电容自动平衡补偿装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种电容自动平衡补偿装置，包括电容计和补偿电容；定子回路经补偿电容接地；电容计用于测量定子回路对地电容，其输出端与差动比较器的输入端电连接；差动比较器的输出端分别与步进电机的输入端电连接；步进电机用于调节补偿电容的电容值；差动比较器通过比较电容计的测量值，输出对应的驱动信号至步进电机，调节补偿电容，使电容计C1、电容计C2、电容计C3的测量值大小相等。本实用新型专利技术的限制由于三相对地电容不平衡带来的中性点位移电压及不平衡电流的问题。

【技术实现步骤摘要】
电容自动平衡补偿装置
本专利技术涉及发电机
，具体涉及一种电容自动平衡补偿装置。
技术介绍
发电机中性点位移电压是指发电机运行过程中的发电机中性点具有一定的对地电位，在采用非有效接地方式(不接地、高阻接地、经消弧线圈接地、阻抗接地)的发电机组中，存在一个较为普遍的问题是中性点位移电压过高。根据《GB/T15543-200电能质量三相电压不平衡》，中性点位移电压不得超过发电机相电压的10％。过高的中性点位移电压将会导致保护误动作，影响发电机的安全稳定运行。因此，在实际运行过程中，一般将中性点位移电压控制的较小；若数值过高，发电企业将会引起重视进而关注该方面问题，并有可能采取针对措施进行控制；若超过10％，电力系统将不允许机组将进行投运。根据节点电压法，发电机中性点位移电压的计算公式如下：式中，不考虑损耗的情况下，Y1＝jωCA，Y2＝jωCB，Y3＝jωCC，YN＝1/ZN，为发电机机端电势，为中性点电压，CA、CB、CC为A、B、C三相定子回路对地电容，ZN为中性点等值阻抗，ω为角频率，j为虚数算子。依据式，则中性点电压计算为：理想情况下，由于CA＝CB＝CC，因此但实际情况下，由于三相对地电容不相等，CA≠CB≠CC，因此，造成中性点存在电位，形成中性点位移电压。造成中性点位移电压的主要原因是A、B、C三相定子回路对地电容不相等，利用发电机网络不对称度对三相对地电容不相等进行定义：发电机电子回路对地电容主要包括发电机定子绕组对地电容、发电机母线对地电容、主变低压侧对地电容、发电机断路器内置防TRV(瞬态恢复电压)电容等，其中发电机定子绕组对地电容占比较大，且定子回路三相电容不平衡主要由发电机定子绕组对地电容不相等引起。由于目前无发电机中性点位移电压的抑制措施，一般要求发电机三相定子绕组对地电容尽可能平衡，但是发电机三相绕组对地电容不可能完全相等，因此，发电机中性点电压位移不可避免。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种电容自动平衡补偿装置，通过在发电机电压回路加装补偿电容装置，达到发电机电压回路三相对地电容平衡，进而限制由于三相对地电容不平衡带来的中性点位移电压及不平衡电流的问题。本专利技术提供了一种电容自动平衡补偿装置，其特征在于包括电容计C1、电容计C2、电容计C3和补偿电容CAP、CBP、CCP；A相定子回路经补偿电容CAP接地；B相定子回路经补偿电容CBP接地；C相定子回路经补偿电容CCP接地；电容计C1用于测量A相定子回路对地电容，其输出端与差动比较器的输入端电连接；电容计C2用于测量B相定子回路对地电容，其输出端与差动比较器的输入端电连接；电容计C3用于测量C相定子回路对地电容，其输出端与差动比较器的输入端电连接；差动比较器的输出端分别与步进电机MA、步进电机MB、步进电机MC的输入端电连接；步进电机MA用于调节补偿电容CAP的电容值；步进电机MB用于调节补偿电容CBP的电容值；步进电机MC用于调节补偿电容CCP的电容值；差动比较器通过比较电容计C1、电容计C2、电容计C3的测量值，输出对应的驱动信号至步进电机MA、步进电机MB、步进电机MC，调节补偿电容CAP、CBP、CCP，使电容计C1、电容计C2、电容计C3的测量值大小相等。所述补偿电容CAP、CBP、CCP的结构相同；补偿电容CAP、CBP、CCP均包括平行设置的第一平板电容和第二平板电容；第二平板电容固定设置，第一平板电容与步进轴固定连接；第一平板电容随步进轴的旋转绕其转动从而改变第一平板电容和第二平面电容的重叠面的面积；步进轴为步进电机MA或步进电机MB或步进电机MC的驱动轴。所述第一平板电容和第二平板电容均包括多个平板式电容；若干个平板式电容平行设置形成栅格式结构。所述步进轴穿过第一平板电容和第二平板电容的一角，第二平板电容与步进轴不连接。本专利技术通过在发电机电压回路加装补偿电容装置，其中的电容计实时监测三相定子回路对地电容并将测量值反馈至差动比较器，当三相定子回路对地电容值不相等时，差动比较器驱动每相定子回路对应的步进电机，实时调节每相定子回路中补偿电容，使得三相定子回路对地电容相等，使得发电机电压回路三相对地电容平衡，进而限制由于三相对地电容不平衡带来的中性点位移电压及不平衡电流的问题。附图说明图1是电容自动平衡补偿装置原理图图2是差动比较器内部原理图图3是补偿电容调节方式图具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，便于清楚地了解本专利技术，但它们不对本专利技术构成限定。造成中性点位移电压过高的原因是发电机定子绕组三相对地电容不相等，基于此，在发电机定子回路补充电容使得三相电容值平衡。具体如下：式中，CA0、CB0、CC0分别为发电机定子三相回路的补偿电容，通过外加电容，使得三相定子回路的电容(CA+CA0)≈(CB+CB0)≈(CC+CC0)，实现定子三相回路的电容平衡，从而实现同时，由于额外增加了电容，相当于增大了上公式的分母项，进而进一步降低了UN值。实现中性点位移电压的限制。如图1所示，本专利技术提供了一种电容自动平衡补偿装置，将电容自动平衡补偿装置放置于主变低压侧，装置内置的电容计C1、C2、C3将自动测量A、B、C三相定子回路对地电容。本装置中电容计具有如下特征：(1)采用异频信号测量，即非50Hz信号，以保障设备有足够的抗干扰性能；(2)电容计直接采用下位机进行信号处理，无需配置上位机。降低设备成本及体积重量。其中A相定子回路经补偿电容CAP接地；B相定子回路经补偿电容CBP接地；C相定子回路经补偿电容CCP接地；电容计C1用于测量A相定子回路对地电容，其输出端与差动比较器的输入端电连接；电容计C2用于测量B相定子回路对地电容，其输出端与差动比较器的输入端电连接；电容计C3用于测量C相定子回路对地电容，其输出端与差动比较器的输入端电连接；差动比较器的输出端分别与步进电机MA、步进电机MB、步进电机MC的输入端电连接；步进电机MA用于调节补偿电容CAP的电容值；步进电机MB用于调节补偿电容CBP的电容值；步进电机MC用于调节补偿电容CCP的电容值；差动比较器通过比较电容计C1、电容计C2、电容计C3的测量值，输出对应的驱动信号至步进电机MA、步进电机MB、步进电机MC，调节补偿电容CAP、CBP、CCP，使电容计C1、电容计C2、电容计C3的测量值大小相等。电容计C1、电容计C2、电容计C3测量得到的测量值CA、CB、CC输入差动比较器，通过比较CA、CB、CC的大小，产生驱动信号，驱动小型步进电机。差动比较器的原理图见图2，其具体的操作逻辑为：(1)当CA同时大于CB和CC时，步进电机MA接收驱动信号动作；(2)当CB同时大于CA和CC时，步进电机MB接收驱动信号动作；(3)当CC同时大于CA和CB时，步进电机MC接收驱动信号动作；(4)当经过一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容自动平衡补偿装置，其特征在于包括电容计C1、电容计C2、电容计C3和补偿电容C

【技术特征摘要】
1.一种电容自动平衡补偿装置，其特征在于包括电容计C1、电容计C2、电容计C3和补偿电容CAP、CBP、CCP；A相定子回路经补偿电容CAP接地；B相定子回路经补偿电容CBP接地；C相定子回路经补偿电容CCP接地；电容计C1用于测量A相定子回路对地电容，其输出端与差动比较器的输入端电连接；电容计C2用于测量B相定子回路对地电容，其输出端与差动比较器的输入端电连接；电容计C3用于测量C相定子回路对地电容，其输出端与差动比较器的输入端电连接；差动比较器的输出端分别与步进电机MA、步进电机MB、步进电机MC的输入端电连接；步进电机MA用于调节补偿电容CAP的电容值；步进电机MB用于调节补偿电容CBP的电容值；步进电机MC用于调节补偿电容CCP的电容值；差动比较器通过比较电容计C1、电容计C2、电容计C3的测量值，输出对应的驱动信号至步进电机MA、步进电机MB、步进电机MC，调节补偿电...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱钊，刘亚青，高军华，梁波，王树清，李璇，欧阳友，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42