專利名稱：無功功率補償器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電力工程領域，特別涉及一種無功功率補償器。
在現有的電力系統中，許多用電設備都是電感性的，系統自然功率因數過低。在相同的供電網絡中，如果功率因數低，將占用較多的發、供、配電設備容量，使電能不能充分有效的利用。為了禰補這類問題，工程上常采用在電路中并聯電容器的辦法補償無功功率，來提高功率因數，由于電容提供的無功功率Qc＝U2ωC，改變電容的量值就可以改變無功功率Qc的大小，達到提高功率因數的目的。所以目前國內外廣泛采用的功率因數自動控制系統其原理就是用并入電容的方法來實現的，如附
圖1所示，功率因數檢測控制器根據檢測到的COSφ值來控制電容器并入的多少，使功率因數COSφ盡可能的穩定在某一較高的給定值上。這種用并入電容的方法來提高功率因數COSφ，存在著投切電容時不可避免地產生巨大的涌流和半生電壓波動、暫態過度諧波以及操作過電壓等棘手的技術問題，為解決這些問題不得不采取相應的技術措施，還要增加一些必要的設備；由于投切電容器是一組一組的，造成了功率因數控制的不連續性。
本實用新型的目的就是為了克服上述問題，提供一種結構簡單，實用性強的無功功率補償器。
為了完成上述任務，本實用新型是這樣實現的由于電容提供的無功功率Qc＝Uc2ωC，在給定電容的量值時，采用改變加在電容兩端的電壓，也可以改變無功功率Qc的大小，來達到提高功率因數的目的。
為達到這一目的，本實用新型的無功功率補償器是由補償變壓器、電容器、調壓器、功率因數控制器、調壓控制執行器等構成，補償變壓器輸出級串聯的接在電容器與電網之間，補償變壓器輸入級與調壓器輸出級聯接，調壓器的兩端分別和電網及參考零電位相連接。電容器也可以由若干個分電容器星接或角接構成。補償變壓器的輸入級受調壓控制執行器控制后，接入調壓器輸出級。功率因數控制器輸出端與調壓控制執行器輸入端相連接；功率因數控制器的輸入端接在與電網連接的檢測元件上。
由于上述方案中電容器的一端接入了補償變壓器，電容器兩端的電壓Uc就是電網電壓U和補償變壓器輸出電壓ΔU的疊加，即Uc＝U+ΔU，當電容器的電容量為某一給定值時，改變ΔU的大小和正負極性，就可以改變無功功率Qc＝Uc2ωC大小，達到提高功率因數COSφ的目的。這種采用調整電壓方式來改變補償的無功功率，其電壓的調整具有相對的連續性，可保證功率因數的相對穩定性。不產生涌流和半生電壓波動、過電壓以及暫態過度諧波等問題。
以下結合附圖進一步說明上述方案實施過程；圖1是目前使用中的無功功率補償原理示意圖；如圖1所示，功率因數控制器1根據檢測元件5提供的信號、測算出電網4當中的功率因數后控制開關3，即控制電容器2的投切量來提高電網4中的功率因數COSφ。
圖2是本實用新型無功功率補償器的工作原理示意圖；如圖2所示，在電源提供630kAV的三相交流電網上，我們實測得到的功率因數僅為＝0.75，當接入一個由100kAV補償變壓器1、三組30kvar電容器2、調壓器4、功率因數控制器5、調壓控制執行器3等構成的三相無功功率補償器后，就完全可以實際調整到功率因數cosφ＝0.98。實現這一過程我們采用了如圖2所示電路構成的三相無功功率補償器，該補償器中的補償變壓器1三個輸出級的一端分別與三組30kvar的電容器2相連接，三組電容器2組成星接，星接點接在參考零電位上。補償變壓器1三個輸出級的另一端接入三相交流電網7，補償變壓器1的三個輸入級分別與調壓器4輸出端相聯接，其連接點受調壓控制執行器3控制，調壓器4的三個輸入級兩端分別和三相電網7及參考零電位相連接。三相功率因數控制器5輸出端與調壓控制執行器3相連接，輸入端通過檢測元件6與三相交流電網7相連接。其工作原理是當給定功率因數控制器5某一設定的功率因數值時，功率因數控制器5通過對檢測元件6提供的信號進行數據處理，同時進行判斷，如果功率因數偏離某一設定值時，功率因數控制器5輸出一個信號給調壓控制執行器3，調壓控制執行器3根據這一信號來控制調壓器4輸出端提供給補償變壓器1輸入端的電壓，使無功功率Qc＝(U+ΔU)2ωC因ΔU的大小和正負極性變化而改變，達到提高功率因數的目的，并恒定在某一給定值上。
權利要求1.一種由補償變壓器、電容器、調壓器、功率因數控制器、調壓控制執行器等構成的無功功率補償器，其特征在于補償變壓器(1)輸出級串接在電容器(2)與電網(7)之間，補償變壓器(1)輸入級與調壓器(4)輸出級聯接，調壓器(4)輸入級兩端分別和電網(7)及參考零電位相連接。
2.如權利要求1所述的無功功率補償器，其特征在于電容器(2)可由若干個分電容器星接或角接構成。
3.如權利要求1所述的無功功率補償器，其特征在于補償變壓器(1)輸入級接入調壓器(4)的輸出級時受調壓控制執行器(3)的控制。
4.如權利要求1所述的無功功率補償器，其特征在于功率因數控制器(5)輸出端與調壓控制執行器(3)相連接。
專利摘要本實用新型屬于電力工程領域,為了克服用并入電容器來提高功率因數的方法中,存在的投切電容時不可避免地產生巨大的涌流和半生電壓波動以及暫態過度諧波等棘手的技術問題,特提供一種設計合理、結構簡單、實用性強、可保證功率因數恒定在設定值上的無功功率補償器,本實用新型是由補償變壓器、電容器、調壓器、功率因數控制器、調壓控制執行器等構成。
文檔編號H02J3/18GK2388763SQ99218948
公開日2000年7月19日 申請日期1999年7月30日 優先權日1999年7月30日
發明者劉靜塵 申請人:劉靜塵