专利名称：智能低压无功补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种对电力系统低压配网进行无功补偿的电力电子装置。
但是，目前电力系统中普遍采用的传统低压无功补偿装置存在许多不足，表现在以下几个方面1、功能单一。只有无功补偿功能，不能对变压器的工作状态进行监测，不具备电能计量的功能，造成配变杆上既有无功补偿箱，又有电能表箱，有的甚至还有配变监测箱，既不美观，又不经济，同时也给电能表抄读、维护等工作带来困难。
2、没有将电压作为首要的控制量。传统低压无功补偿装置往往将功率因数、无功功率和无功电流作为控制量，而忽视了对电压的控制，因此难免出现电压偏高或偏低的现象，影响月用户的正常用电。
3、不能记录电容器组的投切情况，同时也没有通讯功能，因此使电力部门难以掌握低压无功补偿装置的运行状况。
4、没有报警功能。当低压无功补偿装置内的电容器发生故障，无法投入使用时，不能及时通知电力部门进行维修，降低了装置的补偿效果。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服传统低压无功补偿装置存在的上述不足，而提供一种智能低压无功补偿装置。
本实用新型采用的技术方案是这样的，即一种智能低压无功补偿装置，包括无功补偿控制器(1)、配变监测电能表(2)、避雷器(9)；其特征是还包括至少一个由空气开关(12)、交流接触器(13)和电容器(14)构成的电容器模块；其中控制器的输出信号接电容器模块中交流接触器接触线圈的控制回路，配变监测电能表上的开关量输入接口和交流接触器的辅助触头连接；装置的电源由配电变压器的低压侧经电流互感器引到装置中的母线，母线上并联了避雷器(9)，然后通过母线将电源分配给配变监测电能表、无功补偿控制器和各个电容器模块(10)。
本实用新型的特点在于1.装置中集中了无功补偿控制器和配变监测电能表，使该装置集无功补偿、配变监测、电能计量功能于一体。
2.无功补偿控制器中设计的控制方式是首先按电压大小进行无功补偿，电压合格后再根据功率因数来控制电容器组的投切。
3.充分发挥配变监测电能表功能多，存储容量大的优点，监测、计量低压配网的运行参数。如计量电压偏差率、电压合格率、电流不平衡率；记录负荷运行参数并绘制负荷曲线；记录每天各相最大电压、最小电压、最大功率因数及出现的时间；记录上电、过压、欠压、电流不平衡超限等事件发生的起止时间。
4.利用配变监测电能表可记录输入开关量的功能，记录下电容器组投切时的电网电压、功率因数和投切时间。
5.若装置中设计了显示报警功能，能够在电容器发生短路故障后及时报警显示。
6.若装置箱体底部设计了RS485串行接口插孔，可使配变监测电能表的RS485串口与计算机相连，通过有线抄表方式读取电能表中记录的各种数据。
7.可利用配变监测电能表的远红外通讯接口实现无线抄表功能。
附
图1是本实用新型的结构原理示意图。
附图2是电容器模块结构原理图。
附图3是显示报警回路原理图。
其中图号1--控制器、2--配变监测电能表、3--远红外通讯接口、4--开关量输入接口、5--控制器接地端、6--控制器5V电源端、7--RS485串行接口插孔、8--熔断器、9--避雷器、10--电容器模块、11--报警指示灯、12--空气开关、13--切换电容器交流接触器、14--电容器、15--接触器线圈、16--接触器主触头、17--空气开关辅助常闭触头、18--接触器限流电阻、19--接触器过渡触头、20--熔断器。
参见附图2，电容器模块由空气开关(12)、切换电容器交流接触器(13)和电容器(14)组成；其中接触器(13)与电容器(14)串联后经空气开关与母线连接。空气开关正常运行时闭合，由接触器控制电容器的投切。接触器由线圈(15)、主触头(16)、限流电阻(18)和过渡触头(19)组成，控制器(1)输出信号经过熔断器A(8)控制接触器线圈通电与断电。线圈通电后，首先带动过渡触头闭合，浪涌电流经限流电阻、过渡触头流过电容器，涌流便被限流电阻抑制，然后主触头瞬间闭合，过渡触头断开，电容器经主触头投入到电网中。
配变监测电能表(2)的输入信号端接变压器低压侧电网三相电压和经电流互感器转换后的负荷二次电流输出端。能计量电网的多种运行参数，为电业部门提供配网运行数据。
无功补偿控制器(1)的输入信号端接变压器低压侧电网单相电压和负荷二次电流输出端。由于控制器电流采样端输入阻抗小于0.05Ω，所以电流采样信号直接从配变监测电能表的电流采样电路中取出。控制器的采样电压、电流经转换回路、A/D采样后输入微处理器，微处理器运算、处理数据，得到电网电压和功率因数，然后判断电压是否合格，即是否在电压投切门限值范围内若电压低于电压投入门限值，则延时一段时间后输出控制信号，使交流接触器线圈通电，投入一组电容器；若电压高于电压切除门限值则迅速输出控制信号，使交流接触器线圈断电，切除一组电容器。在电压合格时，则判断功率因数当小于功率因数投入门限值时，就延时一段时间后投入一组电容器；当功率因数超前时，则延时一段时间后切除一组电容器；当功率因数在功率因数投切门限值范围内时，则保持此时的运行状态。当控制器测出负荷二次电流小于或等于设定的小电流投入闭锁值时，控制器不再使电容器投入，且输出控制信号，迅速切除已经投入的电容器组，以防止电容器振荡投切。当电容器组发生振荡投切时，控制器会自动增加投切延时时间，以减小投切的频繁程度。在本实施例中，所述控制器(1)采用重庆华能电力电子技术研究所生产的JKG e智能无功功率自动补偿控制器。所述配变监测电能表(2)采用湖南威胜电子有限公司生产的型号为DTSD341(-3J型)全电子式多功能三相交流电能表。
如附图3所示，为便于及时发现电容器短路故障，本实施例中采用了报警回路。该报警回路从母线上引单相电源，经熔断器(20)后，连接并联的数量与空气开关数量对应的空气开关辅助常闭触头(17)，再串联报警指示灯(11)。电容器正常运行时，空气开关闭合，其辅助常闭触头打开，指示灯不亮，一旦任何一组电容器发生短路，空气开关会自动断开，其辅助常闭触头便会闭合，接通显示报警回路，指示灯发亮，进行报警。
本实用新型利用配变监测电能表上的开关量输入接口和交流接触器的辅助触头连接，实现了记录电容器组投切情况的功能，便于电业部门了解无功补偿装置的运行是否正常。
在本实施例中，装置箱体底部设计了RS485串行接口插孔(7)，与配变监测电能表的RS485串口连接，可实现与计算机相连，通过有线抄表方式读取电能表中记录的各种数据。
权利要求1.一种智能低压无功补偿装置，包括无功补偿控制器(1)、配变监测电能表(2)；其特征是还包括至少一个由空气开关(12)、交流接触器(13)和电容器(14)构成的电容器模块；其中控制器的输出信号接电容器模块中交流接触器接触线圈的控制回路，配变监测电能表上的开关量输入接口和交流接触器的辅助触头连接；装置的电源由配电变压器的低压侧经电流互感器引到装置中的母线，母线上并联了避雷器(9)，然后通过母线将电源分配给配变监测电能表、无功补偿控制器和各个电容器模块(10)。
2.根据权利要求1所述的智能低压无功补偿装置，其特征是电容器模块由空气开关(12)、切换电容器交流接触器(13)和电容器(14)组成；其中接触器(13)与电容器(14)串联后经空气开关与母线连接；接触器由线圈(15)、主触头(16)、限流电阻(18)和过渡触头(19)组成；控制器(1)输出信号经过熔断器(8)控制接触器线圈通电与断电。
3.根据权利要求1所述的智能低压无功补偿装置，其特征是配变监测电能表(2)的输入信号端接变压器低压侧电网三相电压和经电流互感器转换后的负荷二次电流输出端。
4.根据权利要求1所述的智能低压无功补偿装置，其特征是无功补偿控制器(1)的输入信号端接变压器低压侧电网单相电压和负荷二次电流输出端。
5.根据权利要求1所述的智能低压无功补偿装置，其特征是由母线上引出的单相电源，经熔断器(20)后，连接并联的数量与空气开关数量对应的空气开关辅助常闭触头(17)，再串联报警指示灯(11)构成报警回路。
6.根据权利要求1所述的智能低压无功补偿装置，其特征是装置箱体底部具有RS485串行接口插孔(7)，与配变监测电能表的RS485串口连接。
专利摘要本实用新型涉及的智能低压无功补偿装置，包括无功补偿控制器(1)、配变监测电能表(2)；其特征是还包括至少一个由空气开关(12)、交流接触器(13)和电容器(14)构成的电容器模块；其中控制器的输出信号接电容器模块中交流接触器接触线圈的控制回路，配变监测电能表上的开关量输入接口和交流接触器的辅助触头连接；装置的电源由配电变压器的低压侧经电流互感器引到装置中的母线，母线上并联了避雷器(9)，将电源分配给配变监测电能表、无功补偿控制器和各个电容器模块。装置集无功补偿、配变监测、电能计量功能于一体。可记录输入开关量，能够在电容器发生短路故障后及时报警显示。实现有线抄表或远红外通讯接口实现无线抄表。
文档编号H02J3/18GK2604809SQ0323322
公开日2004年2月25日 申请日期2003年2月17日 优先权日2003年2月17日
发明者白云庆, 侯兴哲, 龙启玉, 李海俊 申请人:重庆电力试验研究所