專(zhuān)利名稱(chēng)：一種動(dòng)態(tài)高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力裝置，具體涉及一種動(dòng)態(tài)高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
隨著配電系統(tǒng)負(fù)荷的增長(zhǎng)和對(duì)供電質(zhì)量要求的提高，對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枨笠蚕鄳?yīng)增 加。目前，我國(guó)配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償通常在配電變壓器低壓側(cè)(0.4kV側(cè))進(jìn)行，但總投資高，且 不能對(duì)配變、配電及高壓負(fù)荷的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償。在變電站集中補(bǔ)償模式中，整體無(wú)功缺額較 大，且由于季節(jié)、晝夜負(fù)荷差別大，高峰時(shí)補(bǔ)償嚴(yán)重不足。因此，在高壓配電線路中進(jìn)行無(wú)功 補(bǔ)償是十分必要的。 我國(guó)目前部分地區(qū)使用線路高壓無(wú)功功率補(bǔ)償分散地安裝在線路上，有以下不足 1)投切電容器所選用的開(kāi)關(guān)為真空斷路器，存在弊端，其一 不能過(guò)零投切；其 二 存在合閘操作過(guò)電壓；其三存在合閘涌流；其四使用壽命有限；其五安裝及其不方便。
2)成本高由于每個(gè)部分都在戶(hù)外運(yùn)行，所要求的絕緣等級(jí)高于戶(hù)內(nèi)式元器件，
所以相應(yīng)的投資就大可靠性不高由于元器件外置，受環(huán)境的影響比較大。
2)電容器合閘涌流大，開(kāi)關(guān)投切壽命短易損壞。。
3)控制方式單一僅有單組投切不能動(dòng)態(tài)分級(jí)精細(xì)補(bǔ)償。 4)智能化程度不高，不能通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)GPRS遠(yuǎn)程傳輸。 5)不能克服高壓線路上的諧波對(duì)電網(wǎng)和設(shè)備的危害，為了補(bǔ)償高壓線路上的無(wú)功 功率，通常的做法是給高壓線路并聯(lián)適當(dāng)容量的電容器組。而如果高壓線路上由于諧波源 (如晶閘管控制設(shè)備、電弧爐、軋制機(jī)等)的存在而出現(xiàn)過(guò)大的諧波電流，則電容器由于自 身的原因極易受到諧波電流的影響而造成損害，甚至毀壞。此外，電容器還可能與系統(tǒng)電 感相互作用而產(chǎn)生并聯(lián)諧振，而一旦發(fā)生并聯(lián)諧振，高壓線路上已經(jīng)存在的諧波電流還會(huì) 被進(jìn)一步放大，從而給電容器自身和裝置開(kāi)關(guān)其它及與高壓線路相連的設(shè)備造成更大的損 害。 6)不能實(shí)現(xiàn)2級(jí)及以上更細(xì)分組的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種過(guò)零投切、多組精細(xì)分級(jí)的動(dòng)態(tài)高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)
償裝置，解決了背景技術(shù)中高壓并聯(lián)電容器無(wú)功補(bǔ)償裝置在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，裝置不能過(guò) 零投切、電容器合閘涌流大，開(kāi)關(guān)投切壽命短易損壞，補(bǔ)償不夠精細(xì)以及智能化不高的技術(shù) 問(wèn)題。 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是 —種動(dòng)態(tài)高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，包括控制器，與控制器分別連接的采樣電流互 感器、電壓互感器、保護(hù)型電流互感器、高壓交流永磁同步切換開(kāi)關(guān)，所述高壓交流永磁同 步切換開(kāi)關(guān)、濾波電抗器串連連接，最終并聯(lián)連接電容器，[0014] 其特殊之處在于所述控制器包括MCU微處理機(jī)控制單元和GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊單元， 所述GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊單元設(shè)置一通訊接口 ，所述MCU微處理機(jī)控制單元和GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊單 元配合可實(shí)現(xiàn)針對(duì)安裝點(diǎn)電壓和無(wú)功運(yùn)行工況的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償；高壓交流永磁同步切換開(kāi)關(guān)還 連接一諧波抑制的濾波電抗器，所述同步切換開(kāi)關(guān)位于濾波電抗器和并聯(lián)電容器前端，所 述濾波電抗器還連接一并聯(lián)電容器；同步切換開(kāi)關(guān)為能實(shí)現(xiàn)過(guò)零投切的高壓交流永磁同步 切換開(kāi)關(guān)。 上述熔斷器為跌落式熔斷器。 上述避雷器為氧化鋅避雷器。 上述控制器、電壓互感器、保護(hù)型電流互感器、高壓交流同步切換開(kāi)關(guān)、濾波電抗 器、并聯(lián)電容器，均置于一箱體內(nèi)。 上述箱體包括一穿墻套管，所述穿墻套管與10KVA、B、C三相連接。 上述箱體為不銹鋼或者冷軋鋼板箱體。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于 1裝置采用高壓交流永磁同步開(kāi)關(guān)投切電容器。實(shí)現(xiàn)過(guò)零投切，而且特別適合開(kāi) 斷容性電流，操作壽命長(zhǎng)(達(dá)10萬(wàn)次以上)。 2裝置實(shí)現(xiàn)了分級(jí)、多級(jí)等容或不等容投切，使得高壓無(wú)功補(bǔ)償更加精細(xì) 3提供了多種補(bǔ)償控制方式。用戶(hù)可針對(duì)安裝點(diǎn)電壓和無(wú)功運(yùn)行工況，選用最合
適的控制方式，達(dá)到最佳的節(jié)能降損效果 4裝置具有對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)功能，能存儲(chǔ)最近兩個(gè)月的整點(diǎn)記錄 和近100次的投切記錄 5裝置采用智能化通信控制，可通過(guò)GPRS和無(wú)線通訊模塊方式實(shí)現(xiàn)遙控、遙測(cè)和 遙調(diào)。 6該系列產(chǎn)品可具備諧波抑制功能，內(nèi)部電抗器的使用，實(shí)現(xiàn)濾波和無(wú)功補(bǔ)償雙 重功能，同時(shí)限制電容器投入電網(wǎng)時(shí)的涌流，有效抑制電網(wǎng)五次、七次及高次諧波的放大。 7裝置體積小，安裝簡(jiǎn)單，可靠性高，維護(hù)方便。軟件操作簡(jiǎn)單，顯示界面友好。

圖1為本實(shí)用新型原理圖； 圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明1-控制器，101-MCU微處理機(jī)控制單元，102-GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊單元， 103-通訊接口 ， 2-采樣電流互感器，3-電壓互感器，4-保護(hù)型電流互感器，5-同步切換開(kāi) 關(guān)，6-熔斷器，7-避雷器，8-箱體，9-穿墻套管，10-濾波電抗器，11-并聯(lián)電容器。
具體實(shí)施方式參見(jiàn)圖1 ， 一種動(dòng)態(tài)高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，包括控制器1 ，與控制器1分別連接的 采樣電流互感器2、電壓互感器3、保護(hù)型電流互感器4、高壓交流永磁同步切換開(kāi)關(guān)5，其中 控制器1包括MCU微處理機(jī)控制單元101和GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊單元102，所述GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊 單元102設(shè)置一通訊接口 103，所述MCU微處理機(jī)控制單元101和GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊單元102 配合可實(shí)現(xiàn)針對(duì)安裝點(diǎn)電壓和無(wú)功運(yùn)行工況的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。MCU微處理機(jī)控制單元lOl由數(shù)字信號(hào)處理器TMS320F2812完成運(yùn)算?？刂破?根據(jù)采集到電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，合 理的發(fā)出控制指令給高壓交流同步切換開(kāi)關(guān)5，完成電容器的投切，實(shí)現(xiàn)針對(duì)安裝點(diǎn)電壓和 無(wú)功運(yùn)行工況的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。高壓交流永磁同步切換開(kāi)關(guān)5還連接一諧波抑制的濾波電抗器 10，濾波電抗器10還連接一并聯(lián)電容器11。高壓交流永磁同步切換開(kāi)關(guān)5為能實(shí)現(xiàn)過(guò)零投 切的永磁同步切換開(kāi)關(guān)。電容回路串聯(lián)一定比例的電抗器，可有效的減小電容器投入時(shí)的 合閘涌流，增加了設(shè)備的使用壽命，同時(shí)可抑制對(duì)線路諧波電流的放大，減少對(duì)電網(wǎng)的諧波 污染。跌落熔式斷器對(duì)整套裝置進(jìn)行短路保護(hù)，若裝置發(fā)生短路故障，跌落式熔斷器立即熔 斷，防止短路故障對(duì)裝置和線路造成危害。其中避雷器7為氧化鋅避雷器。 參見(jiàn)圖2，控制器1、電壓互感器3、保護(hù)型電流互感器4、高壓交流永磁同步切換開(kāi) 關(guān)5、均置于一箱體8內(nèi)。本裝置采用了一體化分級(jí)結(jié)構(gòu)，將保護(hù)型電流互感器4、電壓互感 器3、高壓交流永磁同步切換開(kāi)關(guān)5等置于一個(gè)箱體8中，既減小了外部環(huán)境的影響，提高了 可靠性，又降低了成本，并使安裝方便化，從而彌補(bǔ)了現(xiàn)有無(wú)功補(bǔ)償裝置的不足。箱體8包 括一穿墻套管9，所述穿墻套管9與IOKVA、 B、 C三相連接。其中箱體8為不銹鋼或者冷軋 鋼板箱體。 本裝置工作過(guò)程如下電網(wǎng)線路經(jīng)過(guò)穿墻套管9進(jìn)入箱體8內(nèi)，箱體8內(nèi)的電壓互 感器3和采樣電流互感器2對(duì)三相線路采樣并將采樣信號(hào)送入控制器1 ，再由控制器1軟件 算法計(jì)算無(wú)功功率等電能參數(shù)，控制器1輸出控制信號(hào)至控制電路來(lái)控制補(bǔ)償電容器組的 投切，使三相電網(wǎng)線路的功率因數(shù)達(dá)到要求，可實(shí)現(xiàn)針對(duì)安裝點(diǎn)電壓和無(wú)功運(yùn)行工況的動(dòng) 態(tài)補(bǔ)償。MCU微處理機(jī)控制單元101對(duì)由采樣電路送來(lái)的采樣信號(hào)進(jìn)行分析、計(jì)算并決定是 否輸出控制信號(hào)給控制電路。其中控制器l的信號(hào)采集電路包括電壓互感器、電流互感器、 光藕等組成。該電路從外部采集信號(hào)送給MCU微處理機(jī)控制單元101。 MCU微處理機(jī)控制 單元101由數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)TMS320F2812完成運(yùn)算。GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊單元102可以用 來(lái)實(shí)現(xiàn)與INTERNET互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線通訊。 該裝置不僅能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，而且能夠抑制電網(wǎng)諧波，從而避免或減小了 諧波對(duì)電網(wǎng)、設(shè)備和補(bǔ)償電容器自身的危害。裝置保護(hù)功能齊全，運(yùn)行安全可靠。
權(quán)利要求一種動(dòng)態(tài)高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，包括控制器(1)，與控制器(1)分別連接的采樣電流互感器(2)、電壓互感器(3)、保護(hù)型電流互感器(4)、高壓交流永磁同步切換開(kāi)關(guān)(5)，所述高壓交流永磁同步切換開(kāi)關(guān)(5)串連連接濾波電抗器，最終并聯(lián)連接并聯(lián)電容器，其特征在于所述控制器(1)包括MCU微處理機(jī)控制單元(101)和GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊單元(102)，所述GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊單元(102)設(shè)置一通訊接口(103)，所述MCU微處理機(jī)控制單元(101)和GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊單元(102)配合可實(shí)現(xiàn)針對(duì)安裝點(diǎn)電壓和無(wú)功運(yùn)行工況的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，所述同步切換開(kāi)關(guān)(5)還連接一諧波抑制的濾波電抗器(10)，所述同步切換開(kāi)關(guān)(5)位于濾波電抗器(10)和并聯(lián)電容器(11)之前，所述濾波電抗器(10)還連接一并聯(lián)電容器(11)。所述同步切換開(kāi)關(guān)(5)為能實(shí)現(xiàn)過(guò)零投切的高壓交流永磁同步切換開(kāi)關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求2所述動(dòng)態(tài)高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征在于所述熔斷器(6)為 跌落式熔斷器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求3所述動(dòng)態(tài)高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征在于所述避雷器(4)為 氧化鋅避雷器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求4所述動(dòng)態(tài)高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征在于所述控制器(1)、 電壓互感器(3)、保護(hù)型電流互感器(4)、同步切換開(kāi)關(guān)(5)、濾波電抗器(10)、并聯(lián)電容器 (ll)，均置于一箱體(8)內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求5所述動(dòng)態(tài)高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征在于所述箱體(8)包括 一穿墻套管(9)，所述穿墻套管(9)與10KV電網(wǎng)系統(tǒng)連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求6所述動(dòng)態(tài)高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征在于所述箱體(8)為不 銹鋼或者冷軋鋼板箱體。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供的動(dòng)態(tài)高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，包括控制器，與控制器分別連接的采樣電流互感器、電壓互感器、保護(hù)型電流互感器、高壓交流永磁同步切換開(kāi)關(guān)，高壓交流永磁同步切換開(kāi)關(guān)、濾波電抗器串連連接，最終并聯(lián)連接電容器，控制器包括MCU微處理機(jī)控制單元和GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊單元，GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊單元設(shè)置一通訊接口，MCU微處理機(jī)控制單元和GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊單元配合可實(shí)現(xiàn)針對(duì)安裝點(diǎn)電壓和無(wú)功運(yùn)行工況的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。解決了高壓并聯(lián)電容器無(wú)功補(bǔ)償裝置在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，裝置不能過(guò)零投切、電容器合閘涌流大，開(kāi)關(guān)投切壽命短易損壞，補(bǔ)償不夠精細(xì)以及智能化不高的技術(shù)問(wèn)題。具有體積小、安裝簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J3/01GK201528207SQ20092024498
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者李兆利, 黃博 申請(qǐng)人:西安西微電力設(shè)備有限公司