全文摘要
本实用新型公开了一种基于PLC控制的综合无功补偿系统，包括PLC控制器、高压动态无功补偿装置、负载A、变压器DB1、变压器DB2、低压可控硅投切无功补偿装置、负载B和负载C。本基于PLC控制的综合无功补偿系统，采集各高压动态无功补偿装置和低压可控硅投切无功补偿装置所在供电系统的电压电流信号，通过PLC内部算法的运算，输出模拟量和开关量信号，去控制各高压动态无功补偿装置和低压可控硅投切无功补偿装置的投切或补偿量的大小，实现最佳的补偿效果。
主设计要求
1.一种基于PLC控制的综合无功补偿系统，包括PLC控制器(1)、高压动态无功补偿装置(2)、负载A(3)、变压器DB1(4)、变压器DB2(5)、低压可控硅投切无功补偿装置(6)、负载B(7)和负载C(8)，其特征在于：所述高压动态无功补偿装置(2)和负载A(3)和PLC控制器(1)连接一起构成综合无功补偿系统A，低压可控硅投切无功补偿装置(6)、负载B(7)和负载C(8)与PLC控制器(1)连接一起构成综合无功补偿系统B；所述高压动态无功补偿装置(2)包括若干条FC支路和一条TCR支路，若干条FC支路分别记为支路FC1、支路FC2--支路FCn，若干FC支路均由电抗器和电容器串联组成，若干FC支路和一条TCR支路由PLC控制器(1)控制，若干FC支路和TCR支路通过开关K连接在供电电网6～35kV母线上；所述PLC控制器(1)的输入端子接电压互感器PT1电压信号，供电电网6～35kV母线上接有负载A(3)，电流互感器CT1电流信号接入PLC控制器(1)；低压可控硅投切无功补偿装置(6)包括多条晶闸管投切支路TSC，多条晶闸管投切支路TSC分别记为晶闸管投切支路TSC1、晶闸管投切支路TSC2、--晶闸管投切支路TSCn，多条晶闸管投切支路TSC均接在供电系统低压母线上，多条晶闸管投切支路的控制端均接PLC控制器(1)，负载B(7)和负载C(8)均接在供电系统低压母线上，负载B(7)接变压器DB1(4)二次侧低压母线，电压互感器PT2电压信号接入PLC控制器(1)，负载C(8)接变压器DB2(5)二次侧低压母线，电流互感器CT2电流信号接入PLC控制器(1)。
设计方案
1.一种基于PLC控制的综合无功补偿系统，包括PLC控制器(1)、高压动态无功补偿装置(2)、负载A(3)、变压器DB1(4)、变压器DB2(5)、低压可控硅投切无功补偿装置(6)、负载B(7)和负载C(8)，其特征在于：所述高压动态无功补偿装置(2)和负载A(3)和PLC控制器(1)连接一起构成综合无功补偿系统A，低压可控硅投切无功补偿装置(6)、负载B(7)和负载C(8)与PLC控制器(1)连接一起构成综合无功补偿系统B；
所述高压动态无功补偿装置(2)包括若干条FC支路和一条TCR支路，若干条FC支路分别记为支路FC1、支路FC2--支路FCn，若干FC支路均由电抗器和电容器串联组成，若干FC支路和一条TCR支路由PLC控制器(1)控制，若干FC支路和TCR支路通过开关K连接在供电电网6～35kV母线上；
所述PLC控制器(1)的输入端子接电压互感器PT1电压信号，供电电网6～35kV母线上接有负载A(3)，电流互感器CT1电流信号接入PLC控制器(1)；
低压可控硅投切无功补偿装置(6)包括多条晶闸管投切支路TSC，多条晶闸管投切支路TSC分别记为晶闸管投切支路TSC1、晶闸管投切支路TSC2、--晶闸管投切支路TSCn，多条晶闸管投切支路TSC均接在供电系统低压母线上，多条晶闸管投切支路的控制端均接PLC控制器(1)，负载B(7)和负载C(8)均接在供电系统低压母线上，负载B(7)接变压器DB1(4)二次侧低压母线，电压互感器PT2电压信号接入PLC控制器(1)，负载C(8)接变压器DB2(5)二次侧低压母线，电流互感器CT2电流信号接入PLC控制器(1)。
2.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的综合无功补偿系统，其特征在于：所述若干FC支路分别记为支路FC1、支路FC2--支路FCn，若干FC支路均由电抗器和电容器串联组成。
3.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的综合无功补偿系统，其特征在于：所述TCR支路由相控电抗器和晶闸管阀组单元组成，相控电抗器和晶闸管阀组单元依次串联。
4.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的综合无功补偿系统，其特征在于：所述低压可控硅投切无功补偿装置(6)由多条晶闸管投切支路并联而成，每一条晶闸管投切支路由反向并联的一对晶闸管、电容以及电抗器串联而成。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及无功补偿系统技术领域，具体为一种基于PLC控制的综合无功补偿系统。
背景技术
在工业厂矿的无功补偿应用中，在高压侧6～35kV或低压配电系统中装设无功补偿装置，有的是通过人工观察系统母线处的功率因数来进行手动投切，有的是通过检测母线的电压电流来计算母线处的功率因数自动投切，其控制相对独立(孤立)，这样在装设有多套无功补偿装置时，要么不够及时、快速地响应功率因数的变化，要么在未装设无功补偿装置的负载无功欠补时就得不到有效的补偿。
例如存在如下问题：
1.高压侧动态无功补偿装置(SVC)在负荷较小时，无功补偿需要量很小，若SVC装置中配套的滤波补偿装置不能适量退出，SVC中的相控电抗器装置仍然输出较大的感性无功来抵消滤波补偿装置的容性无功，这样造成损耗很大；
2.高压母线配有多台动力变压器，有的变压器二次侧装有低压无功补偿装置，有的没有。当装有低压无功补偿装置的变压器负荷较小时，低压无功补偿装置会自动切除；而没有低压无功补偿装置的变压器的负荷较大时，则需要无功补偿，因此高压母线的功率因数较低。
基于上述问题，提出一种基于PLC控制的综合无功补偿系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于PLC控制的综合无功补偿系统，具有性能稳定可靠，可对分散的高低压动态无功补偿装置综合协调的控制，控制高效精准的优点，解决了现有技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于PLC控制的综合无功补偿系统，包括PLC控制器、高压动态无功补偿装置、负载A、变压器DB1、变压器DB2、低压可控硅投切无功补偿装置、负载B和负载C，所述高压动态无功补偿装置和负载A和PLC控制器连接一起构成综合无功补偿系统A，低压可控硅投切无功补偿装置、负载B和负载C与PLC控制器连接一起构成综合无功补偿系统B；
所述高压动态无功补偿装置包括若干条FC支路和一条TCR支路，若干条FC支路分别记为支路FC1、支路FC2--支路FCn，若干FC支路均由电抗器和电容器串联组成，若干FC支路和一条TCR支路均由PLC控制器控制，若干FC支路和TCR支路通过开关K连接在供电电网6～35kV母线上；
所述PLC控制器的输入端子接电压互感器PT1电压信号，供电电网6～35kV母线上接有负载A，电流互感器CT1电流信号接入PLC控制器(1)；
低压可控硅投切无功补偿装置包括多条晶闸管投切支路TSC，多条晶闸管投切支路TSC分别记为晶闸管投切支路TSC1、晶闸管投切支路TSC2、--晶闸管投切支路TSCn，多条晶闸管投切支路TSC均接在供电系统低压母线上，多条晶闸管投切支路的控制端均接PLC控制器，负载B和负载C均接在供电系统低压母线上，负载B接变压器DB1，电压互感器PT2电压信号接入PLC控制器，负载C接变压器DB2，电流互感器CT2电流信号接入PLC控制器。
优选的，所述若干FC支路分别记为支路FC1、支路FC2--支路FCn，若干FC支路均由电抗器和电容器串联组成。
优选的，所述TCR支路由相控电抗器、晶闸管阀组单元组成，相控电抗器、晶闸管阀组单元依次串联。
优选的，所述低压可控硅投切无功补偿装置由多条晶闸管投切支路并联而成，每一条晶闸管投切支路由反向并联的一对晶闸管、电容以及电抗器串联而成。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
本基于PLC控制的综合无功补偿系统，PLC控制器控制各个控制开关K开断，控制各无功补偿单元的投切控制回路，PLC控制器计算有功、无功负荷的大小，当有功功率小于某设定值时，切除一条FC支路，以此类推；这样可以根据有功负荷的大小投切部分滤波补偿支路，降低相控电抗器感性无功的输出，可有效减少TCR部分的损耗；PLC控制器采集高压侧的电压和总电流信号，计算高压考核点的功率因数，根据高压考核点的功率因数的情况投切低压可控硅投切无功补偿装置，在负载C负荷较大需要无功补偿，而负载B负荷较小时，投入低压无功补偿装置，满足功率因数补偿的要求；PLC控制器检测到高压侧感性无功大于或小于一个补偿支路基波补偿容量的1\/2时，投入或切除该补偿支路，并设置适当阈值避免投切过于频繁；整体通过PLC控制器各高压动态无功补偿装置和低压可控硅投切无功补偿装置所在供电系统的电压电流信号，通过PLC内部算法的运算，输出模拟量和开关量信号，去控制各高压动态无功补偿装置和低压可控硅投切无功补偿装置的投切或补偿量的大小，实现最佳的补偿效果。
附图说明
图1为本实用新型的工作电路图。
图中：1、PLC控制器；2、高压动态无功补偿装置；3、负载A；4、变压器DB1；5、变压器DB2；6、低压可控硅投切无功补偿装置；7、负载B；8、负载C。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，一种基于PLC控制的综合无功补偿系统，包括PLC控制器1、高压动态无功补偿装置2、负载A3、变压器DB1-4、变压器DB2-5、低压可控硅投切无功补偿装置6、负载B7和负载C8，高压动态无功补偿装置2和负载A3和PLC控制器1连接一起构成综合无功补偿系统A，低压可控硅投切无功补偿装置6、负载B7和负载C8与PLC控制器1连接一起构成综合无功补偿系统B；
高压动态无功补偿装置2包括若干条FC支路和一条TCR支路，若干条FC支路分别记为支路FC1、支路FC2--支路FCn，若干FC支路均由电抗器和电容器串联组成，若干FC支路和一条TCR支路均由PLC控制器1控制，若干FC支路和TCR支路通过开关K连接在供电电网6～35kV母线上；
PLC控制器1的输入端子接电压互感器PT1电压信号，供电电网6～35kV母线上接有负载A3，电流互感器CT1电流信号接入PLC控制器1；
低压可控硅投切无功补偿装置6包括多条晶闸管投切支路TSC，多条晶闸管投切支路TSC分别记为晶闸管投切支路TSC1、晶闸管投切支路TSC2、晶闸管投切支路TSCn，多条晶闸管投切支路TSC均接在供电系统低压母线上，多条晶闸管投切支路的控制端均接入PLC控制器1，负载B7和负载C8均接在供电系统低压母线上，负载B7接变压器DB1-4，电压互感器PT2电压信号接入PLC控制器1，负载C8接变压器DB2-5，电流互感器CT2电流信号接入PLC控制器1。
若干FC支路分别记为支路FC1、支路FC2--支路FCn，若干FC支路均由电抗器和电容器串联组成。
TCR支路由相控电抗器和晶闸管阀组单元组成，相控电抗器和晶闸管阀组单元依次串联。
低压可控硅投切无功补偿装置6由多条晶闸管投切支路并联而成，每一条晶闸管投切支路由反向并联的一对晶闸管、电容以及电抗器串联而成。
该基于PLC控制的综合无功补偿系统，FC支路提供固定的无功输出，TCR支路提供可调的感性无功输出；综合无功补偿系统A在工作时，将供电段的电压和总电流分别引入PLC的模拟量输入，由PLC控制器1控制各个控制开关K开断，控制各无功补偿单元的投切控制回路，以高压考核点的功率因数达到目标值为基准，PLC控制器1计算有功、无功负荷的大小，当有功功率小于某设定值时，切除一条FC支路，以此类推；这样可以根据有功负荷的大小投切部分滤波补偿支路，降低相控电抗器感性无功的输出，可有效减少TCR部分的损耗；综合无功补偿系统B在工作时，PLC控制器1采集高压侧的电压和总电流信号，计算高压考核点的功率因数，PLC控制器1控制输出至低压可控硅投切无功补偿装置6各支路的投切控制回路，这样可根据高压考核点的功率因数的情况，投切低压可控硅投切无功补偿装置6，在负载C8负荷较大需要无功补偿，而负载B7负荷较小时，投入低压可控硅投切无功补偿装置6，满足功率因数补偿的要求；PLC控制器1检测到高压侧感性无功大于或小于一个补偿支路基波补偿容量的1\/2时，投入或切除该补偿支路，并设置适当阈值避免投切过于频繁；整体基于PLC功能强大，编程简单，使用灵活的特点，采集供电系统的电量信号，通过模拟算法的计算，输出控制信号对各自独立的高低压无功补偿装置通过PLC控制器1进行协调、统一的控制，根据用户供电系统负荷的实际运行情况，控制各高低压无功补偿装置的工作状态，达到最佳的补偿效果。
综上所述：本基于PLC控制的综合无功补偿系统，PLC控制器1控制各个控制开关K开断，控制各无功补偿单元的投切控制回路，PLC控制器1计算有功、无功负荷的大小，当有功功率小于某设定值时，切除一条FC支路，以此类推；这样可以根据有功负荷的大小投切部分滤波补偿支路，降低相控电抗器感性无功的输出，可有效减少TCR部分的损耗；PLC控制器1采集高压侧的电压和总电流信号，计算高压考核点的功率因数，PLC控制器1控制输出至低压可控硅投切无功补偿装置6各支路的投切控制回路，这样可根据高压考核点的功率因数的情况，投切低压可控硅投切无功补偿装置6，在负载C8负荷较大需要无功补偿，而负载B7负荷较小时，投入低压可控硅投切无功补偿装置6，满足功率因数补偿的要求；PLC控制器1检测到高压侧感性无功大于或小于一个补偿支路基波补偿容量的1\/2时，投入或切除该补偿支路，并设置适当阈值避免投切过于频繁；整体通过PLC控制器1各高压动态无功补偿装置2和低压可控硅投切无功补偿装置6所在供电系统的电压电流信号，通过PLC内部算法的运算，输出模拟量和开关量信号，去控制各高压动态无功补偿装置2和低压可控硅投切无功补偿装置6的投切或补偿量的大小，实现最佳的补偿效果。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920100753.8
申请日:2019-01-21
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN209150729U
授权时间:20190723
主分类号:H02J 3/18
专利分类号:H02J3/18
范畴分类:37P;
申请人:中冶华天南京电气工程技术有限公司
第一申请人:中冶华天南京电气工程技术有限公司
申请人地址:210019 江苏省南京市建邺区富春江东街18号
发明人:郭智文;李晟
第一发明人:郭智文
当前权利人:中冶华天南京电气工程技术有限公司
代理人:王益西
代理机构:34111
代理机构编号:马鞍山市金桥专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计