智能无功补偿塑壳断路器以及无功补偿方法与流程

1.本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种智能无功补偿塑壳断路器以及无功补偿方法。


背景技术：

2.电机的运行既需要有功功率，也需要无功功率，有功功率由发电设备输出，无功功率由容性设备（电容）输出。若电机运行时近距离内没有容性设备输出无功，那么无功功率就需要通过电网传输，势必会增加线路损耗，因此就近增加无功补偿设备是减少线路损耗的常用方法。
3.目前无功补偿设备多布置在配电室，称为集中式无功补偿设备，能有效降低前端电网的无功电流。但从配电室到用电负荷之间的线路上仍然需要传输无功电流，线路损耗依然存在。末端负荷分布广，线路的累积长度非常大，线路损耗十分可观，集中式补偿不能有效地解决线路损耗问题，另外，集中补偿投入或退出容量比较大，而在无功需要量不多、或负荷变化较快时，投入或退出太频繁，会缩短无功补偿设备使用年限。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种智能无功补偿塑壳断路器以及无功补偿方法，能够降低无功功率线路损耗，提高用电效率。
5.本发明实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能无功补偿塑壳断路器，包括电流互感器、电压互感器、处理器和电容控制单元，所述电流互感器，连接到三相交流电，用于采集智能无功补偿塑壳断路器的输入电流；所述电压互感器，连接到所述三相交流电，用于采集所述智能无功补偿塑壳断路器的输入电压；处理器，与所述电压互感器和所述电流互感器相连接，用于根据所述输入电流和所述输入电压计算用电设备的无功缺额；还用于根据所述无功缺额的数值计算出对所述用电设备的电容投入量；电容控制单元，与所述处理器相连接，用于设置电容配置模块的投放量为所述电容投放量；还用于快速启动所述电容配置模块，使所述电容配置模块向所述用电设备跟随式投入电容，以进行无功补偿。
6.较优地，还包括温度传感器，所述温度传感器连接于所述处理器，所述温度传感器，用于测量所述智能无功补偿塑壳断路器的内部温度值；所述处理器，用于获取所述内部温度值；还用于所述内部温度值高于保护温度值时，关断所述智能无功补偿塑壳断路器。
7.较优地，还包括无线传输单元，受所述处理器控制，用于向外部控制系统传输数据
以及接收控制指令。
8.较优地，所述电流互感器，还用于持续地获取实时输入电流；所述电压互感器，还用于持续地获取实时输入电压；所述处理器，还用于根据所述实时输入电流和所述实时输入电压计算实时功率因数和实时无功缺额；所述处理器，还用于根据所述实时无功缺额计算所述电容配置模块的实时投放量；还用于发送调整信号给所述电容控制单元；所述电容控制单元，还用于接收到所述调整信号后，根据所述实时投放量调整所述电容配置模块的投放量；所述处理器，还用于所述实时功率因数达到过补偿条件时，发送切断信号给所述电容控制单元；所述电容控制单元，还用于根据所述切断信号控制所述电容配置模块，使所述电容配置模块停止向所述用电设备提供电容。
9.较优地，所述电容配置模块中包含n组并联的电容器，所述电容控制单元包括n个电容控制接口，每一个电容控制接口均对应连接所述电容配置模块中的一组电容器。
10.本发明还提供一种无功补偿方法，包括：采集智能无功补偿塑壳断路器的输入电流和输入电压；根据所述输入电流和所述输入电压计算用电设备的无功缺额；根据所述无功缺额的数值计算出对所述用电设备的电容投入量；设置电容配置模块的投放量为所述电容投放量；快速启动所述电容配置模块，使所述电容配置模块向所述用电设备跟随式投入电容，以进行无功补偿。
11.较优地，快速启动所述电容配置模块之后，还包括：持续地获取实时输入电流和实时输入电压；根据所述实时输入电流和所述实时输入电压计算实时功率因数和实时无功缺额；根据所述实时无功缺额调整所述电容配置模块的投放量；当所述实时功率因数达到过补偿条件时，控制所述电容配置模块停止向所述用电设备提供电容。
12.由上述技术方案可知，本发明实施例提供的智能无功补偿塑壳断路器以及无功补偿方法，将无功补偿功能集成在智能无功补偿塑壳断路器内，通过智能无功补偿塑壳断路器内cpu进行无功补偿的计算，通过智能无功补偿塑壳断路器来控制无功补偿设备的工作流程，能够降低无功功率线路损耗，提高用电效率。
附图说明
13.图1为本发明实施例的智能无功补偿塑壳断路器的结构示意图。
14.图2为本发明实施例的无功补偿方法的流程图。
具体实施方式
15.以下结合本发明的附图，对本发明的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐
述。
16.如图1所示，本发明实施例提供一种智能无功补偿塑壳断路器，包括电流互感器1、电压互感器2、处理器、电容控制单元3、温度传感器4和无线传输单元5，其中，电流互感器1，是一种电流互感器组，每一组分别连接到三相交流电，用于采集智能无功补偿塑壳断路器的输入电流；电压互感器2，是一种电压互感器组，每一组分别连接到三相交流电，用于采集智能无功补偿塑壳断路器的输入电压；处理器，与电压互感器2和电流互感器1相连接，用于根据输入电流和输入电压计算用电设备的无功缺额；还用于根据无功缺额的数值计算出对用电设备的电容投入量；电容控制单元3，与处理器相连接，用于设置电容配置模块的投放量为电容投放量；还用于快速启动电容配置模块，使电容配置模块向用电设备跟随式投入电容，以进行无功补偿。智能无功补偿塑壳断路器的电容控制单元3与电容配置模块相连接，控制外部的电容配置模块为用电设备提供无功补偿，电容控制单元3可通过输出电平控制电容配置模块中电容器回路的开关导通，使电容器投入运行，当达到过补偿时，控制开关关闭，使电容器退出运行。
17.电容配置模块为用电设备提供无功补偿是一个持续行为，电流互感器1持续地获取实时输入电流，电压互感器2持续地获取实时输入电压，处理器则根据实时输入电流和实时输入电压计算实时功率因数和实时无功缺额，根据实时无功缺额计算电容配置模块的实时投放量，并发送调整信号给电容控制单元3，电容控制单元3接收到调整信号后，根据实时投放量调整电容配置模块的投放量。当实时功率因数达到过补偿条件时，处理器发送切断信号给电容控制单元3，电容控制单元3根据切断信号控制电容配置模块，使电容配置模块停止向用电设备提供电容。具体的，可以设置当实时功率因数达到1时，认为达到过补偿条件。通过电容控制单元3，电容配置模块可实现快速投切电容。
18.本发明实施例中，电容配置模块中包含n组并联的电容器，电容控制单元3可包括n个电容控制接口，每一个电容控制接口均对应连接电容配置模块中的一组电容器，用以通过多种组合方式调整电容输出情况。
19.本发明实施例的智能无功补偿塑壳断路器还包括温度传感器4，温度传感器4连接于处理器，用于测量智能无功补偿塑壳断路器的内部温度值，处理器可通过温度传感器4获取其内部温度值，当可能发生电路故障导致内部温度值升高到高于保护温度值时，关断智能无功补偿塑壳断路器，以起到保护作用。
20.本发明实施例的智能无功补偿塑壳断路器还包括无线传输单元5，受处理器控制，用于向外部控制系统传输数据以及接收控制指令。
21.如图2所示，本发明实施例还提供一种无功补偿方法，其实施主体为图1所示的智能无功补偿塑壳断路器，具体的实施步骤包括：步骤s1，电流互感器1和电压互感器2采集智能无功补偿塑壳断路器的输入电流和输入电压；步骤s2，处理器根据输入电流和输入电压计算用电设备的无功缺额；步骤s3，处理器根据无功缺额的数值计算出对用电设备的电容投入量；步骤s4，电容控制单元3设置电容配置模块的投放量为电容投放量；
步骤s5，电容控制单元3快速启动电容配置模块，使电容配置模块向用电设备跟随式投入电容，以进行无功补偿。
22.电容配置模块为用电设备提供无功补偿是一个持续行为，电流互感器1持续地获取实时输入电流，电压互感器2持续地获取实时输入电压，处理器则根据实时输入电流和实时输入电压计算实时功率因数和实时无功缺额，根据实时无功缺额计算电容配置模块的实时投放量，并发送调整信号给电容控制单元3，电容控制单元3接收到调整信号后，根据实时投放量调整电容配置模块的投放量。当实时功率因数达到过补偿条件时，处理器发送切断信号给电容控制单元3，电容控制单元3根据切断信号控制电容配置模块，使电容配置模块停止向用电设备提供电容。具体的，可以设置当实时功率因数达到1时，认为达到过补偿条件。
23.本发明实施例提供的智能无功补偿塑壳断路器把传统的断路器开关和补偿控制器合为一体，降低了设备成本，减少的安装工作量，智能无功补偿塑壳断路器采集到此开关控制负荷的电力参数（电流电压频率），用开关自带的cpu计算末端负荷无功缺额，在cpu内设置缺额无功的投入数量，通过快速启动器件，跟随式投入无功。并继续不间断采集开关控制的负荷参数，实现了实时跟踪负载变化，实施快速响应，达到过补偿条件后，退出无功补偿设备。周而复始，通过快速投切无功补偿设备，实现末端负荷的节能目的。
24.由上述技术方案可知，本发明实施例提供的智能无功补偿塑壳断路器以及无功补偿方法，将无功补偿功能集成在智能无功补偿塑壳断路器内，通过智能无功补偿塑壳断路器内cpu进行无功补偿的计算，通过智能无功补偿塑壳断路器来控制无功补偿设备的工作流程，可减少企业配变及配电网的功率损耗，降低电动机的起动电流，提高用电效率。
25.以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。