专利名称：一种智能式无功补偿电容器及智能式无功补偿系统网络的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无功补偿技术领域，涉及一种智能式无功补偿电容器及智能式无功补偿系统网络。
背景技术：
交流电力系统需要电源提供两部分的能量，一部分用于做功被消耗掉，这部分能量被转换成机械能、光能、热能、和化学能，这部分的能力称为有功功率。另一部分的能量主要用来在变压器、电机等电力输送和用电设备工作时建立交变磁场，这部分能量称为无功功率。由于交流电力系统中存在电动机、变压器等大量感性无功负荷，而这些感性无功负荷需要吸收大量无功功率来建立感应磁场，使得功率因数下降，线路损耗增加，电压质量下降，设备利用率低。为消除系统内感性无功功率产生的无用消耗，而达到有功功率最大限度出力的效果，必须进行无功补偿。目前运用无功补偿技术的装置，一般由智能无功控制器、熔丝、晶闸管复合开关、热继电器、指示灯、低压电力电容器多种分散器件组装而成。该种装置以接触器作为投切开关方式为主并以等容循环投切的控制策略为主，采用的控制器一般为普通型控制器。该种装置虽然能够完成对交流电力系统的无功补偿，但是采用的策略分组较粗、补偿精度较差，无功补偿的效果有限并不能很好的满足无功补偿的需求。同时因为成套的装置的制作一般采用分离元器件，柜体内部结构复杂，组装工艺难度大，且元器件分别为不同的生产厂家生产，各种元器件之间的参数配合不准确，造成故障率高。
发明内容本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种智能式无功补偿电容器，该智能式无功补偿电容器能够满足交流电力系统的无功补偿需求，并且装置为几个模块结构集成在一起，体积小、接线简单。本实用新型通过下列技术方案来实现一种智能式无功补偿电容器，其特征在于，本装置包括一个壳体和用于采集交流电力系统内功率因数、电流和电压值的功率因数传感器，所述的壳体内设有用于对交流电力系统进行无功补偿的电容、用于将电容并联到交流电力系统的投切开关和用于接收交流电力系统内的功率因数、电流和电压值的智能控制器，所述的电容输出端连接投切开关，所述的投切开关连接交流电力系统，所述的投切开关还连接智能控制器，所述的功率因数传感器连接智能控制器的输入端，所述的智能控制器还用于在上述功率因数小于内部预设的功率因数并在判断上述的电压为零时发送信号控制上述的投切开关闭合，在上述功率因数达到内部预设的功率因数并在判断上述的电流为零时发送信号控制上述的投切开关断开。采用一个壳体将几个模块集成在一起，体积小并且接线简单。功率因数传感器采集交流电力系统内功率因数、电流和电压值发送给智能控制器，智能控制器将接收到交流电力系统内的功率因数、电流和电压值与内部的预设值进行比较判断。当采集到的功率因数小于内部预设的功率因数并在判断采集的电压值为零时发送信号控制投切开关进行闭合，此时，电容并联到交流电力系统中开始进行无功补偿，使交流电力系统的功率因数变大，当采集的功率因数达到内部预设的功率因数并在判断采集的电流值为零时发送信号控制投切开关断开，使电容不再对交流电力系统进行无功补偿。在上述的智能式无功补偿电容器中，所述的投切开关包括用于将电容并联到交流电力系统的继电器，所述的电容输出端连接继电器，所述的继电器连接交流电力系统，所述的继电器还连接智能控制器。继电器在接收到智能控制器发送闭合信号时，将电容并联到交流电力系统中使电容开始无功补偿；继电器在接收到智能控制器发送断开信号时，断开电容对交流电力系统的无功补偿。在上述的智能式无功补偿电容器中，所述的电容包括两台三角形形状的低压电力电容器，所述的低压电力电容器输出端连接继电器。低压电力电容器可以对交流电力系统的无功补偿，每台三角形形状的低压电力电容器可以独立运行确保对交流电力系统的无功补偿。在上述的智能式无功补偿电容器中，所述的电容包括一台“Y”形状低压电力电容器，所述的低压电力电容器输出端连接继电器。低压电力电容器可以对交流电力系统的无功补偿，采用“Y”形状低压电力电容器使电容的体积变小。在上述的智能式无功补偿电容器中，所述的壳体内还设有用于对电路进行保护的保护单元，所述的保护单元包括有过电压保护、欠电压保护、失压保护、短路保护和电容器过温保护电路。保护单元有效保障电容器的安全，延长上述电容器的使用寿命。在上述的智能式无功补偿电容器中，所述的壳体设有液晶显示屏、LED状态指示灯和操作按键，所述的液晶显示屏、LED状态指示灯和操作按键分别连接智能控制器。液晶显示屏具有运行工况提示、故障中文提示，LED状态指示灯具备投运、退运和故障三种运行状态，操作按键可以实现人机联系。让使用人员可以清楚的明白装置的运行情况。一种智能式无功补偿系统网络，包括若干个并联在交流电力系统的智能式无功补偿电容器，其特征在于，所述智能式无功补偿电容器的智能控制器设有通信接口，所述的智能控制器通过通信接口连接其余智能式无功补偿电容器的智能控制器。在单个智能式无功补偿电容器无法满足对交流电力系统的无功补偿时，运用多个智能式无功补偿电容器组成无功补偿系统网络使电容量变大满足对交流电力系统的无功补偿，并且多个智能式无功补偿电容器相互之间进行通讯。当功率因数传感器采集到的功率因数小于智能控制器内部预设的功率因数时并在判断采集的电压值为零时，无功补偿系统网络里相应台数的智能式无功补偿电容器同时对交流电力系统进行无功补偿，当功率因数传感器采集的功率因数已达到智能控制器内部预设的功率因数并在判断采集的电流值为零时，无功补偿系统网络里相应台数的智能式无功补偿电容器停止对交流电力系统的无功补偿。在上述的智能式无功补偿系统网络中，所述的智能式无功补偿系统网络包括一个通讯总线，上述的智能控制器连接通讯总线。智能控制器之间并联使用，当一台出故障时，不影响其他智能控制器正常工作。与现有技术相比，本智能式无功补偿电容器具有以下优点[0017]I、本实用新型将几个模块结构集成在一起，模块相互之间匹配并且体积小、接线简单。2、本实用新型采用对电容进行零电压投、零电流切的控制方式，因此投切过程无涌流冲击、无切除过电压、无燃弧现象。
图I是本实用新型的结构示意图图2是本实用新型组成的无功补偿系统网络结构示意图。图中，I、功率因数传感器；2、智能控制器；3、低压电力电容器；4、继电器；5、保护单元；6、液晶显示屏；7、LED状态指示灯；8、操作按键。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。实施例一如图I所示，本智能式无功补偿电容器包括一个壳体和用于采集交流电力系统内功率因数、电流和电压值的功率因数传感器1，壳体内设有用于对交流电力系统进行无功补偿的电容、用于将电容并联到交流电力系统的投切开关和用于接收交流电力系统内的功率因数、电流和电压值的智能控制器2。壳体内还设有用于对电路进行保护的保护单元5、液晶显示屏6、LED状态指示灯7和操作按键8,保护单元5包括有过电压保护、欠电压保护、失压保护、短路保护和电容器过温保护电路。上述的投切开关包括用于将电容并联到交流电力系统的继电器4，上述的电容包括两台三角形形状的低压电力电容器3，低压电力电容器3的输出端连接继电器4，继电器4还分别连接交流电力系统和智能控制器2。液晶显示屏6、LED状态指示灯7和操作按键8分别连接智能控制器2。功率因数传感器I连接智能控制器2的输入端，智能控制器2还用于在上述功率因数小于内部预设的功率因数并在判断上述的电压为零时发送信号控制上述的继电器4闭合，在上述功率因数达到内部预设的功率因数并在判断上述的电流为零时发送信号控制上述的继电器4断开。功率因数传感器I采集交流电力系统内功率因数、电流和电压值发送给智能控制器2，智能控制器2将接收到交流电力系统内的功率因数、电流和电压值与内部的预设值进行比较判断。当采集到的功率因数小于内部预设的功率因数并在判断采集的电压值为零时发送信号控制继电器4进行闭合，此时，低压电力电容器3并联到交流电力系统中开始进行无功补偿，使交流电力系统的功率因数变大，当采集的功率因数达到内部预设的功率因数并在判断采集的电流值为零时发送信号控制继电器4断开，使低压电力电容器3不再对交流电力系统进行无功补偿。智能控制器2实时监控智能式无功补偿电容器内的运行状况并通过液晶显示屏6进行显示，液晶显示屏6具有运行工况提示、故障中文提示。在智能式无功补偿电容器工作时智能控制器2同时发送投运、退运和故障三种运行状态信号给LED状态指示灯7进行警示。操作人员可以通过操作按键8对装置进行操作实现人机联系。作为本实施例的第二种方案上述的电容包括一台“Y”形状低压电力电容器3，低压电力电容器3输出端连接继电器4，继电器4还分别连接交流电力系统和智能控制器2。其他操作与上述第一种方案操作一致。采用“Y”形状低压电力电容器3使电容的体积变小。实施例二 如图2所示，在单个智能式无功补偿电容器无法满足对交流电力系统的无功补偿时，运用多个智能式无功补偿电容器组成无功补偿系统网络使电容量变大满足对交流电力系统的无功补偿。本智能式无功补偿系统网络，包括若干个并联在交流电力系统的智能式无功补偿电容器和一个通讯总线，智能式无功补偿电容器的智能控制器2设有通信接口，智能控制器2的通信接口通过通讯总线连接其余智能式无功补偿电容器的智能控制器2。形成智能式无功补偿系统网络使智能式无功补偿电容器相互之间进行通讯，每个智能式无功补偿电容器设有一个网络地址，其中地址码最小的一个作为主机，其余作为从机。当个别从机发生故障时，自动退出不影响其余工作，当主机故障时，自动退出网络，从机里地址码最小的作为新的主机。多个智能式无功补偿电容器其中一个采集到的功率因数小于内部预设的功率因数时，主机开始判断需要几台智能式无功补偿电容器进行无功补偿，然后控制相应台数的智能式无功补偿电容器对交流电力系统进行无功补偿，当功率因数传感器I采集的功率因数已达到智能控制器2内部预设的功率因数并在判断采集的电流值为零时，主机控制相应台数的智能式无功补偿电容器停止对交流电力系统的无功补偿。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了功率因数传感器I、智能控制器2、低压电力电容器3、继电器4、保护单元5、液晶显示屏6、LED状态指示灯7、操作按键8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
权利要求1.一种智能式无功补偿电容器，其特征在于，本装置包括一个壳体和用于采集交流电力 系统内功率因数、电流和电压值的功率因数传感器(1)，所述的壳体内设有用于对交流电力系统进行无功补偿的电容、用于将电容并联到交流电力系统的投切开关和用于接收交流电力系统内的功率因数、电流和电压值的智能控制器(2)，所述的电容输出端连接投切开关，所述的投切开关连接交流电力系统，所述的投切开关还连接智能控制器(2)，所述的功率因数传感器(I)连接智能控制器(2)的输入端，所述的智能控制器(2)还用于在上述功率因数小于内部预设的功率因数并在判断上述的电压为零时发送信号控制上述的投切开关闭合，在上述功率因数达到内部预设的功率因数并在判断上述的电流为零时发送信号控制上述的投切开关断开。
2.根据权利要求I所述的智能式无功补偿电容器，其特征在于，所述的投切开关包括用于将电容并联到交流电力系统的继电器(4)，所述的电容输出端连接继电器(4)，所述的继电器(4)连接交流电力系统，所述的继电器(4)还连接智能控制器(2)。
3.根据权利要求2所述的智能式无功补偿电容器，其特征在于，所述的电容包括两台三角形形状的低压电力电容器(3)，所述的低压电力电容器(3)输出端连接继电器(4)。
4.根据权利要求3所述的智能式无功补偿电容器，其特征在于，所述的电容包括一台“Y”形状低压电力电容器(3)，所述的低压电力电容器(3)输出端连接继电器(4)。
5.根据权利要求3或4所述的智能式无功补偿电容器，其特征在于，所述的壳体内还设有用于对电路进行保护的保护单元(5)，所述的保护单元(5)包括有过电压保护、欠电压保护、失压保护、短路保护和电容器过温保护电路。
6.根据权利要求5所述的智能式无功补偿电容器，其特征在于，所述的壳体设有液晶显示屏(6)、LED状态指示灯(7)和操作按键(8)，所述的液晶显示屏(6)、LED状态指示灯(7)和操作按键(8)分别连接智能控制器(2)。
7.一种智能式无功补偿系统网络，包括若干个并联在交流电力系统如权利要求I所述的智能式无功补偿电容器，其特征在于，所述智能式无功补偿电容器的智能控制器(2)设有通信接口，所述的智能控制器(2)通过通信接口连接其余智能式无功补偿电容器的智能控制器(2)。
8.根据权利要求7所述的智能式无功补偿系统网络，其特征在于，所述的智能式无功补偿系统网络包括一个通讯总线，上述的智能控制器(2)连接通讯总线。
专利摘要本实用新型提供了一种智能式无功补偿电容器及智能式无功补偿系统网络。本智能式无功补偿电容器包括一个壳体和用于采集交流电力系统内功率因数、电流和电压值的功率因数传感器，壳体内设有用于对交流电力系统进行无功补偿的电容、用于将电容并联到交流电力系统的投切开关和用于接收交流电力系统内的功率因数、电流和电压值的智能控制器，电容输出端连接投切开关，投切开关连接交流电力系统，投切开关还连接智能控制器，功率因数传感器连接智能控制器的输入端。智能式无功补偿系统网络包括若干个并联在交流电力系统的上述智能式无功补偿电容器。
文档编号H02J3/18GK202817760SQ20122037148
公开日2013年3月20日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者胡卫良 申请人:台州安耐杰电力设备有限公司