專利名稱：智能無功補償裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子領域，尤其涉及一種無功補償裝置。
背景技術：
在現(xiàn)有電子供電系統(tǒng)中，一些如電動機、變壓器、互感器等用電設備以及輸送線 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，影響供電效率。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種無功補償裝置，通過該實用新型，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。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的本實用新型提供一種智能無功補償裝置，包括與傳輸電路相連接的信號采集模 塊；投切開關；與所述信號采集模塊連接獲得電壓信號、電流信號，并根據(jù)所述電壓信號、 電流信號和設定參數(shù)控制所述投切開關動作的無功補償控制器；與所述投切開關的相連接 的無功補償模塊。其中，更進一步優(yōu)選地，所述無功補償控制器包括用于導入設定參數(shù)的交互單 元；從所述信號采集模塊獲取電壓信號、電流信號，并從所述交互單元獲得設定參數(shù)的存儲 單元；根據(jù)所述存儲單元中獲得的電壓信號、電流信號進行運算獲得實時參數(shù)的微處理器； 將所述微處理器所得到的實時參數(shù)和從所述存儲單元中的設定參數(shù)進行比較的比較單元； 根據(jù)所述比較單元的比較結果對所述投切開關進行控制的控制單元。其中，更進一步優(yōu)選地，所述智能無功補償裝置還包括與所述傳輸電路連接的避 雷^o其中，更進一步優(yōu)選地，所述智能無功補償裝置還包括在所述傳輸電路與所述信 號采集模塊之間設置的熔斷器。其中，更進一步優(yōu)選地，所述無功補償模塊包括全膜高壓并聯(lián)電容器。其中，更進一步優(yōu)選地，所述投切開關為真空負荷投切開關。其中，更進一步優(yōu)選地，所述信號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。所述無功補償控制器 中還包括與所述控制單元相連接的保護單元。其中，更進一步優(yōu)選地，所述保護單元包括如下中的一種或多種電容器極間短路 速斷保護子單元、電容器過電流短延時保護子單元、過電壓保護子單元、欠壓保護子單元、 缺相保護子單元、拒動保護子單元、故障閉鎖保護子單元。由上述本實用新型提供的技術方案可以看出，本實用新型通過無功補償控制器， 能夠根據(jù)信號采集模塊獲得的信息和設定參數(shù)，控制投切開關動作以操作無功補償模塊進 行無功補償，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為本實用新型提供的第一實施例的結構原理示意圖；圖2為本實用新型提供的第二實施例的原理圖。圖中，110信號采集模塊，120無功補償控制器，121交互單元，122存儲單元，123微 處理器，124比較單元，125控制單元，126保護單元，130投切開關，140無功補償模塊，160 跌落式熔斷器，150氧化鋅避雷針，3電容器專用真空負荷投切開關，4電壓互感器，5高壓無 功補償控制器，6電流互感器，7開啟式電流互感器。
具體實施方式
本實用新型提供的第一實施例是一種無功補償裝置，該無功補償裝置的結構如圖 1所示，包括信號采集模塊110、無功補償控制器120、投切開關130、無功補償模塊140。信號采集模塊110與傳輸電路相連接，該信號采集模塊110包括電流信號采集單 元(如電流傳感器)和電壓信號采集單元(如電壓傳感器)，分別用來采集高壓線路上的電 流信號和電壓信號。無功補償控制器120與上述信號采集模塊110連接，檢測任意兩相電壓和另外一 相電流信號，得到一組電壓和電流信號；將這組電壓和電流信號經(jīng)過A/D(模/數(shù))轉換， 然后邏輯運算，計算出有功、無功、功率因數(shù)、諧波等參數(shù)，并根據(jù)這些實時參數(shù)對投切開關 130進行控制。該無功補償控制器120具體包括交互單元121、存儲單元122、微處理器 123、比較單元124、控制單元125。交互單元121上設置有人機交互界面，可以導入用戶輸入的設定參數(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、時間等設定相應的 需求設定參數(shù)，并通過交互單元121輸入。存儲單元122的輸入端分別與信號采集模塊110、交互單元121連接，輸出端與計 算單元123連接。存儲單元122從所述信號采集模塊110中獲取電壓信號、電流信號，從交 互單元121中獲得設定參數(shù)，并將這些獲得的信息傳輸給微處理器123。微處理器123對存儲單元122中獲得的電壓信號、電流信號進行A/D (模/數(shù))轉 換，并對得到的數(shù)字信號進行邏輯運算，計算出有功、無功、功率因數(shù)、諧波等實時參數(shù)。比較單元124的輸入端分別與微處理器123和存儲單元122連接，輸出端與控制 單元125連接。其將微處理器123所得到的實時參數(shù)和從所述存儲單元122中獲得的設定 參數(shù)進行比較，并將比較結果傳輸給控制單元125?？刂茊卧?25與投切開關130相連接。控制單元125根據(jù)所述比較單元124的比 較結果選擇相應的控制策略，并依據(jù)相應的控制策略對所述投切開關130進行控制?？刂?單元125的操作機構可以采用排合式電磁操作機構，這種操作機構的機械鎖扣、零部件少， 觸頭分合間特性好。投切開關130與無功補償模塊140相連接。無功補償模塊140基于投切開關130 的投/切動作，進行無功補償。該無功補償模塊140可以是全膜高壓并聯(lián)電容器。該投切 開關130可以是電容器投切專用的真空負荷投切開關，其內部可以設置電壓互感器。另外，可以在真空滅弧室內，封裝一對耐磨損、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，設計電壽命10萬次。為了更進一步地提高該無功補償裝置的安全，完善其保護功能，該無功補償裝置 還設置有與所述控制單元125相連接的保護單元126。該保護單元126包括如下中的一種 或多種電容器極間短路速斷保護子單元、電容器過電流短延時保護子單元、過電壓保護子 單元、欠壓保護子單元、缺相保護子單元、拒動保護子單元、故障閉鎖保護子單元。另外，還可以根據(jù)用戶需要，在該無功補償裝置中增設接收單元，并相應的設置發(fā) 射單元(即遙控設備)，以實現(xiàn)四遙(遙控，遙信，遙測，遙調)通訊功能。為了更好地對該無功補償裝置進行避雷保護，還可以在從高壓線路上引出的傳輸 電路上設置避雷器150，如氧化鋅避雷器。為了更好地對該無功補償裝置進行熔斷保護以及拆裝方便，還可以在從高壓線路 上引出的傳輸電路與上述信號采集模塊110之間設置的熔斷器160，該熔斷器160可以是跌 落式熔斷器。本實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 構形式上根據(jù)用戶要求，可采用分體積木式組裝結構，也可以采用一體式模塊化安裝結構， 整套裝置配置齊全，結構緊湊，安裝簡單，維護量小，質量穩(wěn)定，使用壽命長。下面以設定參數(shù)為時間和電壓為例，來詳細說明上述第一實施例的工作情況首先，初始化無功補償控制器120，用戶通過交互單元121，設定電壓和時間參數(shù)， 包括電壓切除門限、第1段投入時間、第1段切除時間、第2段投入時間、第2段切除時間、 投切影響值。其次，無功補償控制器120根據(jù)上述信號采集模塊110提供的多相電壓信號、電流 信號，取任意兩相電壓和另外一相電流信號；將這組電壓和電流信號經(jīng)過A/D(模/數(shù))轉 換，然后邏輯運算，計算出有功、無功、功率因數(shù)、諧波等實時參數(shù)，并取諧波中的電壓參數(shù)。接著，將該實時參數(shù)中的電壓參數(shù)與當前時間，與設定電壓和時間參數(shù)進行比 較若當前時間在第1段投入時間與第1段切除時間之間時，或者，當前時間在第2段 投入時間與第2段切除時間之間時，則確定為可投電容器時段；若當前時間在第2段切除時間與第1段投入時間之間時，則確定為可切電容器時 段；若當前時段處于可投電容器時段，則比較實時電壓參數(shù)和設定的電壓參數(shù)當前系統(tǒng)的實時電壓參數(shù)低于設定的電壓切除門限減投切影響值時，則通過控制 單元125，控制投切開關130進行投動作，這時，無功補償模塊140則開始充電；當前系統(tǒng)的實時電壓參數(shù)大于設定的電壓切除門限時，通過控制單元125，控制投 切開關130進行切動作，這時，無功補償模塊140則開始放電；當前系統(tǒng)的實時電壓參數(shù)等于設定的電壓切除門限時，無功補償控制器120不動作。本實用新型提供的第二實施例為另一種無功補償裝置，該無功補償裝置的結構如 圖2所示，包括電容器投切專用真空負荷開關3，其內置電壓互感器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與高壓無功補償控制器5連 接，高壓無功補償控制器5設置有保護裝置，其內設置的電容器為全膜高壓并聯(lián)電容器，高 壓無功補償控制器5用來控制電容器專用真空負荷投切開關3，電容器專用真空負荷投切 開關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 空負荷開關3，作為高壓并聯(lián)電容器的投切設備，作為新一代電容器投切裝置，操作機構采 用排合式電磁操作機構，機械鎖扣，零部件少，觸頭分合閘特性好。另外，在真空滅弧室內， 封裝一對耐磨損、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，設計電壽命10萬次。由上述本實用新型提供的技術方案可以看出，本實用新型通過無功補償控制器， 能夠根據(jù)信號采集模塊獲得的信息和設定參數(shù)，控制投切開關動作以操作無功補償模塊進 行無功補償，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，通過在無功補償裝置中設置的保護單元，可以更進一步地提高該無功補償 裝置的安全，完善其保護功能，使本實用新型能夠實現(xiàn)電容器極間短路速斷保護、電容器過 電流短延時保護、過電壓保護、欠壓保護、缺相保護、拒動保護、故障閉鎖保護等。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變 化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權 利要求的保護范圍為準。
權利要求一種智能無功補償裝置，包括與傳輸電路相連接的信號采集模塊(110)，以及投切開關(130)，其特征在于，所述智能無功補償裝置還包括與所述信號采集模塊(110)連接獲得電壓信號、電流信號，并根據(jù)所述電壓信號、電流信號和設定參數(shù)控制所述投切開關動作的無功補償控制器(120)；與所述投切開關(130)相連接的無功補償模塊(140)。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能無功補償裝置，其特征在于所述無功補償控制器(120) 包括用于導入設定參數(shù)的交互單元(121)；從所述信號采集模塊(110)獲取電壓信號、 電流信號，并從所述交互單元(121)獲得設定參數(shù)的存儲單元(122)；根據(jù)所述存儲單元 (122)中獲得的電壓信號、電流信號進行運算獲得實時參數(shù)的微處理器(123)；將所述微 處理器(123)所得到的實時參數(shù)和從所述存儲單元(122)中的設定參數(shù)進行比較的比較 單元；根據(jù)所述比較單元(124)的比較結果對所述投切開關(130)進行控制的控制單元 (125)。
3.根據(jù)權利要求1所述的智能無功補償裝置，其特征在于，所述智能無功補償裝置還 包括與所述傳輸電路連接的氧化鋅避雷器(150)。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的智能無功補償裝置，其特征在于，所述智能無功補償裝 置還包括在所述傳輸電路與所述信號采集模塊之間設置的跌落式熔斷器(160)。
5.根據(jù)權利要求4所述的智能無功補償裝置，其特征在于，所述無功補償模塊包括全 膜高壓并聯(lián)電容器。
6.根據(jù)權利要求5所述的智能無功補償裝置，其特征在于，所述投切開關(130)為真空 負荷投切開關(3)。
7.根據(jù)權利要求6所述的智能無功補償裝置，其特征在于，所述信號采集模塊(110)包 括電流互感器(6)和電壓互感器⑷。
8.根據(jù)權利要求7所述的智能無功補償裝置，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)權利要求2所述的智能無功補償裝置，其特征在于，所述無功補償控制器(120) 中還包括與所述控制單元(125)相連接的保護單元(126)。
10.根據(jù)權利要求9所述的智能無功補償裝置，其特征在于，所述保護單元(126)包括 如下中的一種或多種電容器極間短路速斷保護子單元、電容器過電流短延時保護子單元、過電壓保護子單 元、欠壓保護子單元、缺相保護子單元、拒動保護子單元、故障閉鎖保護子單元。
專利摘要本實用新型提供了一種智能無功補償裝置，本實用新型涉及電子領域，尤其涉及一種無功補償裝置。該智能無功補償裝置包括與傳輸電路相連接的信號采集模塊；以及投切開關；與所述信號采集模塊連接獲得電壓信號、電流信號，并根據(jù)所述電壓信號、電流信號和設定參數(shù)控制所述投切開關動作的無功補償控制器；與所述投切開關的相連接的無功補償模塊。本實用新型通過無功補償控制器，能夠根據(jù)信號采集模塊獲得的信息和設定參數(shù)，控制投切開關動作以操作無功補償模塊進行無功補償，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H02J3/18GK201726139SQ20102024802
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權日2010年7月6日
發(fā)明者李新旺 申請人:河南新月實業(yè)有限公司