本實用新型涉及一種用于三相功率優化裝置中的復用型電抗器投切模塊。
背景技術：
在我國的城鄉配電網中，主要采用三相四線制的配電方式。由于用戶側存在著大量的單相有功負荷和無功負荷，而且用電不具有同時性，因此，一方面使線路中的無功電流增大，導致無功損耗增大；另一方面使三相配電變壓器處于不對稱的運行狀態，產生大量的負序電流和零序電流，這些負序電流和零序電流會嚴重污染電網，大大增加電網的功率損耗，增大變壓器的損耗，降低變壓器的出力，給配電網的安全運行帶來威脅。
現有三相功率優化裝置大都采用電容補償的方式補償負荷無功，提高功率因數，減少線路無功損耗，達到節約能耗的目的。但在有的實際應用場合，由于電容器過補償使功率因數為負值，且由于三相有功負荷不均衡使三相不平衡度較大。此時，如果采用相間跨接電容器的方式來轉移有功電流，達到三相有功平衡時，會向線路中輸送更多的容性無功，使得線路的無功過補償程度更加嚴重，功率因數降低（功率因數的絕對值減小），線路的無功損耗進一步增大，造成線路發熱嚴重，對臺區變壓器和用電設備的使用造成安全隱患。
本實用新型針對上述三相功率優化裝置所存在的不足之處進行改進，設計了一種復用型電抗器投切模塊，該模塊由一個多抽頭電抗器和多個可控開關組成，通過控制不同可控開關的動作，使不同容量的電抗器接入三相交流電的相零之間或相相之間，若電抗器接入交流電的相零之間，則可以補償系統的感性無功功率，使系統過補償的程度減輕，功率因數絕對值增大；若電抗器接入交流電的相相之間，則可以轉移系統的有功電流，解決系統三相電流不平衡的問題。因此該模塊既可以通過補償系統中的感性無功電流，減小系統中的無功損耗；也可以通過在相間轉移有功電流，使三相有功電流達到平衡，實現功率優化和節能降耗的目的。
技術實現要素：
本實用新型的發明目的是為三相功率優化裝置提供一種復用型電抗器投切模塊，該模塊用于出現無功功率過補償的場合，可以使不同容量的電抗器接入三相交流電的相零之間或相相之間，既能夠補償系統的感性無功功率，增大功率因數絕對值，減小系統中的無功損耗，又能夠轉移系統的有功電流，解決系統三相電流不平衡的問題，實現功率優化和節能降耗的目的。
本實用新型具體通過如下技術手段實現其發明目的：復用型電抗器投切模塊，包括電抗器，10個可控開關K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10，控制器和驅動調理電路，其特征在于：所述電抗器包含6個抽頭L1、L1’、L2、L2’、L0、L0’，所述抽頭L1、L2分別通過所述可控開關K8、K7與所述可控開關K1、K2、K3的第一端連接，所述可控開關K1、K2、K3的第二端分別與三相四線交流電的A相、B相、C相連接，所述抽頭L1’,L2’分別通過所述可控開關K9、K10與所述可控開關K4、K5、K6的第一端連接，所述可控開關K4、K5、K6的第二端分別與三相四線交流電的B相、C相、N相連接，所述抽頭L0與所述抽頭L0’連接；所述控制器輸出10路驅動信號，經過所述驅動調理電路處理之后，分別控制所述10個可控開關的斷開和閉合。
所述10個可控開關的初始狀態均為斷開狀態。
所述電抗器的抽頭L1、L1’對應第一種容量的繞組，L2、L2’ 對應第二種容量的繞組，同一時刻內，第一種容量的繞組投入使用或第二種容量的繞組投入使用。
所述電抗器的鐵心由硅鋼片焊接而成，線圈為扁線立繞結構。
所述驅動調理電路對輸入的驅動信號進行處理，調整其波形、幅度、寬度、移相和重復頻率，并對其進行隔離，形成適合可控開關的驅動信號。
作為本實用新型的可選實施方式：所述可控開關元件均為復合開關，復合開關可以進行過零投切，可有效的避免投切過程中產生的浪涌電流和觸頭間拉弧的現象。
作為本實用新型的可選實施方式：所述可控開關元件均為同步開關，同步開關可以在開關接點兩端電壓為零的時刻閉合，從而實現電抗器的無涌流投入，在電流為零的時刻斷開，從而實現開關接點的無電弧分斷。
相對于現有技術，本實用新型具有如下有益效果：
本實用新型通過控制不同可控開關的動作，使不同容量的電抗器接入三相交流電的相零之間或相相之間，若電抗器接入交流電的相零之間，則可以補償系統的感性無功功率，若電抗器接入交流電的相相之間，則可以轉移系統的有功電流，解決系統三相電流不平衡的問題。因此該模塊既可以通過補償系統中的感性無功電流，減小系統的過補償容量，降低系統的無功損耗；也可以通過在相間轉移有功電流，使三相有功電流達到平衡，實現功率優化和節能降耗的目的。
附圖說明
圖1為本實用新型較佳實施例的復用型電抗器投切模塊原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實施例的復用型電抗器投切模塊包括電抗器L，10個同步開關K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10，控制器和驅動調理電路。所述電抗器L包含6個抽頭L1、L1’、L2、L2’、L0、L0’，所述抽頭L1、L2分別通過所述可控開關K8、K7與所述同步開關K1、K2、K3的第一端連接，所述同步開關K1、K2、K3的第二端分別與三相四線交流電的A相、B相、C相連接，所述抽頭L1’,L2’分別通過所述同步開關K9、K10與所述同步開關K4、K5、K6的第一端連接，所述同步開關K4、K5、K6的第二端分別與三相四線交流電的B相、C相、N相連接，所述抽頭L0與所述抽頭L0’連接；所述控制器輸出10路驅動信號KDr1、KDr2、KDr3、KDr4、KDr5、KDr6、KDr7、KDr8、KDr9、KDr10，經過所述驅動調理電路處理之后，分別控制所述10個同步開關的斷開和閉合。
本實施例的工作原理如下：
同步開關K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10的初始狀態均為斷開狀態。電抗器L的抽頭L1，L1’對應第一種容量的繞組，抽頭L2，L2’對應第二種容量的繞組，同一時刻該模塊只能接入一種容量的繞組。
若進行A相感性無功補償，則控制器首先輸出驅動信號KDr1和KDr6，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K1和K6閉合；然后根據實際的需求選擇投入不同容量的電抗器：若需要投入第一種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr8和KDr9，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K8和K9閉合，此時電抗器抽頭L1，L1’對應容量的繞組接入交流A相與零線N之間；若需要投入第二種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr7和KDr10，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K7和K10閉合，此時電抗器抽頭L2，L2’對應容量的繞組接入交流A相與零線N之間。
若進行B相感性無功補償，則控制器首先輸出驅動信號KDr2和KDr6，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K2和K6閉合；然后根據實際的需求選擇投入不同容量的電抗器：若需要投入第一種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr8和KDr9，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K8和K9閉合，此時電抗器抽頭L1，L1’對應容量的繞組接入交流A相與零線N之間；若需要投入第二種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr7和KDr10，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K7和K10閉合，此時電抗器抽頭L2，L2’對應容量的繞組接入交流A相與零線N之間。
若進行C相感性無功補償，則控制器首先輸出驅動信號KDr3和KDr6，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K3和K6閉合；然后根據實際的需求選擇投入不同容量的電抗器：若需要投入第一種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr8和KDr9，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K8和K9閉合，此時電抗器抽頭L1，L1’對應容量的繞組接入交流A相與零線N之間；若需要投入第二種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr7和KDr10，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K7和K10閉合，此時電抗器抽頭L2，L2’對應容量的繞組接入交流A相與零線N之間。
若進行三相電流不平衡調節，當需要在A相和B相之間轉移有功電流時，則控制器首先輸出驅動信號KDr1和KDr4，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K1和K4閉合；然后根據實際的需求選擇投入不同容量的電抗器：若需要投入第一種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr8和KDr9，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K8和K9閉合，此時電抗器抽頭L1，L1’對應容量的繞組接入交流A相與交流B相之間；若需要投入第二種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr7和KDr10，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K7和K10閉合，此時電抗器抽頭L2，L2’對應容量的繞組接入交流A相與交流B相之間。
若進行三相電流不平衡調節，當需要在B相和C相之間轉移有功電流時，則控制器首先輸出驅動信號KDr2和KDr5，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K2和K5閉合；然后根據實際的需求選擇投入不同容量的電抗器：若需要投入第一種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr8和KDr9，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K8和K9閉合，此時電抗器抽頭L1，L1’對應容量的繞組接入交流B相與交流C相之間；若需要投入第二種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr7和KDr10，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K7和K10閉合，此時電抗器抽頭L2，L2’對應容量的繞組接入交流B相與交流C相之間。
若進行三相電流不平衡調節，當需要在A相和C相之間轉移有功電流時，則控制器首先輸出驅動信號KDr1和KDr5，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K1和K5閉合；然后根據實際的需求選擇投入不同容量的電抗器：若需要投入第一種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr8和KDr9，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K8和K9閉合，此時電抗器抽頭L1，L1’對應容量的繞組接入交流A相與交流C相之間；若需要投入第二種容量的繞組，則控制器輸出驅動信號KDr7和KDr10，經過驅動調理電路處理之后，驅動同步開關K7和K10閉合，此時電抗器抽頭L2，L2’對應容量的繞組接入交流A相與交流C相之間。