脉冲串，达到控制之目的。电压采样器2与电网1相接，测量电网的电压，当电网电压过高时（＞420V），它将发出信号，将信号送至与其相接的信号处理器6，信号处理器6将全部补偿电容器组切除，并通过与信号处理器相接的过压显示器3作出过压指示，当电网电压在正常值时（≤420V），电压采样器没有信号输出，补偿电容器组正常投入运行，过压显示器3不显示。过压显示器3可以采用发光二极管。

补偿器13由投切控制元件和补偿电容器组组成。投切控制元件可以全控式连接，也可以半控式连接。