[实用新型]智能型模块化低压动态无功补偿与滤波装置

说明书

技术领域

本实用新型具体涉及一种智能型模块化低压动态无功补偿与滤波装置。

背景技术

在电力系统中，无功功率是电能传输过程中必不可少的，并且直接影响系统的电压稳定性，是电能质量的重要指标。现有配电网的无功补偿装置主要有无源式的固定电容器组、晶闸管投切电容器组、无源式固定电容器组和晶闸管控制电抗器组合及有源式的静止无功发生器等。

电力电子技术的快速发展，大量的电力电子设备等非线性负荷接入电网，电网无功增加的同时，谐波电流也随之增加。谐波对现有无功补偿装置中电抗器和电容器等关键部件的影响巨大。

实用新型内容

本发明的目的是提供一种智能型模块化低压动态无功补偿与滤波装置，可在线监测功率模块内部电抗器、电容器的状态，当电抗器和电容器出现异常时，自动闭锁该补偿回路，保障电抗器和电容器的安全运行，实现无功动态补偿装置关键部件在线监测功能。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：

即一种智能型模块化低压动态无功补偿与滤波装置，包括柜体，其特征在于柜体内设有智能监控器和功率模块单元，所述智能控制器包括FPGA处理器、信号采集单元和控制保护单元，FPGA处理器分别和信号采集单元、控制保护单元连接，所述功率模块单元包括串接在一起的电抗器、电容器、投切器和断路器，所述信号采集单元分别与电控器、电容器连接，控制保护单元与投切器连接。

作为本实用新型的一个优选方案：所述功率模块单元为1-12个，一个智能监控器同时监测控制多个功率模块单元。本实用新型的功率模块单元最大数量优选12个，在某些情况下，数量还可以更多。

本实用新型的智能监控器的FPGA处理器采用Xilinx公司的Spartan3adsp进行程序开发，FPGA时钟频率最高可到200MHz，内部有64个硬件DSP单元，DSP并行运行，运算速率远高于单个DSP控制方式，且通信延迟小，响应速度更快，便于采用更先进的控制算法。

作为本实用新型的一个优选方案：智能监控器还包括显示器单元，所述显示器单元与控制保护单元连接。

本实用新型在电抗器内置热敏电阻，将热敏电阻的电阻值通过信号采集单元输送到FPGA处理器，FPGA处理器根据电阻阻值和电抗器温度的函数关系，自动将热敏电阻阻值换算成电抗器的温度值，当电抗器的温度达到温度设定值时，控制保护单元通过控制投切器闭锁该组功率模块单元，同时发出电抗器超温报警信号，复归后，该组功率模块单元自动投入运行。

电容器的电压和电流信息通过信号采集单元输送到FPGA处理器，FPGA处理器自动计算电容器的电容值，当电容器的电容值出现异常时，控制保护单元通过控制投切器闭锁该组功率模块单元，发出电容值异常报警信号，复归后，该组功率模块单元自动投入运行。

本实用新型具有安装方便、运行安全可靠、自动化程度高的优点。本实用新型的功率模块单元采用模块化设计，在柜体内安装方便，智能监控器自动实现功率模块单元的闭锁和复归，同时可以发出报警信号，运行安全可靠，自动化程度高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电路原理示意图。

如图中所示：1柜体；2智能监控器；2-1FPGA处理器；2-2信号采集单元；2-3控制保护单元；2-4显示器单元；3功率模块单元；3-1电容器；3-2电抗器；3-3投切器；3-4断路器。

具体实施方式

如图1所示：柜体1的上部设有智能监控器2，下部设有多个功率模块单元3。

如图2所示：智能监控器包括FPGA处理器2-1、信号采集单元2-2、控制保护单元2-3和显示器单元2-4，FPGA处理器2-1分别和信号采集单元2-2、控制保护单元2-3连接，显示器单元2-4与控制保护单元2-3连接。每个功率模块单元3包括串接在一起的电容器3-1、电抗器3-2、投切器3-3和断路器3-4，所述每个功率模块单元3的电容器3-1、电抗器3-2均与信号采集单元2-2连接，每个功率模块单元3的投切器3均与控制保护单元2-3连接。

本实用新型在电抗器3-2内置热敏电阻，将热敏电阻的电阻值通过信号采集单元2-2输送到FPGA处理器2-1，FPGA处理器2-1根据电阻阻值和电抗器温度的函数关系，自动将热敏电阻阻值换算成电抗器3-2的温度值，当电抗器3-2的温度达到温度设定值时，控制保护单元2-3通过控制投切器3-3闭锁该组功率模块单元3，同时发出电抗器超温报警信号，复归后，该组功率模块单元3自动投入运行。

电容器3-1的电压和电流信息通过信号采集单元2-2输送到FPGA处理器2-1，FPGA处理器2-1自动计算电容器3-1的电容值，当电容器3-1的电容值出现异常时，控制保护单元2-3通过控制投切器3-3闭锁该组功率模块单元3，发出电容值异常报警信号，复归后，该组功率模块单元3自动投入运行。