专利名称：智能分相电容补偿配电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及调节电变量或磁变量的系统领域和供电或配电的电路装置或系统的领域，尤其涉及一种无功功率补偿装置。
背景技术：
现有技术中的无功功率补偿方式大都采取三相无功补偿方式，这种三相无功补偿方式是以三相中的某一相为参考，进行补偿，在这种情况下，只能保证三相中的一相处于最佳补偿状态，而不能确保其它两相的补偿效果，易造成过补或欠补的情况，使线路中产生过电压或大电流的情况，造成在线设备的损坏；并且在这种情况下，三相中的补偿电容一直处于工作状态，电容容易损坏；并且在这种情况下，需要的元件比较多，使柜体的尺寸比较大，同时占用的空间比较大，使得补偿装置和配电装置必须分开放置，否则，电容器的散热问题将难以解决，同时也增加了整个供电电路的成本。现有技术中的补偿装置和配电装置大都不能实现后台操作，不能进行实时打印。现有技术中的无功补偿装置中大都采用传统继电器、交流接触器，因而在投切过程中，无法实现零压差投切，因而在投切过程中存在严重的打火、拉弧及切冲击电流大等现象，再加上有触点机械式投切存在振动、噪声、速度慢、易损坏等缺点，使其无法工作在自动频繁投切运行状态中。近期虽出现了一些无触点无功补偿装置，实现了无冲击、零压差投切，但其所用的可控硅元件较多，成本高。另外，现有技术中的同类产品，还存在柜体内电器元件的安装排列不科学，造成柜体过大，走线不合理等弊端。
发明内容
本发明的目的在于克服上述的缺点，提供一种能根据每一相的情况随时监控地对电路进行无功功率补偿，同时具有供、配电功能，装置尺寸比较小，并能进行后台操作的智能分相电容补偿配电装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的它包括一个柜体，柜体内设置进行分相补偿配电的各种电器元件，其包括采样单元、补偿单元，在采样单元和补偿单元之间连接进行配变监测和补偿控制的微电脑控制单元，其中采样单元为对电源的三相分别取样的分相采样单元。所述的微电脑控制单元设置为实时功率分析控制器，所述的分相采样单元分为电流采样电路和电压采样电路，所述的分相电流采样电路设置为三个分别与实时功率分析控制器和电源的三相连接的电流互感器1TA1、2TA1、3TA1，电压采样电路设置为三条与电源和实时功率分析控制器连接的通路。所述的实时功率分析控制器的输入管脚1、3、5、7连接电流采样电路，实时功率分析控制器的输入管脚2、4、6连接电压采样电路，输入管脚8接零线。所述的补偿单元包括投切电路和电容器，投切电路中的投切元件SSR均设置为无触点元件。其还设置有实现后台操作的RS232通讯接口，通讯接口的一端连接在实时功率分析控制器上，另一端连接能指示电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率等的指示单元，其还连接有实现打印功能的打印机。它还包括对电力负荷进行供配电的配电单元。所述的配电单元一端连接用户，另一端连接在智能分相补偿配电装置的输出端。所述的柜体上设置柜门，柜门的上部和下部开设通风栅，通风栅的每个出口呈雨帽状，柜门的上部设置有用于安装实时功率分析控制器的显示屏的窗口。所述的柜体长度为300-500cm，宽度为150-200cm，高度为500-700cm。它的电器元件的安装分为五排保护单元中的保护器、断路器、熔断器安装在第一、二排和第三排的一部分，采样单元中的电流互感器安装在第三排，投切电路中的继电器安装在第四排，补偿电容器安装在箱体的第五排，实时功率分析控制器安装在柜门预留的窗口上。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、本实用新型的智能分相补偿配电装置的采样单元采用分相采样单元，使本装置的分相补偿成为可能。
2、其采用实时功率分析控制器后，大大简化了无功补偿电路，不但节约了空间，而且大大减少了电路中的电容器的数量，相应地散热量也大大地减少，使补偿单元和配电单元设置在一个机柜中成为可能，从而大大降低了无功补偿设备和配电设备的成本；这样还使大部分的电容器在补偿配电过程中，不需要一直处于工作状态，有了一定的空闲时间，延长了电容器的使用寿命。
3、其采用的实时功率分析控制器具有配变监测功能，能够做到随时地对电源的每一相的功率输出情况进行检测，随时发现情况，随时进行补偿，不会造成过补或欠补的情况，使每一相的补偿达到最佳补偿状态，提高了整个电网的功率因数，降低了线路损耗，这样还使整个智能分相电容补偿配电装置具有完善的越限报警和过压、欠压、缺相、缺零、谐波越限保护闭锁功能，使系统的工作更加安全。
4、本实用新型设置的RS232通讯接口，可对供电系统进行后台操作，存储或处理供电系统中的各种参数，供电系统中各种数据和参数可根据需要存储一段时间，以便查询，RS232通讯接口上还可连接打印机，随时打印需要的供电系统参数。
5、本实用新型把现有技术中投切单元中的传统继电器、交流接触器均改为采用无触点元件，使本控制系统没有交流接触器的通、断冲击，不但确保了电容器的小电流切换，而且避免了切换过程中的振动、噪声、速度慢、易损坏等缺点，大大降低了设备的维修率，使使用本实用新型的电网更加环保。
6、本实用新型柜体的结构设置使电器元件安装非常简易，部分元件可直接插接到柜体上，简化了补偿配电装置的安装过程，上方设置的安装孔可使柜体直接固定到需要安装本装置的地方，柜门上通风栅的设置可以加快箱体内的散热，通风栅雨帽状的设置使本装置安装在室外时，雨水不能流入柜体内，避免了一些突发事件。
7、本实用新型中电器元件的这种集中安装排列，使电路中元件的排列非常紧凑，有效地减小了柜体的尺寸，使本装置占用的空间比较小。
总之，本实用新型集无功功率补偿和照明配电于一体，具有“补偿”和“配电”双重功能，该装置能自动检测各相负载的功率因数，而自动分相地投入各相所需的电容量，使各相的无功补偿达到最佳状态。对改善电网功率因数、提高电网效率、减少线路损耗、改善电压质量、节约用电、增大变压器有功容量、降低配电成本、节约空间等有显著效果。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
图1是本实用新型的电路原理图。
图2是本实用新型的柜体结构图图3是本实用新型的箱体中电器元件的安装排列图。
具体实施方式
本实用新型主要由采样单元、微电脑控制单元、补偿单元、指示单元、保护单元、配电单元等组成，采样单元分为电流采样电路和电压采样电路，其对整个电源的电流和电压参数进行采样，微电脑控制单元设置为实时功率分析控制器，其对整个智能分相电容补偿配电装置进行配变监测及对补偿电容进行分配，保护单元主要起对整个智能分相电容补偿配电装置和电网的保护作用，在电网中出现大电压或大电流时，发出信号到实时功率分析控制器，进入自保状态，并同时发出报警信号，指示单元主要是显示电网中的各种随机参数，补偿单元由投切电路和补偿电容器组成投切电路连接于实时功率分析控制器，当实时功率分析控制器向投切电路发出投切信号，投切元件SSR动作，接通或断开补偿电容器，实现补偿作用。配电单元是对电力负荷进行供配电的电路。
如图1所示，本实用新型的作用过程是这样的，当本实用新型的智能分相电容补偿配电装置工作时，电路中的电流分相采样电路中的电流互感器1TA1、2TA1、3TA1和电压分相采样电路不停地对电网中的电流和电压进行检测，将信号传输到实时功率分析控制器的输入端口，然后经实时功率分析控制器的分析比较，如果检测出电源的三相负载的功率因数不符合要求时，实时功率分析控制器将发出信号到补偿单元的投切电路，驱动投切电路中的投切元件SSR作用，切断或接通补偿电容器，然后电流分相采样电路和电压分相采样电路再采样，直到检测到整个电网的三相负载的功率因数达到要求值；如果检测到电网中的电流或电压超过额定电流或电压，实时功率分析控制器将自动进入自保状态，并同时发出报警信号。配电单元连接于用户和整个智能分相补偿配电装置的输出端口之间，将经过智能分相补偿配电装置处理过的三相负载的功率因数处于平衡状态的电输送到用户。
如图2所示，当需要将本装置安装到墙上时，可用固定物通过固定孔1将其固定到墙体上。
如图3所示，当安装本装置时，一些元件可直接插到预留的窗口或位置上，例如，实时功率分析控制器可直接插到预留的柜门4上的窗口3上，然后剩下的可按照图3中的排列设置直接安装到箱体中，即可完成安装，柜门上部和下部的通风栅2起到通风散热的作用。
本实用新型可广泛使用于存在单相负载和三相负载的用电系统中，本实用新型可实现补偿和配电的双重作用。
权利要求1.一种智能分相电容补偿配电装置，其特征在于它包括一个柜体，柜体内设置用于分相补偿配电的各种电器元件，其包括采样单元、补偿单元，在采样单元和补偿单元之间连接进行配变监测和补偿控制的微电脑控制单元，其中采样单元为对电源的三相分别取样的分相采样单元。
2.根据权利要求1所述的智能分相电容补偿配电装置，其特征在于所述的微电脑控制单元设置为实时功率分析控制器，
3.根据权利要求2所述的智能分相补偿配电装置，其特征在于所述的分相采样单元包括电流采样电路和电压采样电路，所述的分相电流采样电路设置为三个分别与实时功率分析控制器和电源的三相连接的电流互感器1TA1、2TA1、3TA1，电压采样电路设置为三条与电源和实时功率分析控制器连接的通路。
4.根据权利要求3所述的智能分相补偿配电装置，其特征在于所述的实时功率分析控制器的输入管脚1、3、5、7连接电流采样电路，实时功率分析控制器的输入管脚2、4、6连接电压采样电路，输入管脚8接零线。
5.根据权利要求4所述的智能分相电容补偿配电装置，其特征在于所述的补偿单元包括投切电路和电容器，所述的投切电路中的投切元件均设置为无触点元件。
6.根据权利要求5所述的智能分相电容补偿配电装置，其特征在于它还设置有实现后台操作的RS232通讯接口，通讯接口的一端连接在实时功率分析控制器上，另一端连接能指示电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率等的指示单元，其还连接有实现打印功能的打印机。
7.根据权利要求1或6所述的智能分相电容补偿配电装置，其特征在于它还包括对电力负荷进行供、配电的配电单元，所述的配电单元一端连接用户，另一端连接在智能电容补偿配电装置的输出端。
8.根据权利要求1所述的智能分相电容补偿配电装置，其特征在于所述的柜体上设置柜门，在柜门的上部和下部开设通风栅，通风栅的每个出口呈雨帽状，柜门的上部设置有用于安装实时功率分析控制器的显示屏的窗口。
9.根据权利要求8所述的智能分相电容补偿配电装置，其特征在于所述的柜体长度为300-500cm，宽度为150-200cm，高度为500-700cm。
10.根据权利要求9所述的智能分相电容补偿配电装置，其特征在于电器元件的安装分为五排保护单元中的保护器、断路器、熔断器安装在第一、二排和第三排的一部分，采样单元中的电流互感器安装在第三排，投切电路中的投切元件安装在第四排，补偿电容器安装在箱体的第五排，实时功率分析控制器安装在柜门预留的窗口上。
专利摘要本实用新型公开了一种能根据每一相的情况随时监控地对电路进行补偿，同时能对整个电网进行配电，并能进行后台操作的智能分相电容补偿配电装置，它包括一个柜体，柜体内设置采样单元、补偿单元，在采样单元和补偿单元之间连接进行配变监测和补偿控制的微电脑控制单元，其中采样单元为对电源的三相分别取样的分相采样单元。本实用新型具有“补偿”和“配电”的双重功能，该装置能自动检测各相负载的功率因数，而自动分相地投入各相所需的电容量，使各相的无功补偿达到最佳状态。对改善电网功率因数、提高电网效率、减少线路损耗、改善电压质量、节约用电、增大变压器有功容量、降低配电成本等有显著效果，可广泛使用于任何存在单相负载不平衡现象的用电系统中。
文档编号G05F1/70GK2591837SQ02256020
公开日2003年12月10日 申请日期2002年12月15日 优先权日2002年12月15日
发明者郭金成, 姚晓峰, 矫立学 申请人:青岛扬志科技发展有限公司