电能低压动态无功补偿装置

(21)申请号[1**********]5. 2

(22)申请日2012. 10.28

(73)专利权人湖南金百大能效管理科技有限公

司

地址413000湖南省长沙市芙蓉区五一大道

湘域中央花苑2号栋909室

(72)发明人姚富忠

(51)Int. CI.

H02J 3/18(2006.01)

H02J3/01(2006.01)

(54)实用新型名称

电能低压动态无功补偿装置

(57)摘要

本实用新型涉及一种电能低压动态无功补偿

装置，包括信号采集单元、信号处理单元、执行单

元，其中;信号采集单元用来采集系统电压和电

流信号;信号处理单元用来对采集的系统的无功

分量信号，进行A/D转换、比较和运算后，发出控

制指令;执行单元根据信号处理单元的控制进行

动作.使晶闸管开关执行投、切操作，将电力电容

器组投入或切除。本实用新型采用无触点自动投

切，可以连续频繁投切滤波器组而不影响开关和

电容器的寿命，能够自动检测系统无功量，根据系

统所需要的无功量进行快速、实时补偿，提高低压

配电网的功率因数与供电设备的承载能力，滤除

系统的谐波，降低线路损耗，提高变压器的传输线

路的利用率，提高负载端的供电质量。

CN 202840530 U

权利要求书

1/1页

1.电能低压动态无功补偿装置，其特征在于:它包括信号采集单元、信号处理单元、执

行单元，其中:信号采集单元用来采集系统电压和电流信号;信号处理单元用来对采集的 系统的无功分量Q信号，进行A/D转换、比较和运算后，发出控制指令;执行单元根据信号处

理单元的控制进行动作，使晶闸管开关执行投、切操作，将电力电容器组投入或切除。

2.根据权利要求1所述的电能低压动态无功补偿装置，其特征在于:所述信号采集单

元包括电流传感器、电压传感器。

3.根据权利要求1所述的电能低压动态无功补偿装置，其特征在于:所述信号处理单

元包括智能无功控制器。

4.根据权利要求1所述的电能低压动态无功补偿装置，其特征在于:所述执行单元由晶闸管和电力电容器组成。

电能低压动态无功补偿装置

技术领域

[0001]本实用新型涉及电力系统无功功率补偿设备技术领域，尤其是涉及一种具有良好 控制谐波功能的动态滤波无功补偿柜。

背景技术

[0002〕电力系统中的负载类型大部分属于感性负载，加上用电企业普遍广泛地使用电力

电子设备，电力电子装置的广泛应用给人们带来工作环境的改善和用电效能的提高，但是

大量的非线形负载，如晶闸管整流器、变频器等产生的高次谐波也随之注入电网，引起电压

和电流的畸变，使用电环境极度恶化，设备之间互相影响，严重时不能正常工作，使电网功

率因数较低。较低的功率因数降低了设各利用率，增加了供电投资，损害了电压质量，降低

了设备使用寿命，大大增加了线路损耗。为了改善电网功率因数低下带来的能源浪费和这

些不利供电生产的因素，必须使电网功率因数得到有效的提高。显然这些无功功率如果都

要由发电机提供并远距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的办法就是在需要无

功功率的地方产生无功功率，即增加无功功率补偿设备与装置。电能低压动态无功补偿装

置可实现动态无功补偿、稳定电压、滤除谐波的新型装置。

实用新型内容

[0003〕本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种具有无功补偿、电压稳定、能滤除

谐波的电能低压动态无功补偿装置，采用晶闸管作为投切开关，利用有源电力滤波器作为

滤波装置，在能够实现动态跟踪补偿的同时，又可以实现谐波控制。

[0004〕为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是:电能低压动态无功补偿装置，包

括信号采集单元、信号处理单元、执行单元，其中:

[0005〕信号采集单元用来采集系统电压和电流信号:

[0006〕信号处理单元用来对采集的系统的无功分量Q信号，进行A/D转换、比较和运算

后，发出控制指令;

[0007〕执行单元根据信号处理单元的控制进行动作，使晶闸管开关执行投、切操作，将电

力电容器组投入或切除。

[0008〕进一步的，所述信号采集单元包括电流传感器、电压传感器。

[0009〕进一步的，所述信号处理单元包括智能无功控制器。

[0010]进一步的，所述执行单元由晶闸管和电力电容器组成。

[0011]本实用新型的工作原理是:信号采集单元将系统电压和电流信号送入智能无功控

制器，控制器提取系统的无功分量Q，经过A/D转换、比较和运算后，由控制器发出控制指

令，使晶闸管开关执行投、切操作，将电力电容器组投入或切除，采用晶闸管作为投切开关，

具有速度快、无噪音、无涌流、无过电压等优点，同时当系统电压与电容器电压相等时投入

电容器组不需要电容器放电即可再次投入，使电容器组可频繁使用。

[001幻本实用新型的有益效果是:(1)采用无触点自动投切，可以连续频繁投切滤波器 组而不影响开关和电容器的寿命，能够自动检测系统无功量，根据系统所需要的无功量进

行快速、实时补偿，提高低压配电网的功率因数与供电设备的承载能力，滤除系统的谐波，

降低线路损耗，提高变压器的传输线路的利用率，提高负载端的供电质量。

[0013] (2)采用晶闸管作为投切开关，具有速度快、无噪音、无涌流、无过电压等优点，同

时该产品当系统电压与电容器电压相等时投入电容器组不需要电容器放电即可再次投入，

使电容器组可频繁使用。

[0014] (3)在节能降耗，加强电力系统网络绿色和稳定运行，提高用户经济效益等方面都

具有重要的现实意义。

附图说明

[0015]图1为本实用新型的工作原理框图。

[0016]附图中，1、信号采集单元2、信号处理单元

3、执行单元

具体实施方式

[0017〕下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

[0018]如图1所示，电能低压动态无功补偿装置，包括信号采集单元1、信号处理单元2,

执行单元3，其中:信号采集单元1包括电流传感器、电压传感器，用来采集系统电压和电流

信号，所述电流互感器的数量为三个，以满足三相共补的电流采样需要，能够自动检测系统

无功量，动态响应时间快。

[0019〕信号处理单元2由智能无功控制器和触发电路组成，用来对采集的系统的无功分

量Q信号，进行A/D转换、比较和运算后，发出控制指令，控制结构简单，功能强大，可靠性

高，可实现投切滤波器、投切电容器组和投切带滤波电抗器的电容器组，控制器采用高性能

微处理器，控制精度高，可选自动控制和手动控制，抗干扰能力强。

[0020〕执行单元3由晶闸管和电力电容器组成，根据信号处理单元的控制进行动作，使

晶闸管开关执行投、切操作，将电力电容器组投入或切除，晶闸管为双向晶闸管或单

向反并

联晶闸管，品闸管在控制器发出的触发信号控制下，可在lOms-20ms时间段内完成对所有

所述补偿电容器组的投切动作，电压过零开通，电流过零关断，不产生涌流和过电压，动态

响应时间快，补偿效果好，适用于负载变化大，冲击性强的用电场合，采用晶闸管作为投切

开关，具有速度快、无噪音、无涌流、无过电压等优点。同时当系统电压与电容器电压相等时

投入电容器组不需要电容器放电即可再次投入，使电容器组可频繁使用。

[0020]执行单元3由晶闸管和电力电容器组成，根据信号处理单元的控制进行动作，使 晶闸管开关执行投、切操作，将电力电容器组投入或切除，晶闸管为双向晶闸管或单向反并

联晶闸管，品闸管在控制器发出的触发信号控制下，可在lOms-20ms时间段内完成对所有

所述补偿电容器组的投切动作，电压过零开通，电流过零关断，不产生涌流和过电压，动态

响应时间快，补偿效果好，适用于负载变化大，冲击性强的用电场合，采用晶闸管作为投切

开关，具有速度快、无噪音、无涌流、无过电压等优点。同时当系统电压与电容器电压相等时

投入电容器组不需要电容器放电即可再次投入，使电容器组可频繁使用。

[0021〕本实用新型的工作原理是;信号采集单元将系统电压和电流信号送入智能无功控 制器，控制器提取系统的无功分量Q，经过A/D转换、比较和运算后，由控制器发出控制指

令，使晶闸管开关执行投、切操作，将电力电容器组投入或切除。采用晶闸管作为投切开关，

具有速度快、无噪音、无涌流、无过电压等优点同时当系统电压与电容器电压相等时投入电

容器组不需要电容器放电即可再次投入，使电容器组可频繁使用。

[0022]需要指出的是，本实用新型并不限于上述实施方式，任何熟悉本专业的技术人员 在基于本实用新型技术方案内对上述实施例所作的任何简单修改、组合应用、等同变化与

修饰，均属于本实用新型的保护范围内。

(21)申请号[1**********]5. 2

(22)申请日2012. 10.28

(73)专利权人湖南金百大能效管理科技有限公

司

地址413000湖南省长沙市芙蓉区五一大道

湘域中央花苑2号栋909室

(72)发明人姚富忠

(51)Int. CI.

H02J 3/18(2006.01)

H02J3/01(2006.01)

(54)实用新型名称

电能低压动态无功补偿装置

(57)摘要

本实用新型涉及一种电能低压动态无功补偿

装置，包括信号采集单元、信号处理单元、执行单

元，其中;信号采集单元用来采集系统电压和电

流信号;信号处理单元用来对采集的系统的无功

分量信号，进行A/D转换、比较和运算后，发出控

制指令;执行单元根据信号处理单元的控制进行

动作.使晶闸管开关执行投、切操作，将电力电容

器组投入或切除。本实用新型采用无触点自动投

切，可以连续频繁投切滤波器组而不影响开关和

电容器的寿命，能够自动检测系统无功量，根据系

统所需要的无功量进行快速、实时补偿，提高低压

配电网的功率因数与供电设备的承载能力，滤除

系统的谐波，降低线路损耗，提高变压器的传输线

路的利用率，提高负载端的供电质量。

CN 202840530 U

权利要求书

1/1页

1.电能低压动态无功补偿装置，其特征在于:它包括信号采集单元、信号处理单元、执

行单元，其中:信号采集单元用来采集系统电压和电流信号;信号处理单元用来对采集的 系统的无功分量Q信号，进行A/D转换、比较和运算后，发出控制指令;执行单元根据信号处

理单元的控制进行动作，使晶闸管开关执行投、切操作，将电力电容器组投入或切除。

2.根据权利要求1所述的电能低压动态无功补偿装置，其特征在于:所述信号采集单

元包括电流传感器、电压传感器。

3.根据权利要求1所述的电能低压动态无功补偿装置，其特征在于:所述信号处理单

元包括智能无功控制器。

4.根据权利要求1所述的电能低压动态无功补偿装置，其特征在于:所述执行单元由晶闸管和电力电容器组成。

电能低压动态无功补偿装置

技术领域

[0001]本实用新型涉及电力系统无功功率补偿设备技术领域，尤其是涉及一种具有良好 控制谐波功能的动态滤波无功补偿柜。

背景技术

[0002〕电力系统中的负载类型大部分属于感性负载，加上用电企业普遍广泛地使用电力

电子设备，电力电子装置的广泛应用给人们带来工作环境的改善和用电效能的提高，但是

大量的非线形负载，如晶闸管整流器、变频器等产生的高次谐波也随之注入电网，引起电压

和电流的畸变，使用电环境极度恶化，设备之间互相影响，严重时不能正常工作，使电网功

率因数较低。较低的功率因数降低了设各利用率，增加了供电投资，损害了电压质量，降低

了设备使用寿命，大大增加了线路损耗。为了改善电网功率因数低下带来的能源浪费和这

些不利供电生产的因素，必须使电网功率因数得到有效的提高。显然这些无功功率如果都

要由发电机提供并远距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的办法就是在需要无

功功率的地方产生无功功率，即增加无功功率补偿设备与装置。电能低压动态无功补偿装

置可实现动态无功补偿、稳定电压、滤除谐波的新型装置。

实用新型内容

[0003〕本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种具有无功补偿、电压稳定、能滤除

谐波的电能低压动态无功补偿装置，采用晶闸管作为投切开关，利用有源电力滤波器作为

滤波装置，在能够实现动态跟踪补偿的同时，又可以实现谐波控制。

[0004〕为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是:电能低压动态无功补偿装置，包

括信号采集单元、信号处理单元、执行单元，其中:

[0005〕信号采集单元用来采集系统电压和电流信号:

[0006〕信号处理单元用来对采集的系统的无功分量Q信号，进行A/D转换、比较和运算

后，发出控制指令;

[0007〕执行单元根据信号处理单元的控制进行动作，使晶闸管开关执行投、切操作，将电

力电容器组投入或切除。

[0008〕进一步的，所述信号采集单元包括电流传感器、电压传感器。

[0009〕进一步的，所述信号处理单元包括智能无功控制器。

[0010]进一步的，所述执行单元由晶闸管和电力电容器组成。

[0011]本实用新型的工作原理是:信号采集单元将系统电压和电流信号送入智能无功控

制器，控制器提取系统的无功分量Q，经过A/D转换、比较和运算后，由控制器发出控制指

令，使晶闸管开关执行投、切操作，将电力电容器组投入或切除，采用晶闸管作为投切开关，

具有速度快、无噪音、无涌流、无过电压等优点，同时当系统电压与电容器电压相等时投入

电容器组不需要电容器放电即可再次投入，使电容器组可频繁使用。

[001幻本实用新型的有益效果是:(1)采用无触点自动投切，可以连续频繁投切滤波器 组而不影响开关和电容器的寿命，能够自动检测系统无功量，根据系统所需要的无功量进

行快速、实时补偿，提高低压配电网的功率因数与供电设备的承载能力，滤除系统的谐波，

降低线路损耗，提高变压器的传输线路的利用率，提高负载端的供电质量。

[0013] (2)采用晶闸管作为投切开关，具有速度快、无噪音、无涌流、无过电压等优点，同

时该产品当系统电压与电容器电压相等时投入电容器组不需要电容器放电即可再次投入，

使电容器组可频繁使用。

[0014] (3)在节能降耗，加强电力系统网络绿色和稳定运行，提高用户经济效益等方面都

具有重要的现实意义。

附图说明

[0015]图1为本实用新型的工作原理框图。

[0016]附图中，1、信号采集单元2、信号处理单元

3、执行单元

具体实施方式

[0017〕下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

[0018]如图1所示，电能低压动态无功补偿装置，包括信号采集单元1、信号处理单元2,

执行单元3，其中:信号采集单元1包括电流传感器、电压传感器，用来采集系统电压和电流

信号，所述电流互感器的数量为三个，以满足三相共补的电流采样需要，能够自动检测系统

无功量，动态响应时间快。

[0019〕信号处理单元2由智能无功控制器和触发电路组成，用来对采集的系统的无功分

量Q信号，进行A/D转换、比较和运算后，发出控制指令，控制结构简单，功能强大，可靠性

高，可实现投切滤波器、投切电容器组和投切带滤波电抗器的电容器组，控制器采用高性能

微处理器，控制精度高，可选自动控制和手动控制，抗干扰能力强。

[0020〕执行单元3由晶闸管和电力电容器组成，根据信号处理单元的控制进行动作，使

晶闸管开关执行投、切操作，将电力电容器组投入或切除，晶闸管为双向晶闸管或单

向反并

联晶闸管，品闸管在控制器发出的触发信号控制下，可在lOms-20ms时间段内完成对所有

所述补偿电容器组的投切动作，电压过零开通，电流过零关断，不产生涌流和过电压，动态

响应时间快，补偿效果好，适用于负载变化大，冲击性强的用电场合，采用晶闸管作为投切

开关，具有速度快、无噪音、无涌流、无过电压等优点。同时当系统电压与电容器电压相等时

投入电容器组不需要电容器放电即可再次投入，使电容器组可频繁使用。

[0020]执行单元3由晶闸管和电力电容器组成，根据信号处理单元的控制进行动作，使 晶闸管开关执行投、切操作，将电力电容器组投入或切除，晶闸管为双向晶闸管或单向反并

联晶闸管，品闸管在控制器发出的触发信号控制下，可在lOms-20ms时间段内完成对所有

所述补偿电容器组的投切动作，电压过零开通，电流过零关断，不产生涌流和过电压，动态

响应时间快，补偿效果好，适用于负载变化大，冲击性强的用电场合，采用晶闸管作为投切

开关，具有速度快、无噪音、无涌流、无过电压等优点。同时当系统电压与电容器电压相等时

投入电容器组不需要电容器放电即可再次投入，使电容器组可频繁使用。

[0021〕本实用新型的工作原理是;信号采集单元将系统电压和电流信号送入智能无功控 制器，控制器提取系统的无功分量Q，经过A/D转换、比较和运算后，由控制器发出控制指

令，使晶闸管开关执行投、切操作，将电力电容器组投入或切除。采用晶闸管作为投切开关，

具有速度快、无噪音、无涌流、无过电压等优点同时当系统电压与电容器电压相等时投入电

容器组不需要电容器放电即可再次投入，使电容器组可频繁使用。

[0022]需要指出的是，本实用新型并不限于上述实施方式，任何熟悉本专业的技术人员 在基于本实用新型技术方案内对上述实施例所作的任何简单修改、组合应用、等同变化与

修饰，均属于本实用新型的保护范围内。