固定值无功补偿装置的制作方法

本发明涉及电力技术领域，具体而言，涉及一种固定值无功补偿装置。

背景技术：

目前，越来越多的小微企业蓬勃发展，随之而来对电力需求也越来越多。按照电力部门要求，各用户所使用的标准箱式变电站其容量均远大于用户实际需求。虽然标准箱式变电站都带有自动无功功率补偿装置，但因其都设置在低压母线侧，电量采样只能补偿低压电器所产生的无功，而在变压器空载或较低负载时的无功是不能补偿的，特别是很多小企业又是非连续满负荷用电，致使变压器在空载或低载率较高时无功较大，从而使得平均功率因数较低而大大增加了用户功率调整费用的支出。因变压器空载无功基本上是一个固定的数值，为此，本发明发明了一种固态(电容值固定)无功补偿装置就能很好的、低成本的解决上述矛盾。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种固定值无功补偿装置，旨在解决变压器空载或较低负载时的功率因数较小的问题。

一个方面，本发明提出了一种固定值无功补偿装置，包括：控制单元和电容单元，其中，所述控制单元包括空气自动开关、交流接触器和继电器，所述空气自动开关与变电站的母线侧的输入端连接，所述交流接触器与所述空气自动开关连接，所述继电器与所述交流接触器连接，所述空气自动开关控制所述交流接触器的开合，并控制所述电容单元与所述母线侧连接，所述交流接触器、继电器用以控制电路；所述电容单元与所述继电器连接，用以补偿所述变电站无功功率，提高所述变电站的功率因数。

进一步地，所述装置还包括一指令单元，所述指令单元设置在所述空气自动开关、交流接触器之间，所述指令单元用以对所述装置下达指令。

进一步地，所述装置还包括一防护单元，所述防护单元设置在所述空气自动开关、交流接触器之间，用以对所述装置提供过载保护。

进一步地，所述指令单元单元包括开关件，所述开关件用以对所述装置输出工作指令。

进一步地，所述指令单元还包括指示件，所述指示件用以指示所述装置的工作状态。

进一步地，所述开关件包括一按钮开关，所述按钮开关与第一接触器连接。

进一步地，所述开关件还包括一转换开关。

进一步地，所述指示件包括第一示意灯，所述第一示意灯用以指示所述装置处于通电状态。

进一步地，所述指示件包括第二示意灯，所述第二示意灯用以指示所述装置处于工作状态。

进一步地，所述防护单元为接地系统。

本发明的有益效果为：通过设置电容单元弥补变压器空载或较低负载时的无功，以增加变压器的功率因数，从而到达节电的效果，进一步减少用户的功率调整费用的支出。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例固定值无功补偿装置的内部示意图；

图2为本发明实施例固定值无功补偿装置的正面示意图；

图3为本发明实施例固定值无功补偿装置的基本原理图；

图4为本发明实施例固定值无功补偿装置的电磁原理图；

图5为本发明实施例固定值无功补偿装置的第一变压器等效电路图；

图6为本发明实施例固定值无功补偿装置的第二变压器等效电路图；

图7为本发明实施例固定值无功补偿装置的变压器空载向量图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参阅图4所示，本发明实施例固定值无功补偿装置的电磁原理图。单相变压器空载运行时在一次侧加上电压u1之后绕组流过空载电流i0，它建立了空载电动势ni0，这一电动势在磁路上产生的主磁通φ，主磁通φ交链着一次绕组和二次绕组，当i0和φ以频率f1交变时，在一次绕组和二次绕组中分别感应出电动势e1和e2。空载磁动势同时也作用在漏磁路上，漏磁通分布复杂，为方便分析，通常把它等效为交链全部绕组的漏磁通φσ1，如图1-1所示。它在一次绕组中也感应电动势，我们称之为漏抗电动势，以eσ1表示，i0流过一次绕组也有相应的电阻压降i0r1，r1是一次绕组的电阻。从而可知：

u1＝-e1-eσ1+i0r1————(1)

变压器空载时，一次绕组流过空载电流i0，它的主要作用是在磁路中产生磁动势建立磁通。因此，我们也把它叫做励磁电流。参阅图5和图6所示，为变压器一次侧空载电压，为变压器一次侧空载电流,电动势励磁阻抗zm＝rm+jxm与铁芯损耗pfe应有如下关系：

得出

公式：或

对应式(2)的等效电路如图5所示，对应式(2-1)等效电路图如图6所示。这是变压器空载时一次侧等效电路。

变压器空载时的向量图如图7所示，以磁通为参考向量，将其画在横坐标轴线上。因和均落后空载电流的磁化分量iμ与同相位，空载电流的铁损分量引前与两者的向量和即为画出之后即可根据式(2-1)画出变压器空载向量图。实际上和ji0x1两个向量值很小，为了看的清楚在绘图时人为将其放大了。由此，不难看出变压器空载时其无功功率占比远远大于有功损耗，一般变压器空载时功率因数在0.3-0.6之间。

变压器空载下的无功功率测定：仪表法测量变压器空载无功功率，利用变压器容量测试仪可方便测得变压器空载损耗、负载损耗、阻抗电压、各相有功功率、总功率、各相无功功率、总无功，各分相功率因数、平均功率因数等。利用变压器一次多功能电子表上能直接读取瞬时无功值，微机综合保护装置上也能直接读取功率因数、无功值等。

无功补偿装置电容器的选取：根据不同的容量变压器所测得的空载无功功率值，选择相近的电容值(kvar)，一般电容器容量选择小于所需补偿的容量，减少过补偿所引起的过电压等问题。

结合图1和图2所示，其分别为本发明实施例固定值无功补偿装置的内部示意图和正面示意图。本实施例所述固定值无功补偿装置包括：控制单元和电容单元7，其中，控制单元包括自动开关6、交流接触器8和继电器9，自动开关6与变电站母线侧的输入端连接，交流接触器8与自动开关6连接，继电器9与交流接触器8连接，自动开关6控制交流接触器8的开合，并控制电容单元7与母线侧连接，交流接触器8、继电器9用以控制电路；电容单元7与控制单元的继电器9连接，用以补偿变电站无功功率，以增加电网中有功功率的比例常数，增加变电站的功率因数。电容单元7根据变电站的无功功率值来选择相对应的电容元件。自动开关6为空气自动开关。

具体而言，本装置还包括一指令单元，指令单元设置在自动开关6、交流接触器8之间，指令单元用以对装置下达指令。指令单元单元包括开关件，开关件用以对装置输出工作指令。开关件包括一按钮开关1，按钮开关1与第一接触器连接。开关件还包括一转换开关2。指令单元单元还包括指示件，指示件用以指示装置的工作状态。指示件包括第一示意灯3，第一示意灯3用以指示所述装置处于通电状态。指示件包括第二示意灯4，第二示意灯4用以指示装置处于工作状态。

具体而言，本装置还包括一防护单元，防护单元设置在自动开关6、交流接触器8之间，用以对装置提供过电保护。防护单元为接地系统。

具体参阅图3所示，其为本发明实施例固定值无功补偿装置的基本原理图。本装置的接线端与变压器低压侧输出端的母线连接，以将母线输入线接入本装置。具体的，将相线与自动开关6连接，通过自动开关6控制相线的接入，进一步控制相线的开合；相线通过自动开关6之后与一交流接触器8连接，交流接触器8通过继电器9与电容单元7连接，通过交流接触器8以控制相线与电容单元7的连接，并通过继电器9保护电路中的过电流对电容单元7造成损害，还可以自动调节与电容单元7连接的电路；在交流接触器8和自动开关6之间的相线上引一连接线与接入本装置的零线连接，并在连接线上设置一熔断器10，防护电路免遭过电损害相线位于熔断器10的左侧(此处所述的左侧只是示意性说明，以方便清楚表述本发明，不作具体限定所用，下同)；在熔断器10右侧的连接线上再设置一转换开关2，转换开关2常闭，用以控制电路过电情况；在转换开关2的右侧设置一按钮开关1，并在按钮开关1的两侧设置一分交流接触器81，分交流接触器81用以当按钮开关1失效后使电路依然通电工作；还可以在按钮开关1的右侧设置一接触器线圈11；还可以在接触器线圈11右侧设置一干簧继电器91；进一步地，在转换开关2的右侧设置有装置指示灯，用以指示本装置的工作状态；装置指示灯分别设置有第一示意灯3和第二示意灯4，第一示意灯3为通电指示灯，第二示意灯4为工作指示灯，两者分别与按钮开关1并联在转换开关2右侧的连接线上；通电指示灯左侧设置有常闭接触器83，当装置通电时亮起；工作指示灯右侧设置有常开接触器82，当装置工作时才通电亮起。进一步地，在相线的左侧设置有接地装置5，用以保护电路。

可以理解的是，通过设置电容单元弥补变压器空载或较低负载时的无功，以增加变压器的功率因数，从而到达节电的效果，进一步减少用户的功率调整费用的支出。

在上述实施例的另一种可能的实现方式中，本装置设置为箱体结构，将所有元器件模块化，安装于箱内，元器件固定牢靠。箱体设置有通风口，且箱体选用防水材料，并制作为防水结构；进一步地，箱体选用绝缘材料制作，且箱体设有接地线。

在上述实施例的另一种可能的实现方式中，以实测315kva，10/0.4kv变压器为例，实测空载无功功率为13.4kvar，选择容量为10kvar、额定电压为0.4kv的三相电容器并于变压器二次母线侧。运行一个月，该工厂无功功率值从上月度0.61提高到0.93。节约力率调整电费近3千元，效益显著。电容器容量选择，根据对多个用户315kva/10kv变压器参数测定加以数理统计，得出为容量315kva、10/0.4kv变压器配备固定容量为10kvar电容器作为无功补偿最为经济。保护元件的选取时：空气断路器，额定分断能力以10kvar电容器为例，ie＝1.25～1.5ice，此处选择30a三相开关；避雷器或过电压保护器的选取，选取pt-40ka/4p,uc:～380v,imax:40ka,in20ka,up:≤1.6kv；接触器的选取，以10kvar电容器为例选择选择b30c的切换电容接触器，线圈电压220v

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。