專利名稱：單相無功功率自動(dòng)補(bǔ)償箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于提高電網(wǎng)質(zhì)量，降低線路損耗的無功功率補(bǔ)償裝置，特別是一種用于民用電網(wǎng)的單相無功功率自動(dòng)補(bǔ)償箱。
電網(wǎng)無功功率補(bǔ)償對(duì)于提高電網(wǎng)質(zhì)量，降低線路損耗有著巨大的作用，目前，在我國，對(duì)于無功功率的補(bǔ)償普遍采用三相大電容無功就地補(bǔ)償或集中補(bǔ)償，這對(duì)于大型廠礦企業(yè)等一些大容量用戶非常適用。但是，隨著家用電器的普及，家庭用電量急劇增加，住宅樓電網(wǎng)負(fù)荷日益加重，家用電器中絕大多數(shù)是感性負(fù)載，功率因數(shù)極低，許多電能以無功的形式浪費(fèi)在輸電線路上，常常使得用電電壓過低，嚴(yán)重影響家用電器的使用壽命。因此對(duì)住宅樓進(jìn)行無功補(bǔ)償勢在必行。但是，住宅樓的用電量與廠礦企業(yè)相比必竟太小，若采用三相大電容進(jìn)行無功就地補(bǔ)償，將存在價(jià)格高安裝困難，補(bǔ)償精度低等缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種適合住宅樓民用電網(wǎng)使用的單相無功功率自動(dòng)補(bǔ)償箱，它可以根據(jù)住宅功率因數(shù)及負(fù)載大小，自動(dòng)投切電容組來提高功率因數(shù)，從而降低線路損耗，穩(wěn)定電壓。
本實(shí)用新型的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的即本實(shí)用新型由采樣電路、投切控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、并聯(lián)電容器組及運(yùn)行指示組成；其特征在于采樣電路由電壓互感器和電流互感器組成，它將采取的相位信號(hào)，負(fù)載大小、電壓高低等信號(hào)送入投切控制器；投切控制器由直流穩(wěn)壓電源、鑒相器、信號(hào)放大器、功率因數(shù)檢測電路、過壓檢測及輕載檢測電路、邏輯驅(qū)動(dòng)電路及延時(shí)電路組成，其中鑒相器的輸入端與采樣電路信號(hào)輸出端連接，將電壓及電流采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換相位信號(hào)送入放大器，功率因數(shù)檢測電路對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行檢測，輸出驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)、功率因數(shù)小于等于0.85的投入指令信號(hào)或功率因數(shù)大于等于0.95的切除指令信號(hào)，三種指令信號(hào)及過壓及輕載檢測電路輸出的切除信號(hào)接邏輯驅(qū)動(dòng)電路，其中功率因數(shù)檢測電路輸出的驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)接延時(shí)電路控制端，經(jīng)其延時(shí)后控制邏輯驅(qū)動(dòng)電路；邏輯驅(qū)動(dòng)電路輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與串接在并聯(lián)電容器組中的每個(gè)電容上的、由固態(tài)繼電器組成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)及運(yùn)行顯示連接。
本實(shí)用新型的上述結(jié)構(gòu)，可以通過附圖給出的一個(gè)非限定性的實(shí)施例進(jìn)一步說明。
本實(shí)用新型有如下附圖附

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；附圖2為本實(shí)用新型投切控制器的電路圖。
參見附圖本實(shí)施例由采樣電路、投切控制器T、執(zhí)行機(jī)構(gòu)SSR1～3、并聯(lián)電容器組C1～3及電壓指示及投切指示L1～3組成。
采樣電路由電壓互感器VB和電流互感器AL組成，完成對(duì)相位信號(hào)、負(fù)載大小、電壓高低等信號(hào)的采樣，并將這些信號(hào)送入投切控制器，其精度直接影響控制精度。
投切控制器由直流穩(wěn)壓電源A、鑒相器B、信號(hào)放大器C、功率因數(shù)檢測電路D、過壓及輕載檢測電路、延時(shí)電路組成；其中鑒相器A由集成運(yùn)放LM324及外圍電路組成兩過零比較器。將電壓及電流采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換相位信號(hào)送入放大器。
信號(hào)放大器B，由LM324及外圍電路組成。分別對(duì)相位信號(hào)、電壓信號(hào)、電流信號(hào)進(jìn)行放大，然后分別送入三組檢測電路。
功率因數(shù)檢測電路C由LM324及外圍電路組成相位一電壓變換電路和比較器電路，將放大器送來的相位信號(hào)經(jīng)相位一電壓變換電路轉(zhuǎn)換成反映功率因數(shù)大小的電壓信號(hào)，再與預(yù)定的功率因數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)功率因數(shù)COSφ≤0.85時(shí)發(fā)出投入指令B1-2或當(dāng)COSφ≥0.95時(shí)發(fā)出切除指令C1-2，并將其送入邏輯驅(qū)動(dòng)電路。
過壓檢測及輕載檢測電路D兩組電路均為補(bǔ)償箱保護(hù)電路。其原理基本相同，均由LM324及其外圍電路組成。分別將送來的電壓B2-1和電流信號(hào)C2-1與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)過壓或輕載時(shí)分別發(fā)出切除指令D1-2并將其送入邏輯驅(qū)動(dòng)器。
邏輯驅(qū)動(dòng)電路由運(yùn)算器E(74LS193)、數(shù)字邏輯電路(74LS10)、驅(qū)動(dòng)器(74LS240)及外圍電路組成。將三個(gè)檢測器送來的指令B1-2、C1-2、D1-2進(jìn)行運(yùn)算和邏輯處理；并對(duì)投入或切除信號(hào)進(jìn)行編碼按二進(jìn)制的方式向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
延時(shí)電路F的作用的將功率因數(shù)檢測電路的指令信號(hào)A1-2進(jìn)行一定時(shí)間的延遲，這樣有利于提高整機(jī)的抗干擾性能。它由時(shí)基電路NE555及外圍電路構(gòu)成。
投切控制器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端接執(zhí)行機(jī)構(gòu)的繼電器SSR1-3，及電壓指示及投、切指示燈L1-3。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)由固態(tài)繼電器SSR1-SSR3組成，它串聯(lián)在并聯(lián)電容組中的每個(gè)電容上，通過空氣開關(guān)K1-3接負(fù)載。
并聯(lián)電容組采用全干式，自愈式并聯(lián)電容器，運(yùn)行安全可靠。
本實(shí)用新型采用抗干擾能力強(qiáng)的GMOS集成電路和集成運(yùn)放組成電網(wǎng)功率因數(shù)的自動(dòng)檢測控制電路，實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測電網(wǎng)功率因數(shù)的變化，并根據(jù)電網(wǎng)電壓和負(fù)載的大小，自動(dòng)投切電容器組，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用固態(tài)繼電器投切電容，并配有空氣開關(guān)對(duì)電容器進(jìn)行保護(hù)，具有投切電容器無觸點(diǎn)，無火花，因而對(duì)電網(wǎng)無干擾的優(yōu)點(diǎn)。電容器采用國際上最新型的全干式自愈式并聯(lián)電容器，無漏油燃燒之慮，整個(gè)裝置線路設(shè)計(jì)先進(jìn)，性能穩(wěn)定，運(yùn)行安全可靠。本實(shí)用新型完全能克服三相大電容無功補(bǔ)償裝置在對(duì)小用戶使用時(shí)存在的不足，具有較高的性能/價(jià)格比，還具有安裝簡單，使用維護(hù)方便的特點(diǎn)，并且投切精度高，補(bǔ)償效果明顯。
權(quán)利要求1.一種單相無功功率自動(dòng)補(bǔ)償箱，由采樣電路，投切控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并聯(lián)電容器組及運(yùn)行指示組成；其特征在于采樣電路由電壓互感器VB和電流互感器AL組成，它將采取的相位信號(hào)、負(fù)載大小、電壓高低等信號(hào)送入投切控制器T；投切控制器由直流穩(wěn)壓電源G、鑒相器A、信號(hào)放大器B、功率因數(shù)檢測電路C、過壓及輕載檢測電路D、邏輯驅(qū)動(dòng)電路E及延時(shí)電路F組成，其中鑒相器A的輸入端與采樣電路信號(hào)輸出端，將電壓及電流采樣信號(hào)、能換相位信號(hào)送入放大器，功率因數(shù)檢測電路對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行檢測，輸出驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)A1-2、功率因數(shù)小于等于0.85的投入指令信號(hào)B1-2或功率因數(shù)大于等于0.95的切除指令信號(hào)C1-2，三種信號(hào)及過壓及輕載檢測電路輸出的切除信號(hào)指令D1-2接邏輯驅(qū)動(dòng)電路E，其中A1-2接延時(shí)電路F，經(jīng)其延時(shí)后控制邏輯驅(qū)動(dòng)電路；邏輯驅(qū)動(dòng)電路輸出端與串接在并聯(lián)電容組C1-3中的每個(gè)電容上的由固態(tài)繼電器組成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)SSR1-3及運(yùn)行顯示L1-3連接。
專利摘要一種單相無功功率自動(dòng)補(bǔ)償箱,由采樣電路、投切控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、并聯(lián)電容器組及運(yùn)行指示組成,其中投切控制器由直流穩(wěn)壓電源、鑒相器、信號(hào)放大器、功率因數(shù)檢測電路、過壓及輕載檢測電路,邏輯驅(qū)動(dòng)電路及延時(shí)電路組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用固態(tài)繼電器投切電容器,無觸點(diǎn)、無火花,對(duì)電網(wǎng)無干擾,電容器采用全干式自愈式,無漏油燃燒之慮,整個(gè)裝置設(shè)計(jì)合理性能穩(wěn)定,運(yùn)行安全可靠。本實(shí)用新型能克服三相大電容無功補(bǔ)償對(duì)用戶使用時(shí)存在的不足,具有較高的性能/價(jià)格比,安裝簡單,使用維護(hù)方便,并且投切精度高,補(bǔ)償效果明顯。
文檔編號(hào)G05F1/70GK2289333SQ9623327
公開日1998年8月26日 申請(qǐng)日期1996年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月11日
發(fā)明者劉曉勇 申請(qǐng)人:重慶科能電力技術(shù)開發(fā)公司