本發(fā)明涉及一種低壓混合型無功補(bǔ)償成套設(shè)備及使用方法，屬于無功補(bǔ)償設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對(duì)于配變臺(tái)區(qū)的無功補(bǔ)償?shù)囊?，原國電公司在《農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造技術(shù)原則》中規(guī)定：配變的無功補(bǔ)償，可按配變?nèi)萘康?0-15%配置，但是未明確其安裝的位置和補(bǔ)償?shù)姆秶??！掇r(nóng)村低壓電力技術(shù)規(guī)程》中也只是列出了為得到所需功率因數(shù)每千瓦負(fù)荷所需的電容器千乏數(shù)，亦未對(duì)配變、低壓線路及用戶電動(dòng)機(jī)的無功補(bǔ)償容量作出明確的規(guī)定。
但實(shí)際上，配農(nóng)網(wǎng)低壓臺(tái)區(qū)分散就地補(bǔ)償并沒有落實(shí)到位，同時(shí)，在實(shí)踐應(yīng)用中，如在配變低壓側(cè)按其容量的10-15%配置電容器，可能會(huì)造成過補(bǔ)償，既影響配變臺(tái)區(qū)線損統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性，也使低壓線路得不到有效的無功補(bǔ)償，從而降低了整個(gè)配變臺(tái)區(qū)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
而且，安裝低壓無功補(bǔ)償設(shè)備的臺(tái)區(qū)，主要是不帶電抗，直接采用接觸器投切的自愈式電容器，受限于自愈式電容器本身的特點(diǎn)及運(yùn)行可靠性不佳，無功支撐能力較弱。低壓臺(tái)區(qū)中常見的過電壓、合閘涌流，諧波和環(huán)境溫度等因素，對(duì)自愈式電容器的影響更是特別大。尤其是當(dāng)自愈失敗時(shí)，會(huì)造成元器件的絕緣水平下降，甚至短接，產(chǎn)生鼓肚、爆裂等個(gè)別現(xiàn)象。
未安裝低壓無功補(bǔ)償設(shè)備的臺(tái)區(qū)，其無功補(bǔ)償容量主要靠上級(jí)電源站無功下灌，會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)的電壓不穩(wěn)定，末端電壓下降，更會(huì)造成線損大，降低電能質(zhì)量，對(duì)企業(yè)效益的影響很大。
當(dāng)前低壓無功補(bǔ)償設(shè)備的保護(hù)控制也存在一定問題，無功補(bǔ)償控制器一般具有電壓時(shí)間控制、功率因數(shù)控制和電壓無功控制三種方式，并不能完全適應(yīng)各種負(fù)荷性質(zhì)的需要，基本上是假設(shè)負(fù)荷側(cè)性質(zhì)為線性狀態(tài)來設(shè)計(jì)的。同時(shí)，大多缺乏電容器投切后電壓、無功變化的動(dòng)態(tài)預(yù)算,以及避免產(chǎn)生投、切振蕩的閉環(huán)技術(shù)措施。取樣信號(hào)一般都取線電壓和相電流之間的相位差,這種方式在電流信號(hào)較小時(shí),功率因數(shù)值常常出錯(cuò)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是提供一種低壓混合型無功補(bǔ)償成套設(shè)備及使用方法，通過采用控制器集中控制智能低壓油浸電容和低壓apf（有源電力濾波器），優(yōu)化組合智能低壓油浸電容和低壓apf的性能特點(diǎn)，達(dá)到智能無功補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果，有效地解決了背景技術(shù)中存在的上述問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種低壓混合型無功補(bǔ)償成套設(shè)備，包含交流變壓器、非線性負(fù)載、電能質(zhì)量檢測表、智能低壓油浸電容、控制器和低壓apf，所述電能質(zhì)量檢測表、智能低壓油浸電容、控制器、低壓apf都連接至交流變壓器與非線性負(fù)載之間的電網(wǎng)線路，電能質(zhì)量檢測表與智能低壓油浸電容互相連接，控制器分別與智能低壓油浸電容、低壓apf互相連接，控制器、低壓apf上都設(shè)有電能檢測單元，控制器上設(shè)有自動(dòng)模式結(jié)構(gòu)和手動(dòng)模式結(jié)構(gòu)。
所述智能低壓油浸電容共有兩組，分別為共補(bǔ)電容組和分補(bǔ)電容組。
所述智能低壓油浸電容為智能低壓非自愈油式電容。
還包含人機(jī)界面，與控制器互相連接。
所述電能質(zhì)量檢測表、智能低壓油浸電容、控制器、低壓apf連接至同一can（控制器局域網(wǎng)絡(luò)）總線。
所述低壓apf包含諧波檢測單元、主控器、指令電波單元、控制電路單元、驅(qū)動(dòng)電路和主電路，六者依次連接。
低壓apf是市售產(chǎn)品，是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無功的電力電子裝置，它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無功進(jìn)行補(bǔ)償，之所以稱為有源，顧名思義該裝置需要提供電源，其應(yīng)用可克服lc濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)（傳統(tǒng)的只能固定補(bǔ)償），實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無功。
一種低壓混合型無功補(bǔ)償成套設(shè)備的使用方法，在配農(nóng)網(wǎng)低壓臺(tái)區(qū)的配變低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，包含如下步驟：
電能質(zhì)量檢測表、智能低壓油浸電容、控制器、低壓apf都連接至非線性負(fù)載與交流變壓器之間的電網(wǎng)線路；檢測電網(wǎng)電能質(zhì)量并對(duì)電網(wǎng)電能進(jìn)行補(bǔ)償；
電能質(zhì)量檢測表用于對(duì)線路電能進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果輸送至智能低壓油浸電容；電能質(zhì)量檢測表還將檢測結(jié)果輸送至控制器和低壓apf；控制器和低壓apf分別自帶電能質(zhì)量檢測單元；在同時(shí)存在電能質(zhì)量檢測表、以及控制器和低壓apf自帶電能質(zhì)量檢測單元的情況下，擇一進(jìn)行工作，或者同時(shí)工作；
所述控制器在自動(dòng)模式和手動(dòng)模式兩個(gè)模式之間切換，在所述自動(dòng)模式下，控制器基于其自帶電能質(zhì)量檢測單元和/或所述電能質(zhì)量檢測表檢測的電能質(zhì)量狀況，確定無功補(bǔ)償和諧波治理方案，并控制所述智能低壓油浸電容和/或所述低壓apf進(jìn)行無功補(bǔ)償和/或諧波治理；在所述手動(dòng)模式下，控制器的自帶電能質(zhì)量檢測單元不再對(duì)線路電能進(jìn)行檢測，控制器與智能低壓油浸電容和低壓apf進(jìn)行通信，所述智能低壓油浸電容基于電能質(zhì)量檢測表檢測的電能質(zhì)量狀況，確定并執(zhí)行無功補(bǔ)償方案，在所述智能低壓油浸電容補(bǔ)償后，所述低壓apf6基于其自帶電能質(zhì)量檢測單元和/或所述電能質(zhì)量檢測表檢測的諧波和無功情況，自行確定與執(zhí)行需要補(bǔ)償?shù)臒o功和諧波治理投入。
在所述自動(dòng)模式下，在進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，所述控制器優(yōu)先采用智能低壓油浸電容進(jìn)行無功補(bǔ)償。也就是說，在采用智能低壓油浸電容進(jìn)行無功補(bǔ)償之后，再考慮是否采用低壓apf進(jìn)行無功補(bǔ)償及諧波治理。
本發(fā)明的有益效果是：控制器能夠集中控制智能低壓油浸電容和低壓apf（有源電力濾波器），優(yōu)化組合智能低壓油浸電容和低壓apf的性能特點(diǎn)，達(dá)到智能無功補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中：交流變壓器1、非線性負(fù)載2、電能質(zhì)量檢測表3、智能低壓油浸電容4、控制器5、低壓apf6、電網(wǎng)線路7、控制板41、自動(dòng)模式結(jié)構(gòu)51、手動(dòng)模式結(jié)構(gòu)52、諧波檢測單元61、主控器62、指令電波單元63、控制電路單元64、驅(qū)動(dòng)電路65、主電路66。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
一種低壓混合型無功補(bǔ)償成套設(shè)備，包含交流變壓器1、非線性負(fù)載2、電能質(zhì)量檢測表3、智能低壓油浸電容4、控制器5和低壓apf6，所述電能質(zhì)量檢測表3、智能低壓油浸電容4、控制器5、低壓apf6都連接至交流變壓器1與非線性負(fù)載2之間的電網(wǎng)線路7，電能質(zhì)量檢測表3與智能低壓油浸電容4互相連接，控制器5分別與智能低壓油浸電容4、低壓apf6互相連接，控制器5、低壓apf6上都設(shè)有電能檢測單元，控制器5上設(shè)有自動(dòng)模式結(jié)構(gòu)51和手動(dòng)模式結(jié)構(gòu)52。
所述智能低壓油浸電容4共有兩組，分別為共補(bǔ)電容組和分補(bǔ)電容組。
所述智能低壓油浸電容4為智能低壓非自愈油式電容。
還包含人機(jī)界面，與控制器5互相連接。
所述電能質(zhì)量檢測表3、智能低壓油浸電容4、控制器5、低壓apf6連接至同一can（控制器局域網(wǎng)絡(luò)）總線。
所述低壓apf6包含諧波檢測單元61、主控器62、指令電波單元63、控制電路單元64、驅(qū)動(dòng)電路65和主電路66，六者依次連接。
低壓apf是市售產(chǎn)品，是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無功的電力電子裝置，它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無功進(jìn)行補(bǔ)償，之所以稱為有源，顧名思義該裝置需要提供電源，其應(yīng)用可克服lc濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)（傳統(tǒng)的只能固定補(bǔ)償），實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無功。
一種低壓混合型無功補(bǔ)償成套設(shè)備的使用方法，在配農(nóng)網(wǎng)低壓臺(tái)區(qū)的配變低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，包含如下步驟：
電能質(zhì)量檢測表3、智能低壓油浸電容4、控制器5、低壓apf6都連接至非線性負(fù)載2與交流變壓器1之間的電網(wǎng)線路；檢測電網(wǎng)電能質(zhì)量并對(duì)電網(wǎng)電能進(jìn)行補(bǔ)償；
電能質(zhì)量檢測表3用于對(duì)線路電能進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果輸送至智能低壓油浸電容4；電能質(zhì)量檢測表3還將檢測結(jié)果輸送至控制器5和低壓apf6；控制器5和低壓apf6分別自帶電能質(zhì)量檢測單元；在同時(shí)存在電能質(zhì)量檢測表3、以及控制器和低壓apf6自帶電能質(zhì)量檢測單元的情況下，擇一進(jìn)行工作，或者同時(shí)工作；
所述控制器5在自動(dòng)模式和手動(dòng)模式兩個(gè)模式之間切換，在所述自動(dòng)模式下，控制器5基于其自帶電能質(zhì)量檢測單元和/或所述電能質(zhì)量檢測表3檢測的電能質(zhì)量狀況，確定無功補(bǔ)償和諧波治理方案，并控制所述智能低壓油浸電容4和/或所述低壓apf6進(jìn)行無功補(bǔ)償和/或諧波治理；在所述手動(dòng)模式下，控制器5的自帶電能質(zhì)量檢測單元不再對(duì)線路電能進(jìn)行檢測，控制器5與智能低壓油浸電容4和低壓apf6進(jìn)行通信，所述智能低壓油浸電容4基于電能質(zhì)量檢測表3檢測的電能質(zhì)量狀況，確定并執(zhí)行無功補(bǔ)償方案，在所述智能低壓油浸電容4補(bǔ)償后，所述低壓apf6基于其自帶電能質(zhì)量檢測單元和/或所述電能質(zhì)量檢測表3檢測的諧波和無功情況，自行確定與執(zhí)行需要補(bǔ)償?shù)臒o功和諧波治理投入。
在所述自動(dòng)模式下，在進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，所述控制器5優(yōu)先采用智能低壓油浸電容4進(jìn)行無功補(bǔ)償。也就是說，在采用智能低壓油浸電容4進(jìn)行無功補(bǔ)償之后，再考慮是否采用低壓apf6進(jìn)行無功補(bǔ)償及諧波治理。
在實(shí)施例一中，所述智能低壓油浸電容4共有兩組，分別為共補(bǔ)電容組和分補(bǔ)電容組，以根據(jù)需要投入使用。共補(bǔ)電容組同時(shí)對(duì)三相進(jìn)行補(bǔ)償；分補(bǔ)電容組包括三個(gè)可以獨(dú)自地對(duì)相應(yīng)相進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾娙荨?/p>
控制器5根據(jù)電能質(zhì)量及可用電容器情況，以優(yōu)化的方式確定投入智能低壓油浸電容4的組數(shù)。如果投入智能低壓油浸電容4不能滿足無功補(bǔ)償要求，則投入低壓apf6進(jìn)行小容量調(diào)節(jié)——更精確的補(bǔ)償。如果投入智能低壓油浸電容4，能夠很好地進(jìn)行無功補(bǔ)償，則無需在投入低壓apf6進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在實(shí)施例一中，在控制器5發(fā)生故障的情況下，所述控制器控制器5自動(dòng)轉(zhuǎn)入手動(dòng)模式，在手動(dòng)模式下，所述控制器5只起到通信連接功能。也就是說，在手動(dòng)模式下，所述控制器5不再確定無功補(bǔ)償和諧波治理方案，不再控制所述智能低壓油浸電容4和/或所述低壓apf6進(jìn)行無功補(bǔ)償和/或諧波治理；而且，在所述手動(dòng)模式下，所述控制器5的電能質(zhì)量檢測單元不再對(duì)線路電能進(jìn)行檢測。
在實(shí)施例二（另一個(gè)實(shí)施例）中，所述低壓混合型無功補(bǔ)償成套設(shè)備進(jìn)一步包括人機(jī)界面，所述人機(jī)界面與所述控制器連接，所述低壓混合型無功補(bǔ)償成套設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障等信息集中輸入到所述控制器，且能夠在所述人機(jī)界面上顯示，其中，所述人機(jī)界面是觸控屏，通過所述人機(jī)界面能夠查閱所述智能低壓油浸電容4和低壓apf6的數(shù)據(jù)歷史曲線、故障歷史，所述人機(jī)界面具有醒目的報(bào)警指示，故障類型劃分輕故障、重故障，輕故障為設(shè)備可以繼續(xù)運(yùn)行，需要維護(hù)，重故障為設(shè)備必須馬上退出運(yùn)行，進(jìn)行檢修。
可以理解的是，在手動(dòng)模式下，所述控制器仍然與所述智能低壓油浸電容4和/或所述低壓apf6進(jìn)行通訊，獲取其工作狀態(tài)或補(bǔ)償相關(guān)信息。
在實(shí)施例三（第三實(shí)施例）中，所述電能質(zhì)量檢測表、智能低壓油浸電容、控制器和低壓apf連接至同一can總線，并通過所述can總線進(jìn)行通訊，其中，在自動(dòng)模式下，所述控制器作為主設(shè)備，所述電能質(zhì)量檢測表、智能低壓油浸電容和低壓apf作為從設(shè)備，在手動(dòng)模式下，所述控制器、電能質(zhì)量檢測表、智能低壓油浸電容和低壓apf均作為從設(shè)備。
所述電能質(zhì)量檢測表的檢測結(jié)果通過所述can總線輸送至所述控制器、所述智能低壓油浸電容和所述低壓apf。從而，數(shù)據(jù)傳輸更加方便，結(jié)構(gòu)更加簡單。而且可以省去控制器和低壓apf自帶的電能質(zhì)量檢測單元。
所述智能低壓油浸電容4為智能低壓非自愈油式電容。
在本發(fā)明的低壓混合型無功補(bǔ)償成套設(shè)備中，控制器能夠集中控制智能低壓非自愈油式電容和apf，優(yōu)化組合智能低壓非自愈油式電容和apf的性能特點(diǎn)，達(dá)到智能無功補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果。
本發(fā)明的低壓混合型無功補(bǔ)償成套設(shè)備尤其適用于配農(nóng)網(wǎng)低壓臺(tái)區(qū)應(yīng)用的各種無功補(bǔ)償技術(shù)。本發(fā)明能夠有效結(jié)合低壓有源濾波設(shè)備（低壓apf）和無源補(bǔ)償（智能低壓油浸電容）的特點(diǎn)，研究具備智能分析控制、保護(hù)及較高運(yùn)行可靠性的新型低壓智能無功補(bǔ)償技術(shù)。從而，本發(fā)明的低壓混合型無功補(bǔ)償成套設(shè)備能夠改變當(dāng)前固有的設(shè)備補(bǔ)償方式，提高設(shè)備控制、保護(hù)、運(yùn)行的可靠性。提高效益，減少線損，提升電壓質(zhì)量，減少高電壓和低電壓問題。本發(fā)明通過在配變臺(tái)區(qū)采用新型的智能無功補(bǔ)償技術(shù)，使得低壓線路得到有效的無功補(bǔ)償，提高整個(gè)配變臺(tái)區(qū)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。此外，本發(fā)明能夠有效地降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境，提高電能質(zhì)量，保證企業(yè)效益。