專利名稱：負(fù)載端輸電自動(dòng)補(bǔ)償器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于輸電工程，補(bǔ)償供電網(wǎng)絡(luò)感性負(fù)載無功損耗的電力裝置。
目前，我國(guó)配電網(wǎng)絡(luò)對(duì)無功損耗補(bǔ)償只在變電站，或配電房?jī)?nèi)進(jìn)行，而在生活用電商場(chǎng)、農(nóng)村等用戶負(fù)載端對(duì)無功損耗卻沒有采取措施。由于居民區(qū)晚間是用電高峰期，而企業(yè)部門用電高峰在白天。在高峰區(qū)時(shí)，一來負(fù)載增加，用電較多，電壓不穩(wěn)，二來線損也按比例增長(zhǎng)。因此，用戶電力無功補(bǔ)償是節(jié)電和保護(hù)電力設(shè)備的有效方法。
本實(shí)用新型目的在于提出一種在輸電工程中，用戶無功損耗自動(dòng)補(bǔ)償?shù)碾娏ρb置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種負(fù)載端輸電自動(dòng)補(bǔ)償器，其特征在于由補(bǔ)償電容及其并網(wǎng)電子開關(guān)組成；所述補(bǔ)償電容是安裝在戶外的由接觸器控制的既能自愈又能防暴的鋅一鉛復(fù)合膜電容器C；所述電子開關(guān)由電壓采樣、電壓鑒別、開關(guān)延時(shí)、采樣定時(shí)及電子開關(guān)未級(jí)共五級(jí)組成，電壓采樣及電壓鑒別確定電容并網(wǎng)與否，開關(guān)延時(shí)給出電容并網(wǎng)對(duì)采樣的時(shí)延，采樣定時(shí)給出預(yù)設(shè)采樣及電容并網(wǎng)時(shí)間范圍，未級(jí)是帶動(dòng)接觸器使補(bǔ)償電容并網(wǎng)的中間繼電器。
所述電壓采樣是降壓變壓器TR及降壓橋式整流后的采樣點(diǎn)
所述電壓鑒別由一級(jí)前置放大IC′1C和一級(jí)推挽放大IC′1B和IC′1A及其外圍元件組成；所述開關(guān)延時(shí)由二與或門IC′3A，IC′3B及IC′3C和緩沖器IC′2A、IC′2B、IC′2C、IC′2D、IC′2E及IC′2F以及相關(guān)二極管、阻容元件組成；所述采樣定時(shí)由主振蕩IC5，分頻IC5、IC6，計(jì)數(shù)IC2A，IC2B，IC7A，IC7B，時(shí)間七段碼顯示IC3，IC4及顯示屏CM以及設(shè)定采樣時(shí)間的隨機(jī)存貯器RAM，即IC1，組成；所述電子開關(guān)未級(jí)由補(bǔ)償電容并網(wǎng)的中間繼電器RL和驅(qū)動(dòng)三極管T′1、T′2、T′3及其外圍元件組成。
結(jié)合附圖，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型內(nèi)容。


圖1本實(shí)用新型系統(tǒng)圖圖2本實(shí)用新型電子開關(guān)控制電路的電源及電壓采樣電路圖圖3本實(shí)用新型開關(guān)延時(shí)電路圖圖4用于補(bǔ)償電容并入或退出電網(wǎng)的電子開關(guān)的未級(jí)圖圖5采樣定時(shí)及相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的七段碼顯示電路圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)圖。上圖是補(bǔ)償電容自動(dòng)并入用以負(fù)載端無功損耗補(bǔ)償?shù)碾娐吩韴D；下圖是補(bǔ)償電容自動(dòng)并入電網(wǎng)的電子開關(guān)的控制電路原理框圖。
先說上圖。所謂無功損耗補(bǔ)償，不過是在電力輸電工程中，向感性負(fù)載并上個(gè)電容C。本實(shí)用新型核心是補(bǔ)償電容C并入或退出電網(wǎng)的電子開關(guān)。圖中J1，J2，J3表示接觸器，右面三個(gè)有J的小方框是接觸器的動(dòng)作電磁鐵線圈，左面RL標(biāo)注部分是補(bǔ)償電容并入電網(wǎng)的開關(guān)常開觸點(diǎn)。
左面虛線方框是感性負(fù)載的補(bǔ)償電容部分，在虛線框內(nèi)連接放電電阻的是常閉觸點(diǎn)。當(dāng)補(bǔ)償電容并入電力補(bǔ)償電路時(shí)，常開觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，而常閉觸點(diǎn)斷開；當(dāng)該電容退出電力補(bǔ)償電路時(shí)，電容通過常閉觸點(diǎn)及放電電阻而放電。
右面虛線方框是補(bǔ)償電容自動(dòng)并入電網(wǎng)的電子開關(guān)的控制電路部分?？刂齐娐吩砜驁D在圖1下圖說明，具體電路見圖2，圖3，圖4和圖5。K4是控制電路備用電池開關(guān)。當(dāng)電力交流電掉電時(shí)，人工合上開關(guān)K4，可維持控制電路供電80小時(shí)。上面FS是保險(xiǎn)絲，DZ10是空氣開關(guān)，合閘則電力自動(dòng)補(bǔ)償裝置處于備用狀態(tài)。上面與三條輸電線相連的方框是感性負(fù)載的電力用戶。
順便說一下，補(bǔ)償電容C是安裝在戶外的鋅一鉛復(fù)合金屬化膜電容器，既可自愈，又可防爆。
再說下圖。圖1下圖是補(bǔ)償電容自動(dòng)并入電網(wǎng)的電子開關(guān)的控制原理框圖。首先對(duì)電力傳輸?shù)碾妷哼M(jìn)行采樣；再進(jìn)行電壓鑒別，看其數(shù)值是否大于400伏，420伏，還是小于400伏；采樣后再做延時(shí)處理；最后依電壓數(shù)值范圍，來操作電子開關(guān)，使補(bǔ)償電容并入還是退出電力傳輸線網(wǎng)。如果電壓在400至420伏間則定義為“過壓”，未并入的電容不再并入；若電壓大于420伏則定義為“超壓”，補(bǔ)償電容逐相退出電力傳輸線網(wǎng)。若電壓在400伏以下，甚至低于標(biāo)稱電壓380伏時(shí)，則從采樣時(shí)間點(diǎn)開始，按照預(yù)先設(shè)定(下面簡(jiǎn)稱“預(yù)設(shè)”)的延時(shí)值，逐相并入補(bǔ)償電容。延時(shí)在RAM內(nèi)設(shè)定(下面詳述)，最短是10分鐘，亦可取其他值。
采樣定時(shí)和時(shí)間顯示原理在上面虛線框內(nèi)列出石英振蕩和分頻電路，先給出固定的主頻時(shí)鐘頻率，如3.2765兆赫，再經(jīng)計(jì)數(shù)觸發(fā)等過程給出初時(shí)鐘脈沖，如1/2HZ；再往下經(jīng)下一級(jí)電路分頻，給出次時(shí)鐘脈沖如1分及1小時(shí)；該次時(shí)鐘脈沖給計(jì)數(shù)電路得出上下午時(shí)數(shù)及分鐘數(shù)，并在常規(guī)的液晶顯示電路上顯示采樣時(shí)間點(diǎn)的對(duì)應(yīng)時(shí)間，時(shí)間一天按24小時(shí)計(jì)，有上午下午之分。次時(shí)鐘脈沖，通過隨機(jī)存貯器RAM設(shè)定時(shí)間間隔比較確定循環(huán)往復(fù)的采樣時(shí)間點(diǎn)。這里應(yīng)指出，RAM的延時(shí)設(shè)定，可以從外面操作偏程，人工設(shè)定寫入的。
圖2是本實(shí)用新型自動(dòng)補(bǔ)償電子開關(guān)的控制電路的電源電路圖。市電線電壓經(jīng)變壓器TR降壓，降為12V，然后分上下兩路B1、B2進(jìn)行硅橋橋式整流。上面一路B2整流后由電路C′B濾波，作為市電線電壓波動(dòng)的采樣點(diǎn)
。下面一路B1整流電容濾波后，再經(jīng)電壓變延時(shí)電路組成，電壓采樣由
點(diǎn)而來，(圖2中已述)，電壓鑒別由三個(gè)放大電路IC′1及其外圍電路組成，其中P′1、P′2是調(diào)壓電位器，延時(shí)電路由二“與或非門”電路IC′3和緩沖電路IC′2以及相關(guān)元器件組成。
當(dāng)IC′1的1腳輸出為高電平時(shí)，則
三點(diǎn)(見圖4)有輸出信號(hào)的則繼續(xù)輸出，沒有輸出信號(hào)則不再輸出。此時(shí)，表示鑒別市電線電壓已達(dá)到400伏，處于“過壓”狀態(tài)。
當(dāng)IC′1的7腳輸為低電平時(shí)，則
三點(diǎn)沒有信號(hào)輸出，分別使電子開關(guān)未級(jí)RL動(dòng)作，使補(bǔ)償電容退出電力網(wǎng)，即切斷。同樣切斷都相繼延遲15秒進(jìn)行。此時(shí)，表示鑒別市電已達(dá)420伏，處于“超壓”狀態(tài)。
當(dāng)市電線電壓低于400伏時(shí)，處于正常工作狀態(tài)。
圖4補(bǔ)償電容并入或退出電網(wǎng)的電子開關(guān)的未級(jí)電路。該電路分別由功放三級(jí)管T′1、T′2、T′3及其中間繼電器RL1、RL2、RL3組成。中間繼電器的觸頭再去帶動(dòng)接觸器J。當(dāng)圖3延時(shí)電路
有信號(hào)來臨，則相應(yīng)晶體管通導(dǎo)，線圈RL有電流，使接觸器常閉觸點(diǎn)開斷，而常開觸點(diǎn)吸合，即補(bǔ)償電容C并入電力網(wǎng)。那路有信號(hào)來，相應(yīng)那路的補(bǔ)償電容就并網(wǎng)，依次類推，
都有信號(hào)，則相應(yīng)
的三套補(bǔ)償電容全并網(wǎng)。
圖5是電力電壓采樣定時(shí)控制及相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的七段碼顯示電路，由振蕩電路IC5，分頻電路IC6，計(jì)數(shù)電路IC7，IC2，顯示電路IC3，IC4以及存貯器(RAM)IC1組成。
集成電路IC5外接相應(yīng)石英振子XT，得到3.2765兆赫振頻，然后經(jīng)分頻，在Q14腳輸出1/2HZ的脈沖，并打入集成電路IC6的時(shí)鐘腳CLK。
集成電路IC6將1/2HZ送來脈沖，繼續(xù)分頻，最后經(jīng)D1、D2、D3和電阻R1、R18輸出每10分鐘1個(gè)脈沖，送入計(jì)數(shù)器IC2B的9腳。SW2為調(diào)試開關(guān)，撥向R38端，使1/2HZ脈沖直接送入計(jì)數(shù)器，使計(jì)數(shù)快速運(yùn)行，以看效果。
集成電路IC7，IC2是計(jì)數(shù)電路。IC2B是9腳接受IC6送來的每10分鐘1個(gè)脈沖從IC2B的Q2腳輸出10分位信號(hào)。該10分位的脈沖打入IC2A，使IC2A輸出小時(shí)位信號(hào)。該小時(shí)位的脈沖打入IC7A，使IC7A輸出10小時(shí)位信號(hào)。該10小時(shí)位脈沖打入IC7B，使IC7B輸出上午(即0-12點(diǎn))和下午(即13-24點(diǎn))的上下午信號(hào)。IC2B通過D6、R5、R6接成6進(jìn)制，IC7A和IC2A接成12進(jìn)制。
集成電路IC3、IC4組成簡(jiǎn)單的譯碼驅(qū)動(dòng)電路。經(jīng)IC2B的十分位輸出，IC2A的小時(shí)位輸出，IC7A的10小時(shí)位輸出，以及IC7B的上下午輸出四類信號(hào)，經(jīng)射極輸出驅(qū)動(dòng)電路T1、T2、T3、T4、T5，送入七段碼顯示驅(qū)動(dòng)電路IC3和IC4。該驅(qū)動(dòng)電路的輸出，經(jīng)七段碼顯示屏CM1顯示電力電壓采樣時(shí)間[上午(或下午)時(shí)分]的比如、PM830表示上午8點(diǎn)30分。(注三極管T1、T2為上下午指示驅(qū)動(dòng)，T3為秒信號(hào)驅(qū)動(dòng)，T4為10小時(shí)顯示驅(qū)動(dòng))。
集成電路IC1是隨機(jī)存貯器RAM，計(jì)數(shù)器IC7，IC2的時(shí)間脈沖(BCD碼)送到隨機(jī)存貯器IC1的地址A0-A9，并與RAM內(nèi)預(yù)定時(shí)間間隔作比較，經(jīng)DO腳輸出，輸出的數(shù)據(jù)
。數(shù)據(jù)
再經(jīng)射極輸出隔離級(jí)T6的R33輸出的時(shí)間點(diǎn)
，送入圖3的
點(diǎn)，給電子開關(guān)動(dòng)作定時(shí)標(biāo)。SW1為讀寫開關(guān)，當(dāng)撥向地端時(shí)為寫入，RAM.可人工寫入；撥向另一端為讀出。SW3為數(shù)據(jù)開關(guān)，當(dāng)撥向電源端時(shí)，寫入為高電平。在讀出狀態(tài)時(shí)，SW3不起作用。
總之，在隨機(jī)存貯器IC1中預(yù)先設(shè)定時(shí)間后，補(bǔ)償電容并網(wǎng)的電子開關(guān)每天可按設(shè)定時(shí)間點(diǎn)周而復(fù)始工作。
順便說一下，當(dāng)市電掉電時(shí)，電子開關(guān)控制電路有備用電源電池可維持開關(guān)定時(shí)RAM及時(shí)間顯示持續(xù)運(yùn)行80小時(shí)。此時(shí)，圖5中的T7和圖2虛線框中的T5分別使時(shí)間顯示屏CM1和RAM集成電路IC1懸空而維持?jǐn)?shù)據(jù)。
該補(bǔ)償器安裝在戶外電線桿上。
本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)1、適用于居民住宅區(qū)、商業(yè)及農(nóng)村的工農(nóng)業(yè)等的380/220伏的線、相電壓的低壓配電網(wǎng)絡(luò)，給負(fù)載端無功損耗作補(bǔ)償。
2、可根據(jù)電網(wǎng)電壓及負(fù)載變化，自動(dòng)控制補(bǔ)償電容并網(wǎng)或退出。
3、斷電后控制電路有備用電源，能維持RAM工作達(dá)80小時(shí)，給電網(wǎng)維護(hù)帶來方便。
4、可提高功率因數(shù)達(dá)0.15-0.4，電力變壓器有效容量提升15-40％，感性負(fù)載輸電線減少線損20-60％，平均30％。若安裝1干法補(bǔ)償電容，平均每小時(shí)節(jié)電0.05千瓦小時(shí)。
實(shí)施例1集成電路 型號(hào) 名 稱 型號(hào)IC1 LM2114二極管D 1N4148IC2 CD4518電壓變換器M1LM7806IC3 CD4511變壓器TRBK25IC4 接觸器J CJ19IC5 CD4060三極管T19015IC6 CD4040其余三極管 8050IC7 CD4518中間繼電器RLJQX-12FIC11 LM324IC21 CD40106IC31 CD4093補(bǔ)償器安裝在居民住宅區(qū)，設(shè)補(bǔ)償電容并網(wǎng)時(shí)間為從晚6點(diǎn)到夜12點(diǎn)，共6小時(shí)。經(jīng)使用，效果明顯。
實(shí)施例2補(bǔ)償器安裝在某大商廈內(nèi)，設(shè)補(bǔ)償電容并網(wǎng)時(shí)間從早8點(diǎn)到晚8點(diǎn)，共12小時(shí)。其他條件同實(shí)施例1。經(jīng)使用，效果明顯。
權(quán)利要求1.一種負(fù)載端輸電自動(dòng)補(bǔ)償器，其特征在于由補(bǔ)償電容及其并網(wǎng)電子開關(guān)組成；所述補(bǔ)償電容是安裝在戶外的由接觸器控制的既能自愈又能防暴的鋅一鉛復(fù)合膜電容器C；所述電子開關(guān)由電壓采樣、電壓鑒別、開關(guān)延時(shí)、采樣定時(shí)及電子開關(guān)未級(jí)共五級(jí)組成，電壓采樣及電壓鑒別確定電容并網(wǎng)與否，開關(guān)延時(shí)給出電容并網(wǎng)對(duì)采樣的時(shí)延，采樣定時(shí)給出預(yù)設(shè)采樣及電容并網(wǎng)時(shí)間范圍，未級(jí)是帶動(dòng)接觸器使補(bǔ)償電容并網(wǎng)的中間繼電器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償器，其特征在于所述電壓采樣是降壓變壓器TR及降壓橋式整流后的采樣點(diǎn)
所述電壓鑒別由一級(jí)前置放大IC′1C和一級(jí)推挽放大IC′1B和IC′1A及其外圍元件組成；所述開關(guān)延時(shí)由二與或門IC′3A，IC′3B及IC′3C和緩沖器IC′2A、IC′2B、IC′2C、IC′2D、IC′2E及IC′2F以及相關(guān)二極管、阻容元件組成；所述采樣定時(shí)由主振蕩IC5，分頻IC5、IC6，計(jì)數(shù)IC2A，IC2B，IC7A，IC7B，時(shí)間七段碼顯示IC3，IC4及顯示屏CM以及設(shè)定采樣時(shí)間的隨機(jī)存貯器RAM，即IC1，組成；所述電子開關(guān)未級(jí)由補(bǔ)償電容并網(wǎng)的中間繼電器RL和驅(qū)動(dòng)三極管T′1、T′2、T′3及其外圍元件組成。
專利摘要負(fù)載端輸電自動(dòng)補(bǔ)償器屬于輸電工程,補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)感性負(fù)載無功損耗的電力裝置。其目的在于提出一種在輸電工程中,用戶無功損耗自動(dòng)補(bǔ)償?shù)碾娏ρb置。該補(bǔ)償器由電壓采樣,電壓鑒別,開關(guān)延時(shí),采樣定時(shí)、電子開關(guān)末級(jí)組成的電子開關(guān)及并網(wǎng)的補(bǔ)償電容C構(gòu)成的。該補(bǔ)償器可提高功率因數(shù)達(dá)0.15—0.4。經(jīng)使用,效果明顯。
文檔編號(hào)H02J3/18GK2278298SQ96219388
公開日1998年4月8日 申請(qǐng)日期1996年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月8日
發(fā)明者鄒瑞云, 朱平 申請(qǐng)人:鄒瑞云, 朱平