一种矿热炉静态与动态相结合的无功补偿系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103618318103618318A(43)申请公布日2014.03.05(21)申请号201310591268.2(22)申请日2013.11.21(71)申请人乐山晟嘉电气有限公司地址614000四川省乐山市高新区乐高大道西段3号(72)发明人赵永贵(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214代理人王美健袁春晓(51)Int.Cl.H02J3/18(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图1页附图1页(54)发明名称一种矿热炉静态与动态相结合的无功补偿系统及方法(57)摘要本发明提供一种矿热炉静态与动态相结合的无功补偿系统及方法，其中的无功补偿系统包括PLC处理器、高压电流互感器、高压电压互感器、变压器、功率因数变送器、电流变送器、电压变送器、有功功率变送器以及静态补偿支路和动态补偿支路，每一个补偿支路均由可控硅投切开关与补偿电容器串联；功率因数变送器、电流变送器、电压变送器、有功功率变送器的输出端分别与PLC处理器的输入端口电连接，PLC处理器的输出端口与可控硅投切开关的输入端电连接，且可控硅投切开关的反馈信号均输出到PLC处理器。利用本发明可以使补偿系统高效、准确地控制补偿支路的投切，达到平衡功率因数、避免强相过补或弱相欠补和提高有功负荷利用率的目的。CN103618318ACN10368ACN103618318A权利要求书1/2页1.一种矿热炉静态与动态相结合的无功补偿系统，其特征在于：包括PLC处理器、高压电流互感器、高压电压互感器、变压器(6)、功率因数变送器、电流变送器、电压变送器以及有功功率变送器和补偿支路，所述补偿支路包括静态补偿支路和动态补偿支路，每一个补偿支路均由可控硅投切开关(5)与补偿电容器(4)串联；所述的高压电流互感器、高压电压互感器分别与变压器(6)输入端的高压进线电连接，其输出电流、电压信号均输出到PLC处理器；所述变压器(6)的输出端通过短网分别与功率因数变送器、电流变送器、电压变送器、有功功率变送器的输入端以及矿热炉的电极(3)电连接；所述的功率因数变送器、电流变送器、电压变送器、有功功率变送器的输出端分别与PLC处理器的输入端口电连接，所述PLC处理器的输出端口与可控硅投切开关(5)的输入端电连接，且可控硅投切开关(5)的反馈信号均输出到PLC处理器。2.根据权利要求1所述的一种矿热炉静态与动态相结合的无功补偿系统，其特征在于：所述的动态补偿支路包括两个，且每一个补偿支路均由可控硅投切开关(5)与补偿电容器(4)串联组成。3.根据权利要求1或者2所述的一种矿热炉静态与动态相结合的无功补偿系统，其特征在于：所述的补偿支路还包括第一电抗器(7)，所述的第一电抗器(7)串联在所在补偿支路中的补偿电容器(4)与可控硅投切开关(5)之间。4.根据权利要求3所述的一种矿热炉静态与动态相结合的无功补偿系统，其特征在于：所述无功补偿系统还包括HMI设备，且所述的PLC处理器通过以太网与HMI设备电连接。5.根据权利要求1或者2所述的一种矿热炉静态与动态相结合的无功补偿系统，其特征在于：所述的可控硅投切开关(5)由一个熔断器(8)与自愈电容器(11)、第二电抗器(10)以及晶闸管(9)和另一个熔断器(8)依次串联连接，其中的两个熔断器(8)分别与补偿短网的两极电连接。6.如权利要求1所述的一种矿热炉静态与动态相结合的无功补偿系统的补偿方法，其特征在于：所述的静态补偿支路主要以预先设定的静态目标功率因数值为投入量，在投入补偿支路时，首先投入静态补偿支路作为基本补偿，当PLC处理器判定静态补偿支路投入完毕后，PLC处理器根据监测到的补偿短网的三相实时功率因数值，并以所预先设定的功率因数上限值和功率因数下限值为判据来控制动态补偿支路的投入与切断。7.根据权利要求6所述的一种矿热炉静态与动态相结合的无功补偿系统的补偿方法，其特征在于：所述的静态目标功率因数值设定的允许范围是正负10％。8.根据权利要求7所述的一种矿热炉静态与动态相结合的无功补偿系统的补偿方法，其特征在于：所述的PLC处理器将实时检测到的功率因数值与预先设定的静态目标功率因数值进行比较，当检测到的当前静态功率因数值超出了预先设定的静态目标功率因数值的10％时，PLC处理器控制可控硅投切开关(5)以退出部分动态补偿支路；当检测到的当前静态功率因数值小于预先设定的静态目标功率因数值的-10％时，PLC处理器控制可控硅投切开关(5)以投入部分动态补偿支路。9.根据权利要求6所述的一种矿热炉静态与动态相结合的无功补偿系统的补偿方法，其特征在于：所述的矿热炉在生产过程中，每投入一路动态补偿时，系统的功率因数发生