一种智能电力电容装置及无功补偿系统的制作方法

本实用新型属于电气设备技术领域，更具体地说，涉及一种智能电力电容装置及无功补偿系统。

背景技术：

为了使电网安全、优质、合理运行，无功补偿起着重要的作用，在配网低压侧安装优质可靠的无功补偿装置，能够提高电网的功率因数，降低变压器及输送线路的损耗，保证电网供电质量。

一般而言，低压无功补偿装置由无功补偿控制器、低压电力电容器、熔断器、接触器和热继电器等散件组成，在运行中存在投切容易产生涌流、交流接触器运行有噪声和可靠性低的缺点，而且接线复杂、占用空间大，维护不方便。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能电力电容装置及无功补偿系统，具有节能、集成化、小型化和安装方便的优点，接线简易，扩容方便，维护简单，提高运行的可靠性。

本实用新型提供的一种智能电力电容装置，包括断路器、投切开关、电力电容器和控制电路；

其中，所述断路器的第一端连接至低压母线，第二端连接所述投切开关的第一端；

所述投切开关的第二端连接至所述电力电容器；

所述投切开关还与所述控制电路连接，所述控制电路用于根据所述低压母线的状态控制所述投切开关的开启或关闭，利用所述电力电容器对所述低压母线进行无功补偿。

优选的，在上述智能电力电容装置中，所述电力电容器的数量为三个，且三个所述电力电容器首尾相接后分别与所述低压母线的三相连接。

优选的，在上述智能电力电容装置中，所述投切开关的数量为二个，且分别连接所述低压母线的三相中的任意两相。

优选的，在上述智能电力电容装置中，所述控制电路包括第一接口，所述第一接口通过电流变送器连接至所述低压母线。

优选的，在上述智能电力电容装置中，所述控制电路还包括第二接口，所述第二接口用于连接至其他的智能电力电容装置。

优选的，在上述智能电力电容装置中，还包括显示电路，用于显示电流电压值、有功功率、无功功率、功率因数、电压谐波总畸变率和当前电容器内的温度参数。

优选的，在上述智能电力电容装置中，还包括与所述控制电路连接的报警部件，用于当过压、欠压、缺相、谐波超限或温度超过预定阈值时进行报警。

优选的，在上述智能电力电容装置中，所述控制电路包括单片机以及分别与所述单片机连接的电流采样部件、电压互感器、信号反馈部件、温度传感器、通讯接口和电容投切控制部件。

优选的，在上述智能电力电容装置中，还包括连接在所述投切开关与所述电力电容器之间的电抗器。

本实用新型提供的一种无功补偿系统，包括多个如上所述的任一种智能电力电容装置，多个所述智能电力电容装置相互连接之后与低压母线相连接。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的智能电力电容装置及无功补偿系统，由于该智能电力电容装置包括断路器、投切开关、电力电容器和控制电路；其中，所述断路器的第一端连接至低压母线，第二端连接所述投切开关的第一端；所述投切开关的第二端连接至所述电力电容器；所述投切开关还与所述控制电路连接，所述控制电路用于根据所述低压母线的状态控制所述投切开关的开启或关闭，利用所述电力电容器对所述低压母线进行无功补偿，因此具有节能、集成化、小型化和安装方便的优点，接线简易，扩容方便，维护简单，提高运行的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的第一种智能电力电容装置的示意图；

图2是两个智能电力电容装置组合运行的示意图；

图3为本申请实施例提供的第八种智能电力电容装置的控制电路的组成示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心思想在于提供一种智能电力电容装置及无功补偿系统，具有节能、集成化、小型化和安装方便的优点，接线简易，扩容方便，维护简单，提高运行的可靠性。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本申请实施例提供的第一种智能电力电容装置如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种智能电力电容装置的示意图。该装置包括断路器1、投切开关2、电力电容器3和控制电路4；

其中，所述断路器1的第一端连接至低压母线5，第二端连接所述投切开关2的第一端，需要说明的是，该断路器可以是微型断路器，例如常见的小型电路开关，作为电源开关以及电力电容器的保护开关；

所述投切开关2的第二端连接至所述电力电容器3，需要说明的是，该电力电容器用于提供感性负载所消耗的无功功率，减少电网电源的感性负荷；

所述投切开关2还与所述控制电路4连接，所述控制电路4用于根据所述低压母线5的状态控制所述投切开关2的开启或关闭，利用所述电力电容器3对所述低压母线5进行无功补偿，需要说明的是，控制电路通过计算得到一系列当前线路的参数信息，包括线路电压、电流、功率因数、系统无功功率等，同时会接收通信线路的信息以及指令，电容器运行状态(手动/自动)的指令等，在综合以上信息之后，对电容器是否投切做出判断。

该智能电力电容装置将各个元器件组合起来，可以单台独立运行也可以多台组网运行，能够替代原来无功补偿装置中分散安装的熔断器、投切开关和控制器等。

从上述技术方案可以看出，本申请实施例所提供的第一种智能电力电容装置，由于包括断路器、投切开关、电力电容器和控制电路；其中，所述断路器的第一端连接至低压母线，第二端连接所述投切开关的第一端；所述投切开关的第二端连接至所述电力电容器；所述投切开关还与所述控制电路连接，所述控制电路用于根据所述低压母线的状态控制所述投切开关的开启或关闭，利用所述电力电容器对所述低压母线进行无功补偿，因此具有节能、集成化、小型化和安装方便的优点，接线简易，扩容方便，维护简单，提高运行的可靠性。

本申请实施例提供的第二种智能电力电容装置，在上述第一种智能电力电容装置的基础上，还包括如下技术特征：

所述电力电容器的数量为三个，且三个所述电力电容器首尾相接后分别与所述低压母线的三相连接，也就是采用三角形接法，当然这仅仅是一个优选方案，还可以采用星形接法，此处不再赘述。

本申请实施例提供的第三种智能电力电容装置，在上述第二种智能电力电容装置的基础上，还包括如下技术特征：

所述投切开关的数量为二个，且分别连接所述低压母线的三相中的任意两相。

也就是说，当电力电容器采用“三角形”接法时，当仅有一相投切开关导通时，三相电容器均没有接入电网。利用这一特性，在投切共补电容器时只需要在两相安装投切开关，采用这种“二控三”的投切方式可减少一个投切开关，有效地降低了产品的成本。

本申请实施例提供的第四种智能电力电容装置，在上述第一种智能电力电容装置的基础上，还包括如下技术特征：

所述控制电路包括第一接口，所述第一接口通过电流变送器连接至所述低压母线。

需要说明的是，在现有技术中的电流变送器时外置的，通常情况下，一组智能电力电容装置配备一个电流变送器。而本方案中，装置连接上电流变送器，利用电流变送器采样母线电流互感器二次侧的电流值，将电流信号转换成电压信号，就能够通过单独的传输线连接到智能电力电容装置。

本申请实施例提供的第五种智能电力电容装置，在上述第四种智能电力电容装置的基础上，还包括如下技术特征：

所述控制电路还包括第二接口，所述第二接口用于连接至其他的智能电力电容装置。

参考图2，图2是两个智能电力电容装置组合运行的示意图，可见，左侧的第一个智能电力电容装置利用其第二接口201连接至右侧的第二个智能电力电容装置的第一接口202，实现两个智能电力电容装置的协同工作。另外，从图2中左侧的第一个智能电力电容装置可以看出，低压母线L1、L2和L3分别通过电流变送器连接至该装置的第一接口，另外还连接到断路器1QF，该断路器包括位于三相上的UA、UB和UC，其中UA的另一端连接有投切开关1KA1，UC的另一端连接有另一个投切开关1KA2，需要说明的是，这仅仅是一个例子，还可以在UA和UC的另一端连接投切开关，或者在UB和UC的另一端连接投切开关，此处并不限制，继续以该图为例，投切开关1KA1的另一端连接至电力电容器，且另一个投切开关1KA2的另一端也连接至电力电容器，在这种实施例中，采用三角形接法的三个电力电容器，实现与两个投切开关的连接，并在控制电路的控制下对低压母线进行无功补偿，并且可以与其他的装置组合起来使用，其具体数量可以根据实际需要来定，此处并不限制，另外，还包括其他的接口HL1、HL2和HL3，可用于连接至其他装置。

本申请实施例提供的第六种智能电力电容装置，在上述第一种至第五种智能电力电容装置中任一种的基础上，还包括如下技术特征：

还包括显示电路，用于显示电流电压值、有功功率、无功功率、功率因数、电压谐波总畸变率和当前电容器内的温度参数，这就能够让人们直观的了解当前的低压母线的参数情况，并能对装置的无功补偿效果进行监视。

本申请实施例提供的第七种智能电力电容装置，在上述第六种智能电力电容装置的基础上，还包括如下技术特征：

还包括与所述控制电路连接的报警部件，用于当过压、欠压、缺相、谐波超限或温度超过预定阈值时进行报警。在这种情况下，就能够针对异常情况进行及时处理，断开投切开关，使电容器退出运行，避免事态更严重。

本申请实施例提供的第八种智能电力电容装置，在上述第一种至第五种智能电力电容装置中任一种的基础上，还包括如下技术特征：

参考图3，图3为本申请实施例提供的第八种智能电力电容装置的控制电路的组成示意图。所述控制电路包括单片机301以及分别与所述单片机301连接的电流采样部件302、电压互感器303、信号反馈部件304、温度传感器305、通讯接口306和电容投切控制部件307。

在这种情况下，电容投切控制部件根据单片机的信号动作投切电容器，为减少浪涌电流和过电压，单片机可以分相控制，利用微控制器的快速采样、分析计算和数据存储的优点，充分考虑投切开关从执行机构受指令(得电)到动作完成(触点闭合或相反)的时间，使投切开关的触点在电压过零时闭合，在电流过零时断开，从而避开瞬态过电压和浪涌电流对触点的危害，减小触点的磨损。信号反馈部件主要有手动/自动控制切换，还有参数设置功能，主要设置参数有电容值、电流互感器变比、投入延时、投入间隔、功率因数下限、过电压值、欠压值、谐波电压超限值、高温报警值等。通讯接口主要完成电流变送器的电流信号接收以及每台智能电力电容装置的通讯。

本申请实施例提供的第九种智能电力电容装置，在上述第一种至第五种智能电力电容装置中任一种的基础上，还包括如下技术特征：

还包括连接在所述投切开关与所述电力电容器之间的电抗器。

本申请实施例提供的一种无功补偿系统，包括多个如上所述的任一种智能电力电容装置，多个所述智能电力电容装置相互连接之后与低压母线相连接。

在具体工程设计时，可根据工程计算需补偿总电容量，并进行合理分组。如补偿容量为750kvar，可以分为15台40kvar和5台30kvar的智能电力电容装置组成。其中设置一台为主机，另外19台为从机。每个智能电力电容装置独立采样，并把数据传送至主机进行分析，主机发出控制命令控制20台智能电力电容装置有序投切，达到对电网无功补偿的目的。从机出现故障时，自动退出补偿系统，不影响其它智能电力电容器工作；主机出现故障时，也自动退出补偿系统，由剩下的从机再次自动产生一个主机。任何一台智能电力电容装置出现故障，不论是主机还是从机，整个无功补偿系统仅补偿容量减少，不影响正常运行，避免了传统无功补偿系统中的控制器一旦损坏则整个补偿系统瘫痪的情况。

综上所述，本申请实施例提供的智能电力电容装置采用积木结构，接线简易，扩容方便，维护简单，采用集成技术，生产工时比传统模式减少60％以上，同时减少80％连接线，减少80％的接点，柜内简洁，上述无功补偿系统中的各装置可以独立运行，也可以组网运行，提高了运行可靠性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。