专利名称：无功自动补偿控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有微电脑控制的无功自动补偿控制器，特别是涉及一种宜于在末级配电箱就地补偿的无功自动补偿控制器。
中国专利CN2052977公开了一种《微电脑控制功率因数补偿仪》，其特征是根据电力线路中功率因数的实际数值自动循环投入与切除补偿电容器，使功率因数在单片微电脑的控制下得到一个稳定值；中国专利CN2049034U还公开了一种《单片微机无功功率控制装置》，其特征是单片微机针对投入区，切除区，波动区和稳定区四种情况，根据实时检测电网所需的无功功率和所要求的功率因数综合判 断，控制补偿电容器组投入电网或从电网中切除。但这些无功补偿控制器都是通过控制补偿电容器组，根据测算值分步将其投入电网中，这样，当负荷反复发生微小变动时，无功负荷也跟着波动，此时投入电容器组往往会引起“振荡”。另外由于每一组补偿电容器要投入电网中都必须有一套相应的接触器和辅助配件，这样在无功补偿中与无功补偿控制器配套的补偿装置的投资和体积就会很大，这样从经济上和布置上就很难适应在负荷末端实现就地补偿的需要。
本实用新型的目的是为了解决以上技术的不足而提供一种适于在负荷末端实现就地补偿的新型无功自动补偿控制器。
为了达到上述目的，本实用新型所设计的无功自动补偿控制器包括电流采样元件，电压采样元件，检相元件，运算控制器，无功补偿设定器，驱动器，电容补偿器，电源和壳体。其特征是电容补偿器由基本补偿电容器和调节补偿电容器组成。基本补偿电容器直接接于需要补偿的用电回路上，调节补偿电容器是通过运算控制器的补偿控制触头接于需要补偿的用电回路上。在实际接线中为了使负荷在投入运行的同时就能实现最基本的补偿和最基本的节能作用，本实用新型最优推荐的是按照各分路负荷的不同要求，把基本补偿电容器分成若干组直接接于各分路开关后的负荷侧，使之与各分路开关同步投入，同步切除，以实现不需增加控制环节就能自然跟踪负荷变化而达到基本补偿和基本节能的目的。同时，调节补偿是在基本补偿的基础上，针对由于负荷的变化所需要的补偿量而进行的调节，以使得补偿量不致于过补或欠补。所以调节补偿电容器是通过运算控制器的补偿控制触头再接到末级配电箱的总电源开关后的电路上。
根据负荷变化规律，当电流太小时为防止产生过补现象而需要暂时退出部分补偿的情况下，在运算控制器的设定输入端还可设置电流设定器，同时在电流采样元件和运算控制器的信号输入端之间增设检流元件，基本补偿电容器通过检流控制继电器603的控制触头再接于需要无功补偿的用电回路上，以自动配合运行方式的改变。
本实用新型把电容补偿器分成基本补偿电容器和调节补偿电容器，其理论基础在于负荷的全部无功功率中，总有相当大的一部分是基本不变的，如电动机的运转中不管其负荷是轻载还是满载，其本身对电源所消耗的能源几乎是相同的，因此这一部分的无功补偿就没有必要反复地进行控制调节。这一部分无功补偿就可以作为基本补偿与负荷的投切同时固定下来。
在设计中，基本补偿量补得越多，调节补偿量就越小，调节作用就越小，对运算控制和驱动回路的要求就越低。但基本补偿量太大，就容易出现过补现象，同时所用的电容器也越多，投资就会增加。所以，基本补偿量的大小是根据上述关系和负荷性质的不同的综合效益统一考虑来确定的。
本实用新型所述的无功自动补偿控制器，由于大部分补偿电容器都设在电路的分路上，利用分路开关使大部分无功补偿与负荷同步投切，只有少部分受运算控制器控制调节。这样使得负荷一投入就取得大部分无功补偿，使之不依赖于运算控制器就能实现基本的节能效果。由于运算控制器只需要针对少量的调节补偿进行控制，所以运算控制器和驱动回路只需要采用最简单可行而又经济实用的方案来实施，这样，由于采用了简化的接线和简单小巧的结构，使得在最末级的配电箱包括照明箱都可以方便地实现就地补偿。使得本实用新型不仅能够在最末级配电箱真正实现就地补偿的目的，而且也大大地降低了一次投资，解决了一次投资和长期节能的矛盾，这将给国民经济带来很大的效益。
图1是无功自动补偿控制器结构方框图；图2是无功自动补偿控制器电路原理图；图3是固定在程序贮存器中的程序流程图；图4是无功自动补偿控制器用于动力配电箱中的接线原理图；图5是无功自动补偿控制器用于照明配电箱中的接线原理图；图6是无功自动补偿控制器用于单机配电箱中的接线原理以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步的描述
实施例1如图1所示，本实施例所述的无功自动补偿控制器由电流采样元件1，电压采样元件2，检相元件3，运算控制器4，无功补偿设定器5，驱动器6，电容补偿器7，电源8和壳体9组成，电容补偿器7由基本补偿电容器701和调节补偿电容器702组成，其电路原理图如图2所示，电流采样元件1和电压采样元件2分别把电流和电压信号转换成一个方波信号送入检相元件3，它再将输入的电流和电压信号的相位差转换成与相位大小相应的脉宽信号，这里，采样元件1，2和检相元件3合在一起采用了一块1m339四集成比较器，然后检相元件3的输出端再与MCS－51单片机401的脉宽计时口4018相连。运算控制器4中的程序贮存器403中固化有如图3所示的程序流程的固定程序，使之与相位差相对应的相位脉宽与设定值比较而输出需补偿的信号到驱动器6中，驱动器6是通过单片机401所输出的高低电平来决定三极管601的导通况状，以决定交流接触器602的工作状态，最终以通过其触头6021控制调节补偿电容器702的补偿与否。在使用时，基本补偿电容器701直接接于需要补偿的用电回路上，调节补偿电容器702通过运算控制器4的补偿控制触头6021再接于需要补偿的用电回路上，使得基本补偿电容器701与负荷能同步投切，调节补偿电容器702通过调节控制而投入，以达到本实用新型的目的。
实施例2如图4所示是本实用新型在动力配电箱中的应用实例，本实用新型所述的无功自动补偿控制器按装在所需无功补偿的未级配电箱中，在无功自动补偿控制器内，其基本补偿电容器701分成若干组在此以四组为例，分别是7011、7012、7013、7014，四组基本补偿电容器分别接于需要无功补偿的各分路的负荷电源开关之后，调节补偿电容器702通过受驱动器6控制的交流接触器602的触头6021再接于动力配电箱的总电源开关后，这样随着各分路负荷的投入基本补偿电容器也自动投入，以得到最基本的无功补偿，根据各分路最基本的无功补偿的情况，再进一步通过总电源的无功测试进行调节补偿，以达到真正实现最为节能的就地补偿的目的。在此由于补偿电容器直接接在负荷开关后，所以必须具备能允许频繁切合和耐过电压以及小型化等优点，在此可选用BCT型或BCMT型金属化自愈式低压并联电容器。
实施例3如图5所示，本实施例是介绍当本实用新型所述的无功自动补偿控制器用于照明配电箱中的使用情况，各基本补偿电容器组仍然接于各需要补偿的分路开关后，但由于在照明中，除了成组控制外还有不少分路中所点的灯头的开关有很多，其开闭并不一定与分路开关同步，特别是白天，常常是大量用电器都关闭了，分路开关还是处于合上通电状态，这时势必就会出现过补现象。为此，本实用新型所述的无功自动补偿控制器内的运算控制器4的设定输入端4032处还设置有电流设定器501，同时在电流采样元件1和运算控制器4的信号输入端4019之间还增设检流元件10，在此检流元件采用ADC0809集成块，在驱动器6中还增加有检流控制器603，基本补偿电容器通过检流控制继电器603的控制触头6031再接于某一需要补偿的分路电源开关后，在白天，通过检流元件的检测，当负荷电流小于某一值时，通过运算控制器的控制，使检流控制继电器603断电从而切断基本补偿电容器，以防止产生过补现象。
实施例4如图6所示是本实施例在大负荷的单机动力配电箱中的应用实例。在大负荷的单机动力配电箱中，总电源进线开关与分路开关是同一回事，所以基本补偿电容器701和调节补偿电容器702都是接在同一路上，但仍分为两部分。基本补偿电容器901直接接于电源开关后与负荷同步投切，而调节补偿电容器702通过交流接触器602的触头6021再接于电源开关后，当负载变化时(即负荷率变化时)根据补偿要求起调节作用。
本实用新型所述的无功自动补偿控制器，可为独立式，也可与未级配电箱组合，在配电箱内呈分装式。
根据统计，在配电系统的变压器到线路的无功损耗的总和中，其变压器到最末级配电箱的无功损耗占总和的90％以上。考虑到在每个用点进行补偿很困难，因此在最末级配电箱处进行无功补偿是一个最优的办法。长期以来，围绕实现这一办法的问题之一是投资大，其二是体积大，至使实际上很难实施。而本实用新型则正是对补偿电容器的补偿结构进行了重要改进，使之基本上解决了体积、性能、价格、节能之间的矛盾，从而使末级配电箱实现就地补偿真正得以实现，并使用户在得到节能效果的同时还能降低综合投资，因而本实用新型具有很大的实用价值。
权利要求1.一种无功自动补偿控制器，它由电流采样元件1、电压采样元件2、检相元件3、运算控制器4、无功补偿设定器5、驱动器6、电容补偿器7电源8和壳体9组成，其特征在于电容补偿器7由基本补偿电容器701和调节补偿电容器702构成，基本补偿电容器701直接接于需要无功补偿的用电回路上，调节补偿电容器702通过运算控制器4的补偿控制触头6021接于需要无功补偿的用电回路上。
2.根据权利要求1所述的无功自动补偿控制器，其特征在于基本补偿电容器701直接在各分路开关后的负荷侧，调节补偿电容器702通过运算控制器4的补偿控制触头6021再接于末级配电箱的总电源开关后。
3.根据权利要求1或2所述的无功自动补偿控制器，其特征在于所述的运算控制器4的设定输入端4032处，还设置有电流设定器501，同时在电流采样元件1和运算控制器4的信号输入端4019之间还增设检流元件10，基本补偿电容器701通过检流控制器603的控制触头6031接于需要无功补偿的用电回路中。
专利摘要本实用新型公开了一种具有微电脑控制的无功自动补偿控制器，它包括电流采样元件1、电压采样元件2、检相元件3、运算控制器4、无功补偿设定器5、驱动器6、电容补偿器7、电源8和壳体9，电容补偿器7由基本补偿电容器701和调节补偿电容器702组成，基本补偿电容器701直接接于需要补偿的用电回路的负荷开关后，调节补偿电容器702通过运算控制触头6021再接到需要补偿的用电回路的配电箱的总电源开关后，使基本无功补偿器能与负荷同步投切，以达到真正实现就地补偿的目的。
文档编号G05F1/70GK2133086SQ92232108
公开日1993年5月12日 申请日期1992年8月28日 优先权日1992年8月28日
发明者钟必秀 申请人:钟必秀