电压自动调节和无功就地补偿装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电压自动调节和无功就地补偿装置，包括交流电压调节单元、无功补偿单元，交流电压调节单元的输入端与电网相连接，无功补偿单元的输入端和负载连接至交流电压调节单元的输出端；交流电压调节单元包括全自动交流稳压器；无功补偿单元包括复合开关、补偿电容器、采样器、控制器；交流电压调节单元的输出端经复合开关与补偿电容器相连接，采样器设置于交流电压调节单元与复合开关之间，采样器与控制器的输入端相连接，控制器的输出端与复合开关相连接。本实用新型的装置既可以实现对电网的就地无功补偿，又可以对用电设备两端工作电压进行调压，从而提高低压电力系统电能利用率，具有通用性和普遍适用性。
【专利说明】电压自动调节和无功就地补偿装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种应用于电力系统末端的设备，能够对其实现电压自动调节和无功功率补偿的装置。
【背景技术】
[0002]目前，无功补偿设备在电力系统中广泛应用，但需要在不同的应用场合分别使用不同的补偿方式和装置。单就就地无功补偿来说，目前的补偿装置存在以下缺点:
[0003]A.补偿装置只适用于特定场合，不具有通用性和普遍适用性。
[0004]B.补偿装置主要用于实现用电设备的无功功率补偿，在电网电压波动较大、用电设备不能正常工作时，不能较好的加以解决。
[0005]C.原有单相便携式电压调节无功补偿装置不能解决三相负载的电压调节及无功补偿问题。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种能够对用电设备进行无功补偿，尤其是在电网波动较大时进行无功补偿的适用于三相负载且具有通用性的装置。
[0007]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0008]一种电压自动调节和无功就地补偿装置，设置于电网与负载之间，其包括将电网的电信号进行稳压后输出的交流电压调节单元、对电网的电信号进行无功补偿的无功补偿单元，所述的交流电压调节单元的输入端与电网相连接，所述的无功补偿单元的输入端和负载连接至所述的交流电压调节单元的输出端相连接；
[0009]所述的交流电压调节单元为包括输出电压取样部分和电压自动调节部分的全自动交流稳压器；
[0010]所述的无功补偿单元包括复合开关、补偿电容器、采集电流和电压的采样器、根据所述的采样器的采样信号控制所述的复合开关的控制器；所述的交流电压调节单元的输出端经所述的复合开关与所述的补偿电容器相连接，所述的采样器设置于所述的交流电压调节单元与所述的复合开关之间，所述的采样器与所述的控制器的输入端相连接，所述的控制器的输出端与所述的复合开关相连接。
[0011]所述的全自动交流稳压器包括具有与所述的电网相连接的活动臂的自耦变压器、改变所述的自耦变压器的线圈匝数比的碳刷、驱动所述的碳刷的伺服电机、根据所述的电网的电信号控制所述的伺服电机的控制电路。
[0012]所述的采样器为电流互感器。
[0013]所述的复合开关为无涌流电容开关。
[0014]所述的补偿电容器包括若干组能够分别或共同投切的电容器组，所述的电容器组配备若干个所述的复合开关。
[0015]所述的交流电压调节单元的输入端与电网的三相相线分别相连接，其输出端包括分别对应于电网的三相相线的三根输出线；三根所述的输出线上分别设置有所述的采样器，所述的控制器具有与所述的采样器分别相对应的三个输入端，所述的补偿电容器通过分别对应于三根所述的输出线的连接线与三根所述的输出线相连接，所述的复合开关设置于三根所述的连接线上。
[0016]所述的交流电压调节单元还具有反馈其输出信号的电压而连接至其输入端的反馈端。
[0017]由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点:本实用新型的装置既可以实现对电网的就地无功补偿，又可以对用电设备两端工作电压进行调压，从而提高低压电力系统电能利用率，具有通用性和普遍适用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]附图1为本实用新型的原理框图。
[0019]附图2为本实用新型的电路原理图。
[0020]以上附图中:1、电网；2、负载；3、交流电压调节单元；4、无功补偿单元；5、全自动交流稳压器；6、复合开关；7、补偿电容器；8、采样器；9、控制器；10、分补复合开关；11、共补复合开关；12、分补电容；13、共补电容。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
[0022]实施例一:参见附图1所示，一种设置于电网I的三根相线与负载2之间的电压自动调节和无功就地补偿装置，包括交流电压调节单元3和无功补偿单元4。
[0023]交流电压调节单元3用于将电网I的电信号进行稳压后输出给负载2，其采用包括输出电压取样部分和电压自动调节部分的全自动交流稳压器5。全自动交流稳压器5包括具有与电网I相连接的活动臂的自耦变压器、改变自耦变压器的线圈匝数比的碳刷、驱动碳刷的伺服电机、根据电网I的电信号控制伺服电机的控制电路，其中，自耦变压器的活动臂构成输出电压取样部分，自耦变压器、碳刷、伺服电机、控制电路构成电压自动调节部分。交流电压调节单元3的输入端与电网I相连接，由于电网I具有三根相线，故全自动交流稳压器5的输入端与电网I的三相相线分别相连接，而其输出端包括分别对应于电网I的三相相线的三根输出线。交流电压调节单元3还具有反馈其输出信号的电压而连接至其输入端的反馈端。负载2连接至全自动交流稳压器5的输出端的三根输出线。
[0024]无功补偿单元4用于对电网I的电信号进行无功补偿。无功补偿单元4的输入端也连接至交流电压调节单元3的输出端的三根输出线。无功补偿单元4包括复合开关6、补偿电容器7、采样器8、控制器9。其中，交流电压调节单元3的输出端的三根输出线经复合开关6与补偿电容器7相连接，即补偿电容器7通过分别对应于三根输出线的三根连接线与三根输出线相连接，复合开关6设置于三根连接线上，复合开关6内设置有微处理器，能够智能开合从而实现补偿电容器7的投切；采样器8设置于交流电压调节单元3与复合开关6之间的输出线上，且三根输出线上均分别设置有采样器8，三个采样器8分别与控制器9上对应的三个输入端相连接；控制器9的输出端与复合开关6相连接。具体的，采集电流和电压的采样器8为电流互感器，其输出采样信号。复合开关6为无涌流电容开关，控制器9根据采样器8的采样信号控制复合开关6的开启和闭合，从而控制补偿电容器7是否接入进行补偿。而补偿电容器7包括若干组能够分别或共同投切的电容器组，相对应的，电容器组配备若干个复合开关6，且控制器9对应输出多路控制信号。在本实施例中，电容器组分别为分补电容12和共补电容13，而与其相连接的复合开关6则分别为分补复合开关10和共补复合开关11。
[0025]该装置在工作时，电网I的低压电信号输入到交流电压调节单元3中，交流电压调节单元3的输出信号也反馈至其输入端，若电压不稳定，则控制电路控制伺服电机调整碳刷，从而改变自耦变压器的线圈匝数比，达到使输出电压稳定的目的，交流电压调节单元3输出稳定的交流电压，使负载2的电压稳定在其额定电压附近，可以有效解决负载2端电压波动引起的用电设备不能正常工作的问题。而无功补偿单元4中，电流互感器进行电流采样和电压采样，并将采样信号输入控制器9，控制器9对电网I电力参数进行实时监控，当需要进行无功功率补偿时，即当功率因数较低感性无功超出设定值不满足使用要求时，控制器9输出DC12V电平控制信号，控制智能复合投切电容器开关的开合，进而对补偿电容器7的电容器组进行分组投切，从而降低电网I中的无功功率。
[0026]上述便携式的电压自动调节和无功就地补偿装置，主要用于低压电力系统末端电器设备的无功功率就地补偿，当电网I电压不平衡时，该装置能三相同步调节跟踪电压，亦具有分相电压调节跟踪功能，从而更好地提高电能利用率及用电质量。当电网I电压低，电压波动较大时，该装置可以自动进行调压稳压，保证用电设备的正常工作。该装置与现有的补偿装置相比，具有以下优点:内部采用模块化，整体化设计原则，各模块在满足使用要求的基础上做到结构最小化，从而保证该装置的轻便性；内部带有全自动交流稳压器5，可以对各种电气负载2及家用电器两端电压进行自动调节稳压，在电网I电压波动较大时，用电设备也可以正常工作。
[0027]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电压自动调节和无功就地补偿装置，设置于电网与负载之间，其特征在于:其包括将电网的电信号进行稳压后输出的交流电压调节单元、对电网的电信号进行无功补偿的无功补偿单元，所述的交流电压调节单元的输入端与电网相连接，所述的无功补偿单元的输入端和负载连接至所述的交流电压调节单元的输出端； 所述的交流电压调节单元为包括输出电压取样部分和电压自动调节部分的全自动交流稳压器； 所述的无功补偿单元包括复合开关、补偿电容器、采集电流和电压的采样器、根据所述的采样器的采样信号控制所述的复合开关的控制器；所述的交流电压调节单元的输出端经所述的复合开关与所述的补偿电容器相连接，所述的采样器设置于所述的交流电压调节单元与所述的复合开关之间，所述的采样器与所述的控制器的输入端相连接，所述的控制器的输出端与所述的复合开关相连接。
2.根据权利要求1所述的电压自动调节和无功就地补偿装置，其特征在于:所述的全自动交流稳压器包括具有与所述的电网相连接的活动臂的自耦变压器、改变所述的自耦变压器的线圈匝数比的碳刷、驱动所述的碳刷的伺服电机、根据所述的电网的电信号控制所述的伺服电机的控制电路。
3.根据权利要求1所述的电压自动调节和无功就地补偿装置，其特征在于:所述的采样器为电流互感器。
4.根据权利要求1所述的电压自动调节和无功就地补偿装置，其特征在于:所述的复合开关为无涌流电容开关。
5.根据权利要求1所述的电压自动调节和无功就地补偿装置，其特征在于:所述的补偿电容器包括若干组能够分别或共同投切的电容器组，所述的电容器组配备若干个所述的复合开关。
6.根据权利要求1所述的电压自动调节和无功就地补偿装置，其特征在于:所述的交流电压调节单元的输入端与电网的三相相线分别相连接，其输出端包括分别对应于电网的三相相线的三根输出线；三根所述的输出线上分别设置有所述的采样器，所述的控制器具有与所述的采样器分别相对应的三个输入端，所述的补偿电容器通过分别对应于三根所述的输出线的连接线与三根所述的输出线相连接，所述的复合开关设置于三根所述的连接线上。
7.根据权利要求1所述的电压自动调节和无功就地补偿装置，其特征在于:所述的交流电压调节单元还具有反馈其输出信号的电压而连接至其输入端的反馈端。
【文档编号】H02J3/18GK204012718SQ201420467429
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】杨洋, 高雪忠, 熊斌, 胡宇航, 姚金城, 张应钊, 李笑波, 杨爱华 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司苏州供电公司, 南京紫峰电力设备有限公司