專利名稱：無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交流配電網(wǎng)絡(luò)中的電路裝置，具體為一種交流電網(wǎng)絡(luò)中的無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置。
(二)技術(shù)背景電力部門對(duì)用電網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)作了明確的規(guī)定。在用電網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用著各種無功功率補(bǔ)償裝置，也出現(xiàn)數(shù)百件有關(guān)功率補(bǔ)償裝置的專利申請(qǐng)。目前的功率補(bǔ)償裝置雖然對(duì)無功功率比較平穩(wěn)的場(chǎng)合可以取得良好的補(bǔ)償效果，但對(duì)重復(fù)短時(shí)、功率因數(shù)低的沖擊負(fù)荷，例如抽油機(jī)、電焊機(jī)、刨床、沖壓設(shè)備等，采用現(xiàn)有的普通補(bǔ)償裝置和方法尚未能達(dá)到預(yù)期的補(bǔ)償效果。
中國專利98223360“自動(dòng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置”，是針對(duì)油田抽油機(jī)開發(fā)研制的，雖然提高了系統(tǒng)的可靠性，實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，補(bǔ)償?shù)姆秶哟?，消除了沖擊電流。但其要采用過零采集檢測(cè)電路，CPU單片計(jì)算機(jī)，顯示電路，開關(guān)控制電路，高速開關(guān)和多組補(bǔ)償電容，以及包括光電偶合器的光電管回路。結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本高，難以普及使用。
(三)實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其響應(yīng)速度快，適于在投切頻繁負(fù)荷的用電網(wǎng)絡(luò)中使用。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置包括斷路器、信號(hào)檢測(cè)器、控制器、補(bǔ)償電容器，其特征在于，還包括無觸點(diǎn)開關(guān)和快速放電裝置。
在用電網(wǎng)絡(luò)的三條相線中的某線L①上安裝信號(hào)檢測(cè)器，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的電流及電壓信號(hào)，檢測(cè)器的電流信號(hào)送入控制器，從上述L①和地線上接出電壓信號(hào)送入控制器。三個(gè)補(bǔ)償電容器首尾連接成三角形，每個(gè)補(bǔ)償電容連接一無觸點(diǎn)開關(guān)。三個(gè)補(bǔ)償電容器與無觸點(diǎn)開關(guān)經(jīng)斷路器與網(wǎng)絡(luò)連接?？刂破鞯闹噶罹€分別接入各無觸點(diǎn)開關(guān)?？刂破鲀?nèi)的單片機(jī)對(duì)檢測(cè)信號(hào)處理，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的無功功率含量發(fā)出的控制信號(hào)控制各無觸點(diǎn)開關(guān)的動(dòng)作。無觸點(diǎn)開關(guān)受控制信號(hào)的觸發(fā)而動(dòng)作，且按檢測(cè)器的電壓電流相位信號(hào)，在最佳點(diǎn)投切，即在電壓過零時(shí)刻閉合補(bǔ)償電容器，在電流過零時(shí)刻斷開該電容，以提高本裝置的可靠性，徹底消除沖擊電流，延長補(bǔ)償電容器壽命。無觸點(diǎn)開關(guān)的動(dòng)作對(duì)網(wǎng)絡(luò)無沖擊，可迅速響應(yīng)，頻繁反復(fù)開關(guān)動(dòng)作。
放電裝置包括三個(gè)類似變壓器的線路，三個(gè)初級(jí)線圈串聯(lián)，各次級(jí)線圈分別與平衡負(fù)荷連接成三個(gè)回路，三個(gè)補(bǔ)償電容器分別與一初級(jí)線圈連接。該放電裝置可在幾個(gè)周波內(nèi)將斷電后的補(bǔ)償電容器的殘留電荷放出。
本實(shí)用新型無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置的優(yōu)點(diǎn)為1、對(duì)三相無功功率嚴(yán)重不平衡的網(wǎng)絡(luò)，采用分相補(bǔ)償和三相平衡補(bǔ)償相結(jié)合的控制方式，有效地保證了用電網(wǎng)絡(luò)中無功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，達(dá)到節(jié)能的目的；2、放電裝置及時(shí)將電容器的殘留電荷放出，保證了補(bǔ)償電容在頻繁投切時(shí)仍能使網(wǎng)絡(luò)無沖擊電流；3、快速熔斷器在裝置短路或網(wǎng)絡(luò)沖擊過大時(shí)起到保護(hù)作用，提高本裝置的安全性；4、無觸點(diǎn)開關(guān)和熔斷器嵌裝于散熱器內(nèi)，使無觸點(diǎn)開關(guān)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的熱量能及時(shí)排放，保證了無觸點(diǎn)開關(guān)的正常運(yùn)作；5、裝置整體緊湊，成本低廉。


圖1為本實(shí)用新型無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置電路原理圖；圖2本實(shí)用新型無觸點(diǎn)開關(guān)，快速熔斷器與散熱器組裝圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)電網(wǎng)情況，本無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置包括2～18組補(bǔ)償電容。
圖1所示為本實(shí)用新型無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置最佳實(shí)施例，其中包括6組補(bǔ)償電容。
如圖1所示，在接有負(fù)載3的用電網(wǎng)絡(luò)的三條相線L①、L②、L③中的某線L①上安裝信號(hào)檢測(cè)器1，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的電流及電壓信號(hào)，檢測(cè)器1的電流信號(hào)送入控制器4的I’s、Is，從上述L①和地線N上接出電壓信號(hào)送入控制器4的U’s、Us。三個(gè)補(bǔ)償電容器10首尾連接成三角形，每個(gè)補(bǔ)償電容器10連接一無觸點(diǎn)開關(guān)6(VT)。三個(gè)補(bǔ)償電容器10和無觸點(diǎn)開關(guān)6經(jīng)斷路器2與網(wǎng)絡(luò)L①、L②、L③連接。控制器4的指令線分別接入各無觸點(diǎn)開關(guān)6。
放電裝置9包括三個(gè)類似變壓器的線路，三個(gè)初級(jí)線圈9-1串聯(lián)成三角形，各次級(jí)線圈9-2分別與平衡負(fù)荷9-3連接成三個(gè)回路，三個(gè)補(bǔ)償電容器10分別與一初級(jí)線圈9-1連接。
根據(jù)電網(wǎng)的功率情況，控制器4的V和①～⑥接點(diǎn)分別與6組補(bǔ)償電容器10的無觸點(diǎn)開關(guān)6(VT)并聯(lián)，即控制器4上的接點(diǎn)V、①上并聯(lián)無觸點(diǎn)開關(guān)6-1VT1、1VT2、1VT3，控制器4上的接點(diǎn)V、②上并聯(lián)無觸點(diǎn)開關(guān)6-2VT1、2VT2、2VT3，控制器4上的接點(diǎn)V、③上并聯(lián)無觸點(diǎn)開關(guān)6-3VT1、3VT2、3VT3，控制器4上的接點(diǎn)V、④上并聯(lián)無觸點(diǎn)開關(guān)6-4VT1、4VT2、4VT3，控制器4上的接點(diǎn)V、⑤上并聯(lián)無觸點(diǎn)開關(guān)6-5VT1、5VT2、5VT3，控制器4上的接點(diǎn)V、⑥上并聯(lián)無觸點(diǎn)開關(guān)6-6VT1、6VT2、6VT3。
在無觸點(diǎn)開關(guān)6與電網(wǎng)線路之間，還接有快速熔斷器5，當(dāng)來自在網(wǎng)絡(luò)的沖擊過大或裝置內(nèi)部的短路故障時(shí)，快速熔斷器5起到保護(hù)本裝置內(nèi)的其它部件的作用。
無觸點(diǎn)開關(guān)6與壓敏電阻7并聯(lián)，保護(hù)無觸點(diǎn)開關(guān)6免受過壓沖擊。
無觸點(diǎn)開關(guān)6與補(bǔ)償電容器10之間串聯(lián)限流電抗8，限流電抗8保護(hù)無觸點(diǎn)開關(guān)6免受沖擊電流損害。
如圖2所示，散熱器11有多個(gè)散熱翅片，接入同一線的無觸點(diǎn)開關(guān)6和快速熔斷器5嵌裝于同一散熱器11的散熱翅片之間。圖2中所示為本裝置最佳實(shí)施例中接入同一線的6個(gè)無觸點(diǎn)開關(guān)6(1VT1～6VT1)和6個(gè)快速熔斷器5嵌裝于同一散熱器11的散熱翅片之間。無觸點(diǎn)開關(guān)6在通斷時(shí)發(fā)出的熱量，通過散熱器11及時(shí)散發(fā)，保證無觸點(diǎn)開關(guān)頻繁動(dòng)作正常進(jìn)行。同時(shí)利用散熱器11的有效空間，將無觸點(diǎn)開關(guān)6、快速熔斷器5緊密地結(jié)合在一起，使本裝置結(jié)構(gòu)更緊湊、合理。
散熱器11上裝有風(fēng)扇12和溫控開關(guān)13。當(dāng)散熱器11溫度超過50℃時(shí)，溫控開關(guān)13接通風(fēng)扇12，風(fēng)扇12啟動(dòng)，以使散熱器11更快散熱。
權(quán)利要求1一種無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置，包括斷路器(2)、信號(hào)檢測(cè)器(1)、控制器(4)、補(bǔ)償電容器(10)，信號(hào)檢測(cè)器(1)安裝在用電網(wǎng)絡(luò)的某線上，檢測(cè)信號(hào)送入控制器(4)，其特征為還包括無觸點(diǎn)開關(guān)(6)和快速放電裝置(9)，在接有負(fù)載(3)的用電網(wǎng)絡(luò)的三條相線L①、L②、L③中的某線L①上安裝信號(hào)檢測(cè)器(1)，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的電流及電壓信號(hào)，檢測(cè)器(1)的電流信號(hào)送入控制器(4)，從上述L①和地線N上接出電壓信號(hào)送入控制器(4)；三個(gè)補(bǔ)償電容器(10)首尾連接成三角形，每個(gè)補(bǔ)償電容器(10)連接一無觸點(diǎn)開關(guān)(6)；三個(gè)補(bǔ)償電容器(10)和無觸點(diǎn)開關(guān)(6)經(jīng)斷路器(2)與網(wǎng)絡(luò)L①、L②、L③連接；控制器(4)的指令線分別接入各無觸點(diǎn)開關(guān)(6)；放電裝置(9)包括三個(gè)類似變壓器的線路，三個(gè)初級(jí)線圈(9-1)串聯(lián)成三角形，各次級(jí)線圈(9-2)分別與平衡負(fù)荷(9-3)連接成三個(gè)回路，三個(gè)補(bǔ)償電容器(10)分別與一初級(jí)線圈(10-10)連接。
2根據(jù)權(quán)利要求1所述的無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征為裝置包括2～18組補(bǔ)償電容器(10)。
3根據(jù)權(quán)利要求1所述的無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征為裝置包括6組補(bǔ)償電容；控制器(4)的V和①～⑥接點(diǎn)分別和6組補(bǔ)償電容器(10)的無觸點(diǎn)開關(guān)(6)并聯(lián)。
4根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征為在無觸點(diǎn)開關(guān)(6)與電網(wǎng)線路之間，接有快速熔斷器(5)。
5根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征為無觸點(diǎn)開關(guān)(6)與壓敏電阻(7)并聯(lián)；無觸點(diǎn)開關(guān)(6)與補(bǔ)償電容器(10)之間串聯(lián)限流電抗(8)。
6根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征為散熱器(11)有多個(gè)散熱翅片，接入同一線的無觸點(diǎn)開關(guān)(6)和快速熔斷器(5)嵌裝于散熱器(11)的散熱翅片之間。
7根據(jù)權(quán)利要求6所述的無功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征為散熱器(11)上裝有風(fēng)扇(12)和溫控開關(guān)(13)。
專利摘要本裝置的信號(hào)檢測(cè)器的信號(hào)送入控制器。三個(gè)補(bǔ)償電容器首尾連接成三角形，每個(gè)補(bǔ)償電容連接一無觸點(diǎn)開關(guān)。補(bǔ)償電容器經(jīng)無觸點(diǎn)開關(guān)和斷路器與網(wǎng)絡(luò)連接，控制器的指令線接入各無觸點(diǎn)開關(guān)。分相補(bǔ)償和三相平衡補(bǔ)償相結(jié)合，有效地保證了無功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。放電裝置三個(gè)初級(jí)線圈串聯(lián)，各次級(jí)線圈分別與平衡負(fù)荷連接成三個(gè)回路。三個(gè)補(bǔ)償電容器分別與初級(jí)線圈連接。放電裝置迅速放電，保證補(bǔ)償電容可頻繁投切。裝置可有2～18組，最佳6組補(bǔ)償電容。在無觸點(diǎn)開關(guān)與電網(wǎng)線路之間，還接有快速熔斷器，當(dāng)沖擊過大或內(nèi)部短路時(shí)，熔斷器起到保護(hù)作用。無觸點(diǎn)開關(guān)和熔斷器嵌裝于散熱器上。無觸點(diǎn)開關(guān)的熱量可及時(shí)散發(fā)，保證其正常動(dòng)作，結(jié)構(gòu)更緊湊、合理。
文檔編號(hào)H02J3/18GK2660762SQ03252979
公開日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2003年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月24日
發(fā)明者石潤波, 石碧 申請(qǐng)人:石潤波, 石碧