專利名稱：自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及無功補償控制裝置，尤其涉及自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置。
背景技術：
MCR無功補償系統，市場上已廣泛應用，但MCR無功補償控制系統算法方法仍停留在早期的均方根算法上，先進一點的用移相算法方法，近年也有采用傅式算法的，而這些算法方法至少都需要一個周波且算法復雜，占用控制系統資源多，因此響應時間慢，在無功頻繁突變環境下補償速度達不到要求(如弧光焊機等)。而MCR無功補償系統中的磁控電抗器是一種純滯后模型設備，時間響應慢。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型有必要提供一種響應速度較佳的自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置，其利用兩采樣點算法能補償磁控電抗器滯后特性，減少造成動態響應時間長，穩定性差的特點，提高無功補償系統動態響應時間穩定性。本實用新型是這樣實現的，一種自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置，其用于補償母線上的無功功率，其包括:三個磁閥式電抗器，其輸入、輸出端首尾相接而呈三角形連接方式，其中兩個電性連接的磁閥式電抗器之間引出線而連接至母線；處理器，其電流、電壓采樣端與該母線電性連接，其三個控制端分別連接該三個電磁式電抗器的控制極而控制該三個電磁式電抗器的導通；扼流圈，其一端電性連接于母線；以及電容，其一端電性連接于該扼流圈的另一端，其另一端電性接地。作為上述方案的進一步改進，每個磁閥式電抗器包括:電感LI，其中一個固定端電性作為磁閥式電抗器的一個對外連接端；電感L2，其一端電性連接于該對外連接端；二極管D，其陽極電性連接于該電感LI的另一個固定端，其陰極電性連接于該電感L2的另一端；晶閘管Tl，其陽極電性連接于該電感LI的抽頭K1，其陰極電性連接于該電感L2的另一端，其控制極電性連接于該處理器的相應控制極；電感L3，其中一個固定端電性連接于二極管D的陽極，其另一個固定端作為磁閥式電抗器的另一個對外連接端；電感L4，其一端電性連接于該二極管D的陰極，其另一端電性連接于該另一個對外連接端；晶閘管T2，其陽極電性連接于該電感L3的抽頭K2，其陰極電性連接于該電感L2的另一端，其控制極電性連接于該處理器的相應控制極。[0017]作為上述方案的進一步改進，該處理器包括電壓與電流采樣電路、模數轉化電路、勵磁驅動器以及控制器，該電壓與電流采樣電路的一端與母線電性連接，該電壓與電流采樣電路的另一端與該模數轉化電路的一端電性連接，該模數轉化電路的另一端電性連接于該控制器，該控制器還電性連接于該勵磁驅動器的一端，該勵磁驅動器的另一端電性連接于該三個磁閥式電抗器。[0018]作為上述方案的進一步改進，該勵磁驅動器與該控制器之間采用光纖通信。[0019]優選地，該處理器還包括HMI模塊，HMI模塊與控制器電性連接實現菜單顯示和鍵盤輸入。[0020]優選地，該處理器還包括保護反饋驅動模塊，保護反饋驅動模塊與控制器電性連接。[0021]本實用新型利用兩采樣點算法能補償磁控電抗器滯后特性，減少造成動態響應時間長，穩定性差的特點，提高無功補償系統動態響應時間穩定性。
[0022]圖1為本實用新型較佳實施方式提供的自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置的結構示意圖。[0023]圖2為圖1中處理器的結構示意圖。[0024]圖3為圖1中自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置的磁閥式電抗器的結構示意圖，也是A相電抗器繞組勵磁驅動的原理圖。[0025]圖4為圖1中自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置的指針定義圖。[0026]圖5為圖1中自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置的采樣曲線示意圖。[0027]主要符號說明:磁閥式電抗器I ;處理器2 ;扼流圈3 ;電容4 ;母線5 ;電壓與電流采樣電路21 ;模數轉化電路22 ;控制器23 ；HMI模塊24 ;勵磁驅動器25 ;保護反饋驅動26 ；電感L1、L2、L3、L4 ;抽頭K1、K2 ;二極管D ;晶閘管Tl、Τ2。
具體實施方式
[0028]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。[0029]請參閱圖1，其為本實用新型較佳實施方式提供的自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置的結構示意圖，自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置包括三個磁閥式電抗器1、處理器2、扼流圈3以及電容4。[0030]三個磁閥式電抗器I的輸入、輸出端首尾相接而呈三角形連接方式，其中兩個電性連接的磁閥式電抗器I之間引出線而連接至母線5。[0031 ] 處理器2的電流、電壓采樣端與該母線5電性連接，其三個控制端分別連接該三個電磁式電抗器I的控制極而控制該三個電磁式電抗器I的導通。[0032]扼流圈3的一端電性連接于母線5，電容4的一端電性連接于該扼流圈3的另一端，電容4的另一端電性接地。[0033]請結合圖2，該處理器2包括電壓與電流采樣電路21、模數轉化電路22、勵磁驅動器25、HMI模塊24、保護反饋驅動26以及控制器23。該電壓與電流采樣電路21的一端與母線5電性連接，該電壓與電流采樣電路21的另一端與該模數轉化電路22的一端電性連接，該模數轉化電路22的另一端電性連接于該控制器23，該控制器23還電性連接于該勵磁驅動器25的一端，該勵磁驅動器25的另一端電性連接于三個磁閥式電抗器I。控制器23通過IOKV母線5上的電流電壓采樣，經過不完全微分PID算法輸出勵磁變流器25的導通角脈沖，經過光纖傳輸給勵磁變流器25從而控制磁控電抗器(即磁閥式電抗器I)的無功輸出量，達到調節IOkv母線5無功功率的目的。電容4的作用是為IOKV母線5提供容性無功。電壓電流采樣模塊(即電壓與電流采樣電路21)主要由電流互感器和電壓互感器組成采樣電路，電壓互感器和電流互感器均采用北京霍遠公司的霍爾傳感器型號為H0P205,作用是將電網上的電壓電流采集到AD轉化模塊。AD轉化模塊使用MAXim公司的14位MAX128AD芯片，該芯片把采集到的電壓電流量轉化為數據量再傳送給DSP處理。DSP采用的是TI公司的TMS320F2812DSP，該DSP具有浮點運算，150MHZ的時鐘，把數據運算處理后，通過不完全微分PID算法控制輸出導通角脈沖并通過光纖耦合到磁閥式電抗器I的晶閘管上，完成整個系統的控制。保護反饋驅動模塊26與控制器23電性連接，保護反饋驅動模塊26用于監測主電源系統電路狀態，主要包含過流保護，過壓保護，超溫保護，控制器23保留這三種保護的輸入輸出節點，一旦出現保護，控制器23的輸入節點出現信號，對應的輸出節點輸出保護信號。HMI模塊24與控制器23電性連接，HMI模塊24主要是菜單顯示和鍵盤輸入，起到人機交互的作用。請結合圖3，每個磁閥式電抗器I包括:電感LI，其中一個固定端電性作為磁閥式電抗器I的一個對外連接端A，可以連接母線5也可以連接另一個磁閥式電抗器I ;電感L2，其一端電性連接于該對外連接端A ;二極管D，其陽極電性連接于該電感LI的另一個固定端，其陰極電性連接于該電感L2的另一端；晶閘管Tl，其陽極電性連接于該電感LI的抽頭K1，其陰極電性連接于該電感L2的另一端，其控制極電性連接于該處理器2的相應控制極；電感L3，其中一個固定端電性連接于二極管D的陽極，其另一個固定端作為磁閥式電抗器I的另一個對外連接端X ;電感L4，其一端電性連接于該二極管D的陰極，其另一端電性連接于該另一個對外連接端X ;晶閘管T2，其陽極電性連接于該電感L3的抽頭K2，其陰極電性連接于該電感L2的另一端，其控制極電性連接于該處理器2的相應控制極。圖3其實是一種全波整流電路。抽頭K1、二極管D構成晶閘管Tl正弦上半波電壓；抽頭K2、二極管D構成晶閘管T2正弦下半波電壓，二極管D是續流二極管。晶閘管Tl與T2的導通是由光纖接收控制器23的導通角觸發脈沖來觸發導通的，晶閘管Tl與T2的導通角越大勵磁變流器25輸出的電流就越大，磁控電抗器(即磁閥式電抗器I)輸出量就越大，提供給IOKV母線5的無功就越大；反之，導通角越小提供給IOKV母線5的無功就越小。該部分主要實現自勵磁式的磁閥式電抗器I的取電、整流、勵磁。目前在電能質量無功補償算法中，采用補償無功的算法有均方根公式算法、數字移相法、傅式算法(Fourior)、和現在流行的瞬時無功算法等，下面分別列出這些算法的采樣點計算公式:[0039]1)、均方根公式算法:
權利要求1.一種自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置，其用于補償母線上的無功功率，其特征在于，其包括: 三個磁閥式電抗器，其輸入、輸出端首尾相接而呈三角形連接方式，其中兩個電性連接的磁閥式電抗器之間引出線而連接至母線； 處理器，其電流、電壓采樣端與該母線電性連接，其三個控制端分別連接該三個電磁式電抗器的控制極而控制該三個電磁式電抗器的導通； 扼流圈，其一端電性連接于母線；以及 電容，其一端電性連接于該扼流圈的另一端，其另一端電性接地。
2.如權利要求1所述的自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置，其特征在于，每個磁閥式電抗器包括: 電感LI，其中一個固定端電性作為磁閥式電抗器的一個對外連接端； 電感L2，其一端電性連接于該對外連接端； 二極管D，其陽極電性連接于該電感LI的另一個固定端，其陰極電性連接于該電感L2的另一端； 晶閘管Tl，其陽極電性連接于該電感LI的抽頭K1，其陰極電性連接于該電感L2的另一端，其控制極電性連接于該處理器的相應控制極； 電感L3，其中一個固定端電性連接于二極管D的陽極，其另一個固定端作為磁閥式電抗器的另一個對外連接端； 電感L4，其一端電性連接于該二極管D的陰極，其另一端電性連接于該另一個對外連接端； 晶閘管T2，其陽極電性連接于該電感L3的抽頭K2，其陰極電性連接于該電感L2的另一端，其控制極電性連接于該處理器的相應控制極。
3.如權利要求1所述的自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置，其特征在于，該處理器包括電壓與電流采樣電路、模數轉化電路、勵磁驅動器以及控制器，該電壓與電流采樣電路的一端與母線電性連接，該電壓與電流采樣電路的另一端與該模數轉化電路的一端電性連接，該模數轉化電路的另一端電性連接于該控制器，該控制器還電性連接于該勵磁驅動器的一端，該勵磁驅動器的另一端電性連接于該三個磁閥式電抗器。
4.如權利要求3所述的自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置，其特征在于，該勵磁驅動器與該控制器之間采用光纖通信。
5.如權利要求3所述的自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置，其特征在于，該處理器還包括HMI模塊，HMI模塊與控制器電性連接實現菜單顯示和鍵盤輸入。
6.如權利要求3所述的自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置，其特征在于，該處理器還包括保護反饋驅動模塊，保護反饋驅動模塊與控制器電性連接。
專利摘要本實用新型涉及一種自勵磁磁控電抗器無功補償控制裝置，其用于補償母線上的無功功率，其包括三個磁閥式電抗器，其輸入、輸出端首尾相接而呈三角形連接方式，其中兩個電性連接的磁閥式電抗器之間引出線而連接至母線；處理器，其電流、電壓采樣端與該母線電性連接，其三個控制端分別連接該三個電磁式電抗器的控制極而控制該三個電磁式電抗器的導通；扼流圈，其一端電性連接于母線；以及電容，其一端電性連接于該扼流圈的另一端，其另一端電性接地。本實用新型的優點在于能補償磁控電抗器滯后特性，減少造成動態響應時間長，穩定性差的特點，提高無功補償系統動態響應時間穩定性。
文檔編號H02J3/18GK203071584SQ201320080908
公開日2013年7月17日 申請日期2013年2月21日 優先權日2013年2月21日
發明者李瑜 申請人:安徽天沃電氣技術有限公司