專利名稱：智能低壓無功補償裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種對電力系統(tǒng)低壓配網(wǎng)進行無功補償?shù)碾娏﹄娮友b置。
但是，目前電力系統(tǒng)中普遍采用的傳統(tǒng)低壓無功補償裝置存在許多不足，表現(xiàn)在以下幾個方面1、功能單一。只有無功補償功能，不能對變壓器的工作狀態(tài)進行監(jiān)測，不具備電能計量的功能，造成配變桿上既有無功補償箱，又有電能表箱，有的甚至還有配變監(jiān)測箱，既不美觀，又不經(jīng)濟，同時也給電能表抄讀、維護等工作帶來困難。
2、沒有將電壓作為首要的控制量。傳統(tǒng)低壓無功補償裝置往往將功率因數(shù)、無功功率和無功電流作為控制量，而忽視了對電壓的控制，因此難免出現(xiàn)電壓偏高或偏低的現(xiàn)象，影響月用戶的正常用電。
3、不能記錄電容器組的投切情況，同時也沒有通訊功能，因此使電力部門難以掌握低壓無功補償裝置的運行狀況。
4、沒有報警功能。當?shù)蛪簾o功補償裝置內(nèi)的電容器發(fā)生故障，無法投入使用時，不能及時通知電力部門進行維修，降低了裝置的補償效果。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術問題是克服傳統(tǒng)低壓無功補償裝置存在的上述不足，而提供一種智能低壓無功補償裝置。
本實用新型采用的技術方案是這樣的，即一種智能低壓無功補償裝置，包括無功補償控制器(1)、配變監(jiān)測電能表(2)、避雷器(9)；其特征是還包括至少一個由空氣開關(12)、交流接觸器(13)和電容器(14)構成的電容器模塊；其中控制器的輸出信號接電容器模塊中交流接觸器接觸線圈的控制回路，配變監(jiān)測電能表上的開關量輸入接口和交流接觸器的輔助觸頭連接；裝置的電源由配電變壓器的低壓側經(jīng)電流互感器引到裝置中的母線，母線上并聯(lián)了避雷器(9)，然后通過母線將電源分配給配變監(jiān)測電能表、無功補償控制器和各個電容器模塊(10)。
本實用新型的特點在于1.裝置中集中了無功補償控制器和配變監(jiān)測電能表，使該裝置集無功補償、配變監(jiān)測、電能計量功能于一體。
2.無功補償控制器中設計的控制方式是首先按電壓大小進行無功補償，電壓合格后再根據(jù)功率因數(shù)來控制電容器組的投切。
3.充分發(fā)揮配變監(jiān)測電能表功能多，存儲容量大的優(yōu)點，監(jiān)測、計量低壓配網(wǎng)的運行參數(shù)。如計量電壓偏差率、電壓合格率、電流不平衡率；記錄負荷運行參數(shù)并繪制負荷曲線；記錄每天各相最大電壓、最小電壓、最大功率因數(shù)及出現(xiàn)的時間；記錄上電、過壓、欠壓、電流不平衡超限等事件發(fā)生的起止時間。
4.利用配變監(jiān)測電能表可記錄輸入開關量的功能，記錄下電容器組投切時的電網(wǎng)電壓、功率因數(shù)和投切時間。
5.若裝置中設計了顯示報警功能，能夠在電容器發(fā)生短路故障后及時報警顯示。
6.若裝置箱體底部設計了RS485串行接口插孔，可使配變監(jiān)測電能表的RS485串口與計算機相連，通過有線抄表方式讀取電能表中記錄的各種數(shù)據(jù)。
7.可利用配變監(jiān)測電能表的遠紅外通訊接口實現(xiàn)無線抄表功能。
附

圖1是本實用新型的結構原理示意圖。
附圖2是電容器模塊結構原理圖。
附圖3是顯示報警回路原理圖。
其中圖號1--控制器、2--配變監(jiān)測電能表、3--遠紅外通訊接口、4--開關量輸入接口、5--控制器接地端、6--控制器5V電源端、7--RS485串行接口插孔、8--熔斷器、9--避雷器、10--電容器模塊、11--報警指示燈、12--空氣開關、13--切換電容器交流接觸器、14--電容器、15--接觸器線圈、16--接觸器主觸頭、17--空氣開關輔助常閉觸頭、18--接觸器限流電阻、19--接觸器過渡觸頭、20--熔斷器。
參見附圖2，電容器模塊由空氣開關(12)、切換電容器交流接觸器(13)和電容器(14)組成；其中接觸器(13)與電容器(14)串聯(lián)后經(jīng)空氣開關與母線連接?？諝忾_關正常運行時閉合，由接觸器控制電容器的投切。接觸器由線圈(15)、主觸頭(16)、限流電阻(18)和過渡觸頭(19)組成，控制器(1)輸出信號經(jīng)過熔斷器A(8)控制接觸器線圈通電與斷電。線圈通電后，首先帶動過渡觸頭閉合，浪涌電流經(jīng)限流電阻、過渡觸頭流過電容器，涌流便被限流電阻抑制，然后主觸頭瞬間閉合，過渡觸頭斷開，電容器經(jīng)主觸頭投入到電網(wǎng)中。
配變監(jiān)測電能表(2)的輸入信號端接變壓器低壓側電網(wǎng)三相電壓和經(jīng)電流互感器轉換后的負荷二次電流輸出端。能計量電網(wǎng)的多種運行參數(shù)，為電業(yè)部門提供配網(wǎng)運行數(shù)據(jù)。
無功補償控制器(1)的輸入信號端接變壓器低壓側電網(wǎng)單相電壓和負荷二次電流輸出端。由于控制器電流采樣端輸入阻抗小于0.05Ω，所以電流采樣信號直接從配變監(jiān)測電能表的電流采樣電路中取出。控制器的采樣電壓、電流經(jīng)轉換回路、A/D采樣后輸入微處理器，微處理器運算、處理數(shù)據(jù)，得到電網(wǎng)電壓和功率因數(shù)，然后判斷電壓是否合格，即是否在電壓投切門限值范圍內(nèi)若電壓低于電壓投入門限值，則延時一段時間后輸出控制信號，使交流接觸器線圈通電，投入一組電容器；若電壓高于電壓切除門限值則迅速輸出控制信號，使交流接觸器線圈斷電，切除一組電容器。在電壓合格時，則判斷功率因數(shù)當小于功率因數(shù)投入門限值時，就延時一段時間后投入一組電容器；當功率因數(shù)超前時，則延時一段時間后切除一組電容器；當功率因數(shù)在功率因數(shù)投切門限值范圍內(nèi)時，則保持此時的運行狀態(tài)。當控制器測出負荷二次電流小于或等于設定的小電流投入閉鎖值時，控制器不再使電容器投入，且輸出控制信號，迅速切除已經(jīng)投入的電容器組，以防止電容器振蕩投切。當電容器組發(fā)生振蕩投切時，控制器會自動增加投切延時時間，以減小投切的頻繁程度。在本實施例中，所述控制器(1)采用重慶華能電力電子技術研究所生產(chǎn)的JKG e智能無功功率自動補償控制器。所述配變監(jiān)測電能表(2)采用湖南威勝電子有限公司生產(chǎn)的型號為DTSD341(-3J型)全電子式多功能三相交流電能表。
如附圖3所示，為便于及時發(fā)現(xiàn)電容器短路故障，本實施例中采用了報警回路。該報警回路從母線上引單相電源，經(jīng)熔斷器(20)后，連接并聯(lián)的數(shù)量與空氣開關數(shù)量對應的空氣開關輔助常閉觸頭(17)，再串聯(lián)報警指示燈(11)。電容器正常運行時，空氣開關閉合，其輔助常閉觸頭打開，指示燈不亮，一旦任何一組電容器發(fā)生短路，空氣開關會自動斷開，其輔助常閉觸頭便會閉合，接通顯示報警回路，指示燈發(fā)亮，進行報警。
本實用新型利用配變監(jiān)測電能表上的開關量輸入接口和交流接觸器的輔助觸頭連接，實現(xiàn)了記錄電容器組投切情況的功能，便于電業(yè)部門了解無功補償裝置的運行是否正常。
在本實施例中，裝置箱體底部設計了RS485串行接口插孔(7)，與配變監(jiān)測電能表的RS485串口連接，可實現(xiàn)與計算機相連，通過有線抄表方式讀取電能表中記錄的各種數(shù)據(jù)。
權利要求1.一種智能低壓無功補償裝置，包括無功補償控制器(1)、配變監(jiān)測電能表(2)；其特征是還包括至少一個由空氣開關(12)、交流接觸器(13)和電容器(14)構成的電容器模塊；其中控制器的輸出信號接電容器模塊中交流接觸器接觸線圈的控制回路，配變監(jiān)測電能表上的開關量輸入接口和交流接觸器的輔助觸頭連接；裝置的電源由配電變壓器的低壓側經(jīng)電流互感器引到裝置中的母線，母線上并聯(lián)了避雷器(9)，然后通過母線將電源分配給配變監(jiān)測電能表、無功補償控制器和各個電容器模塊(10)。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能低壓無功補償裝置，其特征是電容器模塊由空氣開關(12)、切換電容器交流接觸器(13)和電容器(14)組成；其中接觸器(13)與電容器(14)串聯(lián)后經(jīng)空氣開關與母線連接；接觸器由線圈(15)、主觸頭(16)、限流電阻(18)和過渡觸頭(19)組成；控制器(1)輸出信號經(jīng)過熔斷器(8)控制接觸器線圈通電與斷電。
3.根據(jù)權利要求1所述的智能低壓無功補償裝置，其特征是配變監(jiān)測電能表(2)的輸入信號端接變壓器低壓側電網(wǎng)三相電壓和經(jīng)電流互感器轉換后的負荷二次電流輸出端。
4.根據(jù)權利要求1所述的智能低壓無功補償裝置，其特征是無功補償控制器(1)的輸入信號端接變壓器低壓側電網(wǎng)單相電壓和負荷二次電流輸出端。
5.根據(jù)權利要求1所述的智能低壓無功補償裝置，其特征是由母線上引出的單相電源，經(jīng)熔斷器(20)后，連接并聯(lián)的數(shù)量與空氣開關數(shù)量對應的空氣開關輔助常閉觸頭(17)，再串聯(lián)報警指示燈(11)構成報警回路。
6.根據(jù)權利要求1所述的智能低壓無功補償裝置，其特征是裝置箱體底部具有RS485串行接口插孔(7)，與配變監(jiān)測電能表的RS485串口連接。
專利摘要本實用新型涉及的智能低壓無功補償裝置，包括無功補償控制器(1)、配變監(jiān)測電能表(2)；其特征是還包括至少一個由空氣開關(12)、交流接觸器(13)和電容器(14)構成的電容器模塊；其中控制器的輸出信號接電容器模塊中交流接觸器接觸線圈的控制回路，配變監(jiān)測電能表上的開關量輸入接口和交流接觸器的輔助觸頭連接；裝置的電源由配電變壓器的低壓側經(jīng)電流互感器引到裝置中的母線，母線上并聯(lián)了避雷器(9)，將電源分配給配變監(jiān)測電能表、無功補償控制器和各個電容器模塊。裝置集無功補償、配變監(jiān)測、電能計量功能于一體。可記錄輸入開關量，能夠在電容器發(fā)生短路故障后及時報警顯示。實現(xiàn)有線抄表或遠紅外通訊接口實現(xiàn)無線抄表。
文檔編號H02J3/18GK2604809SQ0323322
公開日2004年2月25日 申請日期2003年2月17日 優(yōu)先權日2003年2月17日
發(fā)明者白云慶, 侯興哲, 龍啟玉, 李?？?申請人:重慶電力試驗研究所