一種智能調補和抑制諧波裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種智能調補和抑制諧波裝置，包括模塊化的智能調補電容器組以及與所述智能調補電容器組通訊連接的智能編組復合開關,與所述智能編組復合開關連接、由所述智能編組復合開關控制投切進行諧波抑制的抑制諧波電路模塊。本實用新型通過智能調補電容器組以及與所述智能調補電容器組通訊連接的智能編組復合開關,與所述智能編組復合開關連接，由所述智能編組復合開關控制投切進行諧波抑制的抑制諧波電路模塊，從而可以實現補償無功功率和治理諧波，同時對三相負荷進行自動調整。
【專利說明】一種智能調補和抑制諧波裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種可同時對三相負荷進行自動調整和無功補償并具有抑制諧波功能智能調補和抑制諧波裝置。
【背景技術】
[0002]城市中的用電負荷(如變頻空調、冰箱、電視機、計算機、顯示器、熒光燈等)具有大量的無功功率和諧波。另外，這些負荷由于用電的不同時性，造成供電變壓器的不對稱運行，加大了變壓器的損耗，影響供電質量。
[0003]用電負荷中有大量的無功功率和諧波。傳統裝置是只有無功補償功能，或者抑制諧波功能或者可對負荷進行自動調整，或者這三個功能的其中兩個，還沒有一種裝置可同時具有這三種功能。
[0004]為了補償無功功率和治理諧波，同時對三相負荷進行自動調整，設計帶有抑制諧波器的三相負荷不對稱自動調整及無功補償裝置很有必要。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于解決上述技術問題而提供一種智能調補和抑制諧波裝置，是一種既能無功補償且對三相負荷不平衡進行自動調整又能抑制諧波的裝置，其可實現對300A以內的負荷支路進行調補和抑制諧波。
[0006]為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0007]—種智能調補和抑制諧波裝置，包括模塊化的智能調補電容器組以及與所述智能調補電容器組通訊連接的智能編組復合開關，與所述智能編組復合開關連接、由所述智能編組復合開關控制投切進行諧波抑制的抑制諧波電路模塊。
[0008]所述智能調補電容器組包括智能調補電容器組開關電路以及所述智能調補電容器組開關電路連接的智能電容器組控制電路；所述智能電容器組控制電路包括標準RS232串行通信接口電路、RS485串行通信接口電路、溫度傳感器、多個微型電流互感器CT，均與微處理器連接。
[0009]所述智能調補電容器組開關電路包括4臺電容器組，每臺電容器組包括3只單相電容器，每只單相電容器對應串聯一開關。
[0010]所述4臺電容器組中有2組電容器組采用角接，另外2組電容器組采用星接。
[0011]所述抑制諧波電路模塊包括三個抑制諧波器，所述抑制諧波器為二階無源高通濾波器。
[0012]所述二階無源高通濾波器包括一單相電容器、一電阻以及一電抗器；所述電阻與所述電抗器并聯后與所述單相電容器串聯。
[0013]所述二階高通濾波器的截止頻率為3次。
[0014]所述智能編組復合開關包括單片機以及由所述單片機控制的分別與所述三個二階無源高通濾波器對應電連接的多個開關。
[0015]所述智能調補電容器組通過485總線連接所述智能編組復合開關。
[0016]本實用新型通過在三相四線交流電路中接入模塊化的智能調補電容器組以及與所述智能調補電容器組通訊連接的智能編組復合開關，與所述智能編組復合開連接，由所述智能編組復合開關控制投切進行諧波抑制的抑制諧波電路模塊，從而可以實現用電負荷中有大量的無功功率補償和治理諧波，同時對三相負荷進行自動調整。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1所示為本實用新型實施例提供的智能調補和抑制諧波裝置的結構示意圖；
[0018]圖2所示為本實用新型實施例提供的智能調補電容器組的電路示意圖；
[0019]圖3所示為本實用新型實施例提供的抑制諧波電路的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面，結合實例對本實用新型的實質性特點和優勢作進一步的說明，但本實用新型并不局限于所列的實施例。
[0021]本發明通過模塊化的智能電容器組檢測無功功率和諧波數值，控制電容器組開關電路的投切，并通過智能無涌流投切開關控制各個抑制諧波器的投入和切除，以實現調補和抑制諧波。
[0022]請參閱圖1，一種智能調補和抑制諧波裝置，包括模塊化的智能調補電容器組I以及與所述智能調補電容器組I通訊連接的智能編組復合開關FK，與所述智能編組復合開關FK (智能無涌流投切開關)連接、由所述智能編組復合開關FK控制投切進行諧波抑制的抑制諧波電路模塊2 ;所述智能調補電容器組與所述智能編組復合開關FK分別通過一斷路器QF1、QF3與總斷路器QFl相連接。
[0023]進一步的，所述智能電容器組與所述智能編組復合開關FK通過485通訊相通訊連接。
[0024]所述智能調補電容器組包括智能調補電容器組開關電路以及所述智能調補電容器組開關電路連接的智能電容器組控制電路，通過模塊化方式組裝后封裝在一起形成一個模塊。
[0025]所述智能電容器組控制電路包括標準RS232串行通信接口電路、RS485串行通信接口電路、溫度傳感器、多個微型電流互感器CT，均與微處理器連接。
[0026]所述智能電容器組控制電路實時檢測各個電容支路的電流值、諧波值、電容器運行時的溫度，具有過壓、欠壓、斷相、過流、短路、諧波、超溫保護，一旦運行參數越限，電容器組便自動退出運行，達到保護電容器組的目的。
[0027]所述微處理器進一步與GPRS模塊連接，可通過所述GPRS模塊輸出檢測運行數據，通過Internet可將運行數據遠方傳輸并存儲，方便運行人員對變壓器及電容器組的運行狀態進行監控。
[0028]所述智能調補電容器組開關電路包括4臺電容器組，每臺電容器組包括3只單相電容器，每只單相電容器對應串聯一開關。具體的，參見圖2所示，第一臺電容器組包括3只單相電容器C11、C12、C13 ;第二臺電容器組包括3只單相電容器C21、C22、C23 ;第三臺電容器組包括3只單相電容器C31、C32、C33 ;第四臺電容器組包括3只單相電容器C41、C42、C43 ;所述單相電容器分別連接開關K1-K12，所述開關K1-K12分別與所述智能電容器組控制電路相連接。
[0029]其中，所述4臺電容器組中有2組電容器組采用角接，另外2組電容器組采用星接。
[0030]本實用新型實施例中，所述模塊化的智能電容器組取代了傳統的控制器、空氣開關、交流接觸器、可控硅、熱繼電器等與電容器配線連接結構，將其合為一個整體，發熱量小，組屏安裝的時候采用積木堆積方式，電容器損壞時只需單體簡單快速更換，可以多臺電容器組屏安裝，在使用現場快速組裝，接線簡單，大大提高了成套廠的生產效率；另外由于產品體積小，接線簡單，隨著用電用戶電力負荷的增加，可以隨時增加電容器的數量，方便用戶用電負荷發展需要。
[0031]本實用新型實施例中，所述智能編組復合開關包括單片機、編組磁保持繼電器，雙向可控硅，旁路磁保持繼電器，所述雙向可控硅、所述旁路磁保持繼電器、所述編組磁保持繼電器的動作由所述單片機來控制，所述單片機通過RS-485接口與智能調補電容器組上的485通訊口相連，由所述智能電容器組上的所述智能電容器組控制電路發出信號，再由所述智能編組復合開關中的單片機驅動所述旁路磁保持繼電器、所述編組磁保持繼電器和所述雙向可控硅動作，控制開關Jl一J9及交流電子開關，從而達到投切各組濾波電路。
[0032]所述智能編組復合開關采用相控過零投切，可以實現電容器電壓過零投入，電流過零切除，無投切涌流，提高了供電質量和電容器的使用壽命。
[0033]本實用新型實施例中，所述抑制諧波電路包括由所述智能編組復合開關控制投入與切除的三個抑制諧波器。
[0034]本實施例中，所述抑制諧波器為二階無源高通濾波器，它在低頻時呈現為高阻抗，因而低頻分量不能通過；所述二階無源高通濾波器包括一單相電容器C、一電阻R以及一電抗器L ;所述電阻R與所述電抗器L并聯后與所述單相電容器C串聯。
[0035]本實施例中，所述二階無源高通濾波器選擇截止頻率為3次，可抑制3次以上諧波；其中，三個二階阻尼支路以Y形接法連接，三個支路分別與智能編組復合開關FK控制AN、BN、CN三相投切的6個端子連接。
[0036]開關閉合后，所述智能電容器組檢測電路中的無功功率和諧波數值并分析計算，控制電容器組的投切，并通過485通訊控制智能編組復合開關，然后智能編組復合開關再控制各個抑制諧波器的投入和切除。
[0037]所述智能調補電容器組的工作原理是采用由無功元件構成不對稱的無功補償導納網絡原理，將負荷中的感性無功負荷等效為虛擬電抗器，與裝置中的電容器配合搭接，使變壓器的負荷得到合理均衡的分配，且無功得到補償，最終實現補償無功和有功負荷均衡調整的功能。
[0038]本實用新型的控制過程為:所述智能電容器組控制電路經過對電能信號采樣、轉換和數據計算，最后發出投入電容的指令以及具體投入電容的組數，并實時監測無功補償情況，及時調整補償電容的數量，待滿足要求后及時切斷電容補償；在進行諧波抑制時，智能電容器組上的智能電容器組控制電路首先對采樣信息進行數據轉換、計算，并做出投切濾波電路的判斷，該投切信號經485通訊口傳遞給智能編組復合開關FK，智能編組復合開關FK根據相應信號采取動作，投入或斷開與之相對應的各組濾波電路，最終實現抑制諧波的作用。
[0039]本實用新型智能電容器組在判斷三相負荷不對稱時，先在各相間投入適當電容器，實現對有功功率的均衡調整，再對各單相分別補償，在解決三相負荷不對稱的同時，對無功缺額的各相進行單獨補償，可實現有功功率在三相間的均衡分配，同時補償無功功率；當通以適量諧波時，通過抑制諧波電路能有效地減小諧波，從而實現控制和減小電力系統設備的諧波。
[0040]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種智能調補和抑制諧波裝置，其特征在于，包括模塊化的智能調補電容器組以及與所述智能調補電容器組通訊連接的智能編組復合開關，與所述智能編組復合開關連接、由所述智能編組復合開關控制投切進行諧波抑制的抑制諧波電路模塊。
2.根據權利要求1所述智能調補和抑制諧波裝置，其特征在于，所述智能調補電容器組包括智能調補電容器組開關電路以及所述智能調補電容器組開關電路連接的智能電容器組控制電路；所述智能電容器組控制電路包括標準RS232串行通信接口電路、RS485串行通信接口電路、溫度傳感器、多個微型電流互感器CT，均與微處理器連接。
3.根據權利要求2所述智能調補和抑制諧波裝置，其特征在于，所述智能調補電容器組開關電路包括4臺電容器組，每臺電容器組包括3只單相電容器，每只單相電容器對應串聯一開關。
4.根據權利要求3所述智能調補和抑制諧波裝置，其特征在于，所述4臺電容器組中有2組電容器組采用角接，另外2組電容器組采用星接。
5.根據權利要求1或4所述智能調補和抑制諧波裝置，其特征在于，所述抑制諧波電路模塊包括三個抑制諧波器，所述抑制諧波器為二階無源高通濾波器。
6.根據權利要求5所述智能調補和抑制諧波裝置，其特征在于，所述二階高通濾波器包括一單相電容器、一電阻以及一電抗器；所述電阻與所述電抗器并聯后與所述單相電容器串聯。
7.根據權利要求6所述智能調補和抑制諧波裝置，其特征在于，所述二階無源高通濾波器的截止頻率為3次。
8.根據權利要求7所述智能調補和抑制諧波裝置，其特征在于，所述智能編組復合開關包括單片機以及由所述單片機控制的分別與所述三個二階無源高通濾波器對應電連接的多個開關。
9.根據權利要求1或8所述智能調補和抑制諧波裝置，其特征在于，所述智能調補電容器組通過485總線連接所述智能編組復合開關。
【文檔編號】H02J3/18GK203839957SQ201420127770
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月20日 優先權日:2014年3月20日
【發明者】賈文卓, 張穎菁, 張婕, 王僑舉 申請人:天津市三源電力設備制造有限公司