專利名稱：智能無功補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子領(lǐng)域，尤其涉及一種無功補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有電子供電系統(tǒng)中，一些如電動(dòng)機(jī)、變壓器、互感器等用電設(shè)備以及輸送線 路，在電網(wǎng)中因線圈電流而產(chǎn)生熱損耗、勵(lì)磁損耗、鐵損耗、銅損耗等無功損耗，這些損耗使 得電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，造成電能的浪費(fèi)，影響供電效率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種無功補(bǔ)償裝置，通過該實(shí)用新型，能夠提高電網(wǎng)的 功率因數(shù)，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，以提高供電效率，改善供電環(huán)境。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型提供一種智能無功補(bǔ)償裝置，包括與傳輸電路相連接的信號(hào)采集模 塊；投切開關(guān)；與所述信號(hào)采集模塊連接獲得電壓信號(hào)、電流信號(hào)，并根據(jù)所述電壓信號(hào)、 電流信號(hào)和設(shè)定參數(shù)控制所述投切開關(guān)動(dòng)作的無功補(bǔ)償控制器；與所述投切開關(guān)的相連接 的無功補(bǔ)償模塊。其中，更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無功補(bǔ)償控制器包括用于導(dǎo)入設(shè)定參數(shù)的交互單 元；從所述信號(hào)采集模塊獲取電壓信號(hào)、電流信號(hào)，并從所述交互單元獲得設(shè)定參數(shù)的存儲(chǔ) 單元；根據(jù)所述存儲(chǔ)單元中獲得的電壓信號(hào)、電流信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算獲得實(shí)時(shí)參數(shù)的微處理器； 將所述微處理器所得到的實(shí)時(shí)參數(shù)和從所述存儲(chǔ)單元中的設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較的比較單元； 根據(jù)所述比較單元的比較結(jié)果對(duì)所述投切開關(guān)進(jìn)行控制的控制單元。其中，更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述智能無功補(bǔ)償裝置還包括與所述傳輸電路連接的避 雷^o其中，更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述智能無功補(bǔ)償裝置還包括在所述傳輸電路與所述信 號(hào)采集模塊之間設(shè)置的熔斷器。其中，更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無功補(bǔ)償模塊包括全膜高壓并聯(lián)電容器。其中，更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述投切開關(guān)為真空負(fù)荷投切開關(guān)。其中，更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述信號(hào)采集模塊包括電流互感器和電壓互感器。所述 電流互感器包括開啟式有線電流互感器或開啟式無線電流互感器。所述無功補(bǔ)償控制器 中還包括與所述控制單元相連接的保護(hù)單元。其中，更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述保護(hù)單元包括如下中的一種或多種電容器極間短路 速斷保護(hù)子單元、電容器過電流短延時(shí)保護(hù)子單元、過電壓保護(hù)子單元、欠壓保護(hù)子單元、 缺相保護(hù)子單元、拒動(dòng)保護(hù)子單元、故障閉鎖保護(hù)子單元。由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型通過無功補(bǔ)償控制器， 能夠根據(jù)信號(hào)采集模塊獲得的信息和設(shè)定參數(shù)，控制投切開關(guān)動(dòng)作以操作無功補(bǔ)償模塊進(jìn) 行無功補(bǔ)償，從而能夠提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，使得供電效率得到提高，供電環(huán)境得到改善。
圖1為本實(shí)用新型提供的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2為本實(shí)用新型提供的第二實(shí)施例的原理圖。圖中，110信號(hào)采集模塊，120無功補(bǔ)償控制器，121交互單元，122存儲(chǔ)單元，123微 處理器，124比較單元，125控制單元，126保護(hù)單元，130投切開關(guān)，140無功補(bǔ)償模塊，160 跌落式熔斷器，150氧化鋅避雷針，3電容器專用真空負(fù)荷投切開關(guān)，4電壓互感器，5高壓無 功補(bǔ)償控制器，6電流互感器，7開啟式電流互感器。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供的第一實(shí)施例是一種無功補(bǔ)償裝置，該無功補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)如圖 1所示，包括信號(hào)采集模塊110、無功補(bǔ)償控制器120、投切開關(guān)130、無功補(bǔ)償模塊140。信號(hào)采集模塊110與傳輸電路相連接，該信號(hào)采集模塊110包括電流信號(hào)采集單 元(如電流傳感器)和電壓信號(hào)采集單元(如電壓傳感器)，分別用來采集高壓線路上的電 流信號(hào)和電壓信號(hào)。無功補(bǔ)償控制器120與上述信號(hào)采集模塊110連接，檢測(cè)任意兩相電壓和另外一 相電流信號(hào)，得到一組電壓和電流信號(hào)；將這組電壓和電流信號(hào)經(jīng)過A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換， 然后邏輯運(yùn)算，計(jì)算出有功、無功、功率因數(shù)、諧波等參數(shù)，并根據(jù)這些實(shí)時(shí)參數(shù)對(duì)投切開關(guān) 130進(jìn)行控制。該無功補(bǔ)償控制器120具體包括交互單元121、存儲(chǔ)單元122、微處理器 123、比較單元124、控制單元125。交互單元121上設(shè)置有人機(jī)交互界面，可以導(dǎo)入用戶輸入的設(shè)定參數(shù)。用戶可根 據(jù)線路的無功需求量及功率因數(shù)大小，按照功率因數(shù)、無功功率、電壓、時(shí)間等設(shè)定相應(yīng)的 需求設(shè)定參數(shù)，并通過交互單元121輸入。存儲(chǔ)單元122的輸入端分別與信號(hào)采集模塊110、交互單元121連接，輸出端與計(jì) 算單元123連接。存儲(chǔ)單元122從所述信號(hào)采集模塊110中獲取電壓信號(hào)、電流信號(hào)，從交 互單元121中獲得設(shè)定參數(shù)，并將這些獲得的信息傳輸給微處理器123。微處理器123對(duì)存儲(chǔ)單元122中獲得的電壓信號(hào)、電流信號(hào)進(jìn)行A/D (模/數(shù))轉(zhuǎn) 換，并對(duì)得到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，計(jì)算出有功、無功、功率因數(shù)、諧波等實(shí)時(shí)參數(shù)。比較單元124的輸入端分別與微處理器123和存儲(chǔ)單元122連接，輸出端與控制 單元125連接。其將微處理器123所得到的實(shí)時(shí)參數(shù)和從所述存儲(chǔ)單元122中獲得的設(shè)定 參數(shù)進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果傳輸給控制單元125?？刂茊卧?25與投切開關(guān)130相連接。控制單元125根據(jù)所述比較單元124的比 較結(jié)果選擇相應(yīng)的控制策略，并依據(jù)相應(yīng)的控制策略對(duì)所述投切開關(guān)130進(jìn)行控制?？刂?單元125的操作機(jī)構(gòu)可以采用排合式電磁操作機(jī)構(gòu)，這種操作機(jī)構(gòu)的機(jī)械鎖扣、零部件少， 觸頭分合間特性好。投切開關(guān)130與無功補(bǔ)償模塊140相連接。無功補(bǔ)償模塊140基于投切開關(guān)130 的投/切動(dòng)作，進(jìn)行無功補(bǔ)償。該無功補(bǔ)償模塊140可以是全膜高壓并聯(lián)電容器。該投切 開關(guān)130可以是電容器投切專用的真空負(fù)荷投切開關(guān)，其內(nèi)部可以設(shè)置電壓互感器。另外，可以在真空滅弧室內(nèi)，封裝一對(duì)耐磨損、低截流材料組成的觸頭，能滿足開斷電容組性能， 又減少由于截流引起的過電壓，滅弧能力強(qiáng)，設(shè)計(jì)電壽命10萬次。為了更進(jìn)一步地提高該無功補(bǔ)償裝置的安全，完善其保護(hù)功能，該無功補(bǔ)償裝置 還設(shè)置有與所述控制單元125相連接的保護(hù)單元126。該保護(hù)單元126包括如下中的一種 或多種電容器極間短路速斷保護(hù)子單元、電容器過電流短延時(shí)保護(hù)子單元、過電壓保護(hù)子 單元、欠壓保護(hù)子單元、缺相保護(hù)子單元、拒動(dòng)保護(hù)子單元、故障閉鎖保護(hù)子單元。另外，還可以根據(jù)用戶需要，在該無功補(bǔ)償裝置中增設(shè)接收單元，并相應(yīng)的設(shè)置發(fā) 射單元(即遙控設(shè)備)，以實(shí)現(xiàn)四遙(遙控，遙信，遙測(cè)，遙調(diào))通訊功能。為了更好地對(duì)該無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行避雷保護(hù)，還可以在從高壓線路上引出的傳輸 電路上設(shè)置避雷器150，如氧化鋅避雷器。為了更好地對(duì)該無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行熔斷保護(hù)以及拆裝方便，還可以在從高壓線路 上引出的傳輸電路與上述信號(hào)采集模塊110之間設(shè)置的熔斷器160，該熔斷器160可以是跌 落式熔斷器。本實(shí)用新型可以適用在配電線路上或用戶端，可以安裝在架空線路線桿上。在結(jié) 構(gòu)形式上根據(jù)用戶要求，可采用分體積木式組裝結(jié)構(gòu)，也可以采用一體式模塊化安裝結(jié)構(gòu)， 整套裝置配置齊全，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)量小，質(zhì)量穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。下面以設(shè)定參數(shù)為時(shí)間和電壓為例，來詳細(xì)說明上述第一實(shí)施例的工作情況首先，初始化無功補(bǔ)償控制器120，用戶通過交互單元121，設(shè)定電壓和時(shí)間參數(shù)， 包括電壓切除門限、第1段投入時(shí)間、第1段切除時(shí)間、第2段投入時(shí)間、第2段切除時(shí)間、 投切影響值。其次，無功補(bǔ)償控制器120根據(jù)上述信號(hào)采集模塊110提供的多相電壓信號(hào)、電流 信號(hào)，取任意兩相電壓和另外一相電流信號(hào)；將這組電壓和電流信號(hào)經(jīng)過A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn) 換，然后邏輯運(yùn)算，計(jì)算出有功、無功、功率因數(shù)、諧波等實(shí)時(shí)參數(shù)，并取諧波中的電壓參數(shù)。接著，將該實(shí)時(shí)參數(shù)中的電壓參數(shù)與當(dāng)前時(shí)間，與設(shè)定電壓和時(shí)間參數(shù)進(jìn)行比 較若當(dāng)前時(shí)間在第1段投入時(shí)間與第1段切除時(shí)間之間時(shí)，或者，當(dāng)前時(shí)間在第2段 投入時(shí)間與第2段切除時(shí)間之間時(shí)，則確定為可投電容器時(shí)段；若當(dāng)前時(shí)間在第2段切除時(shí)間與第1段投入時(shí)間之間時(shí)，則確定為可切電容器時(shí) 段；若當(dāng)前時(shí)段處于可投電容器時(shí)段，則比較實(shí)時(shí)電壓參數(shù)和設(shè)定的電壓參數(shù)當(dāng)前系統(tǒng)的實(shí)時(shí)電壓參數(shù)低于設(shè)定的電壓切除門限減投切影響值時(shí)，則通過控制 單元125，控制投切開關(guān)130進(jìn)行投動(dòng)作，這時(shí)，無功補(bǔ)償模塊140則開始充電；當(dāng)前系統(tǒng)的實(shí)時(shí)電壓參數(shù)大于設(shè)定的電壓切除門限時(shí)，通過控制單元125，控制投 切開關(guān)130進(jìn)行切動(dòng)作，這時(shí)，無功補(bǔ)償模塊140則開始放電；當(dāng)前系統(tǒng)的實(shí)時(shí)電壓參數(shù)等于設(shè)定的電壓切除門限時(shí)，無功補(bǔ)償控制器120不動(dòng)作。本實(shí)用新型提供的第二實(shí)施例為另一種無功補(bǔ)償裝置，該無功補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)如 圖2所示，包括電容器投切專用真空負(fù)荷開關(guān)3，其內(nèi)置電壓互感器4，開啟式電流互感器7， 開啟式電流互感器7為開啟式無線電流互感器或開啟式有線電流互感器，傳輸線路中連接有電壓互感器4和電流互感器6，電壓互感器4和電流互感器6與高壓無功補(bǔ)償控制器5連 接，高壓無功補(bǔ)償控制器5設(shè)置有保護(hù)裝置，其內(nèi)設(shè)置的電容器為全膜高壓并聯(lián)電容器，高 壓無功補(bǔ)償控制器5用來控制電容器專用真空負(fù)荷投切開關(guān)3，電容器專用真空負(fù)荷投切 開關(guān)3與控制跌落式熔斷器150連接并控制其打開和閉合，跌落式熔斷器150與傳輸線路 連接，氧化鋅避雷器160與跌落式熔斷器150并聯(lián)后接地。本裝置采用的電容器投切專用真 空負(fù)荷開關(guān)3，作為高壓并聯(lián)電容器的投切設(shè)備，作為新一代電容器投切裝置，操作機(jī)構(gòu)采 用排合式電磁操作機(jī)構(gòu)，機(jī)械鎖扣，零部件少，觸頭分合閘特性好。另外，在真空滅弧室內(nèi)， 封裝一對(duì)耐磨損、低截流材料組成的觸頭，能滿足開斷電容組性能，又減少由于截流引起的 過電壓，滅弧能力強(qiáng)，設(shè)計(jì)電壽命10萬次。由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型通過無功補(bǔ)償控制器， 能夠根據(jù)信號(hào)采集模塊獲得的信息和設(shè)定參數(shù)，控制投切開關(guān)動(dòng)作以操作無功補(bǔ)償模塊進(jìn) 行無功補(bǔ)償，從而能夠提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，使得供電 效率得到提高，供電環(huán)境得到改善。另外，通過在無功補(bǔ)償裝置中設(shè)置的保護(hù)單元，可以更進(jìn)一步地提高該無功補(bǔ)償 裝置的安全，完善其保護(hù)功能，使本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)電容器極間短路速斷保護(hù)、電容器過 電流短延時(shí)保護(hù)、過電壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、缺相保護(hù)、拒動(dòng)保護(hù)、故障閉鎖保護(hù)等。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變 化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán) 利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種智能無功補(bǔ)償裝置，包括與傳輸電路相連接的信號(hào)采集模塊(110)，以及投切開關(guān)(130)，其特征在于，所述智能無功補(bǔ)償裝置還包括與所述信號(hào)采集模塊(110)連接獲得電壓信號(hào)、電流信號(hào)，并根據(jù)所述電壓信號(hào)、電流信號(hào)和設(shè)定參數(shù)控制所述投切開關(guān)動(dòng)作的無功補(bǔ)償控制器(120)；與所述投切開關(guān)(130)相連接的無功補(bǔ)償模塊(140)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無功補(bǔ)償裝置，其特征在于所述無功補(bǔ)償控制器(120) 包括用于導(dǎo)入設(shè)定參數(shù)的交互單元(121)；從所述信號(hào)采集模塊(110)獲取電壓信號(hào)、 電流信號(hào)，并從所述交互單元(121)獲得設(shè)定參數(shù)的存儲(chǔ)單元(122)；根據(jù)所述存儲(chǔ)單元 (122)中獲得的電壓信號(hào)、電流信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算獲得實(shí)時(shí)參數(shù)的微處理器(123)；將所述微 處理器(123)所得到的實(shí)時(shí)參數(shù)和從所述存儲(chǔ)單元(122)中的設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較的比較 單元；根據(jù)所述比較單元(124)的比較結(jié)果對(duì)所述投切開關(guān)(130)進(jìn)行控制的控制單元 (125)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述智能無功補(bǔ)償裝置還 包括與所述傳輸電路連接的氧化鋅避雷器(150)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的智能無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述智能無功補(bǔ)償裝 置還包括在所述傳輸電路與所述信號(hào)采集模塊之間設(shè)置的跌落式熔斷器(160)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述無功補(bǔ)償模塊包括全 膜高壓并聯(lián)電容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述投切開關(guān)(130)為真空 負(fù)荷投切開關(guān)(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述信號(hào)采集模塊(110)包 括電流互感器(6)和電壓互感器⑷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述電流互感器(6)包括 開啟式有線電流互感器或開啟式無線電流互感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述無功補(bǔ)償控制器(120) 中還包括與所述控制單元(125)相連接的保護(hù)單元(126)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述保護(hù)單元(126)包括 如下中的一種或多種電容器極間短路速斷保護(hù)子單元、電容器過電流短延時(shí)保護(hù)子單元、過電壓保護(hù)子單 元、欠壓保護(hù)子單元、缺相保護(hù)子單元、拒動(dòng)保護(hù)子單元、故障閉鎖保護(hù)子單元。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種智能無功補(bǔ)償裝置，本實(shí)用新型涉及電子領(lǐng)域，尤其涉及一種無功補(bǔ)償裝置。該智能無功補(bǔ)償裝置包括與傳輸電路相連接的信號(hào)采集模塊；以及投切開關(guān)；與所述信號(hào)采集模塊連接獲得電壓信號(hào)、電流信號(hào)，并根據(jù)所述電壓信號(hào)、電流信號(hào)和設(shè)定參數(shù)控制所述投切開關(guān)動(dòng)作的無功補(bǔ)償控制器；與所述投切開關(guān)的相連接的無功補(bǔ)償模塊。本實(shí)用新型通過無功補(bǔ)償控制器，能夠根據(jù)信號(hào)采集模塊獲得的信息和設(shè)定參數(shù)，控制投切開關(guān)動(dòng)作以操作無功補(bǔ)償模塊進(jìn)行無功補(bǔ)償，從而能夠提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，使得供電效率得到提高，供電環(huán)境得到改善。
文檔編號(hào)H02J3/18GK201726139SQ20102024802
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者李新旺 申請(qǐng)人:河南新月實(shí)業(yè)有限公司