无涌流低压无功补偿装置的制作方法

专利名称：无涌流低压无功补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电气制造技术领域，特别是无涌流低压无功补偿装置，适用于电力系统交流50Hz、三相四线制其额定电压为400V的配电网中用于补偿电网无功功率，以提高供电电压质量，改善功率因数，减少电网电能损耗。

背景技术：
一、无功补偿的基本概念 无论是工业负荷还是民用负荷，大多数均为感性。感性负载的性质是本身不消耗能量，但却不断与外界交换能量，这种能量交换的速率不是实际作功的功率，我们称之为无功功率，它的单位也与功率的单位不同为乏(var)。
为了输送有功功率，就要求送电端和受电端的电压有一相位差，这在相当宽的范围内可以实现。而为了输送无功功率，则要求两端电压有一幅值差，这只能在很窄的范围内实现。不仅大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗无功功率。网络无件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。显然，这些无功和负载所需要的无功功率如果都要由发电机提供并经过长距传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率。
功率因数是指电力网中线路的视在功率供给有功功率的消耗所占百分数。cosφ＝P/S。在电力网的运行中，我们所希望的是功率因数越大越好，如能做到这一点，则电路中的视在功率将大部分用来供给有功功率，以减少无功功率的消耗。用户功率因数的高低，对于电力系统发、供、用电设备的充分利用，有着显著的影响。图1为无功功率补偿原理图，图中S1为功率因数改善前的视在功率，S2为功率因数改善后的视在功率。
所有电感负载均需要补偿大量的无功功率，提供这些无功功率有两条途径一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。如果由输电系统提供，则设计输电系统时，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率。由输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而由补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低无功损耗，提高系统的传输功率。
适当提高用户的功率因数，不但可以充分的发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量，而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。
因此，对于全国广大供电企业、特别是对现阶段全国性的一些改造后的农村电网来说，若能有效的搞好低压补偿，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，改善提高用户功率因数，而且能够有效地降低电能损失，减少用户电费。其社会效益及经济效益都会是非常显著的。
理论上而言，无功补偿最好的方式是在哪里需要的无功，就在哪里补偿，整个系统将没有无功电流的流动。但在实际电网当中这是不可能做到的。因为无论是变压器、输电线路还是各种负载，均会需要无功。
对于低压配网无功补偿，通常采用负荷侧集中补偿方式，即在低压系统(如变压器的低压侧)利用自动功率因数调整装置，随着负荷的变化，自动地投入或切除电容器的部分或全部容量。
二、几种补偿装置的比较 目前市场存在的低压无功补偿装置主要有空气接触器控制电容器投切无功补偿装置、可控硅控制电容器投切的无功补偿装置。
空气接触器控制电容器投切的补偿装置，由于接触器在工作状态时线圈长期通电及主触点氧化引起的电阻变大一是消耗能量，二是产生过热易烧线圈；另外投电容器时间上的随意性，可在线路上产生很高的涌流(一般为额定电流的几十倍甚至上百倍)，使电容器和相关元器件的寿命大为降低，甚至烧毁电容器。
可控硅控制电容器投切的补偿装置，是最近几年推出的产品，其优点是利用可控硅在系统电压过零点时投入电容器，抑制了投入电容器时的涌流。但因可控硅触发压降1.4-2v，自身功耗可达几百瓦，造成柜内温度过高，加速设备老化。而且系统的电压突变很容易使可控硅击穿。从目前使用情况统计，使用在1年左右，就要出现问题，已经引起用电部门的注意。国外同类产品的可靠性较高，但是价格是国产的5倍左右。

发明内容
本实用新型目的是设计一种无涌流低压无功补偿装置，针对低压无功补偿装置的现状，将真空技术、永磁机构技术、微电子技术完美结合，达到低能耗、高可靠、长寿命的全新无功补偿装置。
本实用新型技术方案是一种无涌流低压无功补偿装置，具有无功率自动补偿控制器且其通过控制线接线端子与真空开关相连接，在真空开关上还并联有电容器组，在电容器组两端连接有电抗器和放电模块。
在真空开关的每个接线端子上都并联电容器组，且该电容器组C1、C2、C3为等比级数排列。
所述的真空开关为具有永磁机构的永磁真空同步开关。
所述的无功率自动补偿控制器控制器还带有液晶显示屏、设有RS232标准通讯接口、红外通讯口及用于连接PC电脑或专用的红外遥控手持机的接口。
本实用新型有益效果 (1)提高供电系统及负载的功率因数； 无功补偿对供电系统功率因数的影响(视在功率不变) 设变压器视在功率为S，补偿前系统自然功率因数为cos φ1，系统并联无功补偿装置后补偿的无功容量为ΔQ。
系统中的无功功率为S*sin φ1—ΔQ 系统中的有功功率为[S2—(S*sin φ1—ΔQ)2]1/2 补偿后系统的功率因数为cos φ2＝S/[S2—(S*sin φ1—ΔQ)2]1/2 由上式可见cos φ2>cos φ1，系统功率因数相应提高。
无功补偿对负载功率因数的影响(有功功率不变) 设负载有功功率为P，补偿前的功率因数为cos φ1，并联无功补偿装置后补偿的无功容量为ΔQ。
补偿前流过负载的无功功率为Q1＝p*tg φ1 补偿后流过负载的无功功率为Q2＝P*tg φ1—ΔQ 补偿前负载的视在功率为S1＝P/cos φ1＝P/[P2+(P*tg φ1)2]1/2 补偿后负载的视在功率为S2＝[P2+(P*tg φ1—ΔQ)2]1/2 根据cosφ＝P/S 因为(P*tg φ1)2>(P*tg φ1—ΔQ)2所以S1>S2 即功率因数相应提高。
(2)降低设备容量，提高变压器利用率； 设设备正常运转时所需有功功率为P，下正常运转时的功率因数为cos φ1，则补偿前设备正常运转所需的视在功率为S1＝P/cos φ1；设备并联电容器组后的功率因数为cos φ2，则补偿后设备正常运转所需视在功率为S2＝P/cos φ2，因为cos φ1<cos φ2，所以S2<S1，即降低了设备容量 (3)减小线路损耗； 在负载相同的条件下，在线路中加设无功补偿装置后，由变压器流过的无功电流减小，线路中流过的电压也相应减小，线路上的损耗(发热，对于低压配电系统)减小。
(4)稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。在长距离输电线路合适的地点设置动态无功补偿装置，还可能改善输电系统的稳定性，提高输电能力； 设系统为负载提供的功率为P+jQ，负载进线处的电压为U，输电线路电抗为R+jX。输电线路起始端下负载进线处的电压幅值差为 ΔU＝(P*R+Q*X)/U 加设无功补偿装置后，系统为负载提供的无功功率减小，ΔU也相应减小。
三种类型低压无功补偿装置的技术性能比较


图1为无功功率补偿原理示意图。
图2为电容器关合暂态过程图，其中图2(a)为单相电容器接线图，图2(b)为等值电路图。
图3为通过计算机得到的不同合闸初相角下电容器涌流的波形；其中 图3(a)为合闸初相角为0°波形图； 图3(b)为合闸初相角为45°波形图； 图3(c)为合闸初相角为90°波形图。
图4为合闸初相角与合闸涌流的关系图。
图5为永磁真空同步开关合闸曲线。
图6为EMTP仿真系统示意图。
图7为无控制关合电容器组电压电流波形图。
图8为过零控制关合电容器组电压电流波形图。
图9为相位未控制波形图。
图10为过零点合闸波形图。
图11(a)、(b)为两次空气接触器关合电容器电流波形图； 图12为永磁真空同步开关示意图，其中 图12(a)为永磁真空同步开关外形图；图12(b)为永磁真空同步开关结构图。
图13为本实用新型电路原理图。
图14为本实用新型总装结构图，其中 图14(a)为本实用新型主视图，图14(b)为本实用新型后视图。
图14中图号说明1-控制器；2-断路器；3-电容器组；4-电抗器；5-放电模块；6-真空开关。
具体实施方式
一种无涌流低压无功补偿装置，其具有无功率自动补偿控制器1且其通过控制线接线端子与真空开关6相连接，在真空开关6上还并联有电容器组，在电容器组两端连接有电抗器和放电模块。在真空开关6的每个接线端子上都并联电容器组，且该电容器组C1、C2、C3为等比级数排列。

以下结合附图对本实用新型实施中的主要问题做如下解释 电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证系统供电质量、降低线损的基本条件。由于中国经济的快速发展，电力供应和能源需求紧张的问题已经成为制约我国经济发展的一个突出问题，目前全国各地已不同程度地出现了缺电和拉闸限电的现象。解决电力供应紧张的问题，除了加快电厂建设以外，采用合理的无功补偿不失为一条有效的途径。无功补偿的重要性及其解决问题的现实性，已得到了业内共识，许多不同形式的无功补偿装置在电力系统中得到了广泛的应用，但从其使用的效果来看却不尽如人意。特别是运行在0.4kV级的无功补偿装置，由于其补偿点多、分布面广、管理难度大的特点，因此，在补偿的准确性、运行的安全性、动作的可靠性、以及维护量的多少、使用寿命的长短等方面，存在着优劣并存，良莠不齐的现状。目前，市场上所使用的无功补偿装置其投切器件不外乎空气接触器与可控硅两种，其投切的平稳度和使用寿命、能耗难以兼顾。因此提高无功补偿设备运行的可靠性和寿命，降低能耗最关键的问题是选用合适的投切器件。
1 电力系统对低压无功补偿装置的基本要求 ●低涌流关合电容器，机械开关要做到在电压零点关合，且无弹跳。
●高可靠、免维修。开关元件应具有100万次以上的电寿命与10年以上的工作寿命，适宜于长期、安全运行。
●装置容量任意可选；损耗低---低内阻、低操作功。
●具有电能质量检测、数据存储和传输功能；各项保护功能齐全。
●最大限度地满足国内各种不同的使用地点、使用场所的要求，包括户内型与户外型、各种不同大小的容量、高热地区与寒冷地区、简单的单台使用与各种形式的级联等。
●体积小、重量轻、安装方便。
由于电容器在不利的电压相位角投入时将产生很大的涌流，这一暂态过程会对电容器组产生冲击从而缩短其使用寿命；同时随着大量电力电子装置的应用，用户对电能质量提出了更高的要求，电容器组投入系统时产生的暂态过程可能会导致一些装置的误动作，为了解决机械开关投切电容器的这一问题，常用的方法是使用合闸电阻或合闸电感，应用永磁真空同步开关在系统电压的指定相位角处投入电容器组，即同步关合技术。由于电容器组投入时的暂态过程与投入时系统电压的相位密切相关，因此同步关合技术可以大大减小电容器组投入时的暂态过电压和涌流。
所谓同步关合，又称为选相关合，也就是在指定相位关合机械开关。当同步开关工作时，不论何时接到发送来的控制信号，其动作均同步于电网电压或电流。当操作信号到来时，控制单元保证开关的触头能精确地在正确位置上合上或断开。这样，理论上可以做到关合特殊负载时完全没有涌流或过电压的产生，从而可以提高电力设备的寿命和系统的稳定性。
2 电容器组同步关合基本原理 2.1电容器关合暂态过程分析 为分析方便，现以单相电容器组为例。图2(a)所示为单相电容器的接线图，G为电源，T为变压器，电容器组C经开关CB1接在母线上。图2(b)为计算电容器组关合暂态过程的等值电路图，L为线路及变压器等值电感。
根据图2(b)可列出CB1关合时的电路方程为 由于ωL<<1/ωC，式(1)的解为 其中，a1、a2为常数，由初始条件决定。开关关合前，若电容器上有残余电荷，电压为U0，则t＝0时，UC＝U0。同时因线路有电感，电流不能突变，因此t＝0时，iC＝0。将初始条件代入式(2)得a1＝U0-Umsina， 同时由于，则式(2)可以简化为 由于ω0>ω，则电容器上出现的过电压值为Ucm＝2Um-U0，若U0与Um极性相同则电容器上出现的过电压小于2Um，反之若极性相反，则可能出现大于两倍的过电压。
关合时的合闸涌流为 式中 θ＝arctga2/a1。
由上式可见，电容器的涌流由工频部分和高频部分组成。工频部分就是电容器中流过的稳态电流，高频部分为暂态电流。由于电路中总有电阻存在，故暂态电流将会很快的衰减到零。一般情况下，暂态电流频率ω0>ω，可能出现的涌流峰值ICm将达到 ICm＝CωUm+Cω0A(5) 由式(5)可知，涌流峰值与电容器容量、系统固有参数、电容器上预充电电压U0及合闸时刻电源电压相位角α有关。降低涌流峰值ICm，即降低式(5)中的A值。
A2＝(a1)2+(a2)2 (6) 由于ω0>ω，故上式(a2)2相对值比较小，因此第一项的值的大小是影响ICm的主要因素。当U0-Umsinα＝0，合闸涌流峰值最小。
通过仿真计算得到不同合闸初相角下电容器涌流的波形。如下图所示 从上图可以看出当α为0°时，涌流的幅值仅为稳态值的1.6倍，且暂态过程较短。当α为45°时，涌流的幅值升至稳态值的3倍。当α为90°时，涌流的幅值达到稳态值的4.3倍，且暂态过程较长，对电力设备的危害较大。当α在0°到90°范围内，涌流的幅值随着α的增大而增大。当α在90°到180°范围内，涌流的幅值随着α的增大而减小。因此，如果能够控制断路器在α在0°或180°附近关合电容器将大大降低涌流的倍数。
2.2 同步关合基本原理 采用同步关合技术，即通过预先测量或控制电容器上预充电电压UC，来选取电容器投人时刻电源的相位，使得合闸瞬间电源电压u与电容器预充电电压UC相等，从而可以有效地抑制甚至消除冲击电流。根据电容器预充电电压值，选相合闸最佳时刻分为以下几种情况 1)电容器预充电电压UC小于电源电压的峰值Um，应选取u等于UC的时刻投入。通常电容器组都接有放电电阻或放电电感，在开关关合时，电容器上的残余电荷早已放完，UC＝0。此时，选择电源电压过零时刻合闸。通过电容器的涌流值为 iC＝CωUm(cosωt+cosω0t) (7) 涌流的峰值为2倍过电流。
2)当UC≥Um时，这时应在u达到峰值Um与UC同极性的时刻投入。对于UC>Um的情况，尽管在电源电压u达到峰值时投入仍然会产生涌流，但在这时投入涌流最小。
3)当在预充电电压UC＝Um的情况下进行选相合闸时，a1＝a2＝0，合闸过程中高频暂态电流为零，电容器直接进入稳态运行。因此希望电容器预先充电电压等于电源电压峰值，在峰值时投入电容器，这时将是最理想投入时刻。
3 永磁真空同步开关 一直以来同步关合技术难以实现主要原因是开关合闸时间存在分散性，对合闸时间缓慢漂移的自动修正(自动跟踪)、电压发生畸变时零点位置的确定等。而同步关合技术的关键正是动作时间精确，并且要求单极操动，这一点传统的操动机构难以胜任，只有依赖电子操动机构才有可能实现。永磁机构的出现使实现同步关合有了可能。
永磁机构是20世纪90年代末出现的新型操动机构，它的控制技术也是最近几年正在发展中的一种技术。永磁机构提供了在闭环控制中实现适应性算法的可能性。这样就能通过对来自温度，老化等干扰的影响进行补偿，实现运动控制，保证动作时间的稳定性。配永磁操动机构的真空开关具有机械部件少、动作时间分散性小、电子操动便于实现等各种控制等优点。
●由于采用永磁机构，合闸时间精度非常高(0.2ms) ●合闸无弹跳，分闸无击穿 ●机构无锁扣、合分闸均无需保持电流 ●低内阻、低损耗，便于通导大电流 ●运动过程中的速度控制，大大提高开关寿命 利用永磁真空开关合分闸的可控性，控制开关的触头在电压零点闭合，在电流零点分离。即首先检测出电流或电压的零点，然后根据此开关的机械特性以及稳定的合分闸时间，精确控制合分闸的动作时刻，让它关合或开断在预定的相位。永磁真空同步开关的寿命远大于空气接触器，且通流能力及抗过压能力非常强，主回路结构相当简单。而且动作时间快，能适用于负荷变化比较频繁的地方。
4 永磁真空同步关合试验验证 对于提出的永磁真空同步开关关合电容器控制策略，本文采用EMTP仿真以及现场关合实验的方法进行了验证。
4.1 EMTP仿真 系统模型如图6所示，变电站变压器变比为110/6.3kV，容量为25MVA，短路阻抗百分比为10.5％。变电站无功补偿电容器组接在低压侧，补偿容量为5Mvar，连接方式为星形不接地。用户变压器变比6.3/0.4kV，容量600kVA，短路阻抗百分比为6％，用户负荷300kW，用户无功补偿电容器组连接方式为星形接地，补偿容量为150kvar。
变电站无功补偿电容器组关合采用过零合闸策略控制，图6为没有控制情况下在电压峰值时刻投入电容器组时暂态电压电流波形，由图可知，被关合的电容器上冲击涌流的峰值可达12Ipk(正常运行状态下电流峰值)，电容器上的过电压达1.6Upk，同时在已投入的用户侧无功补偿电容器中将产生近30倍的涌流，这种由于远端电容器组的投入引起用户侧无功补偿电容器中产生过电流的现象，是由于远端电容器的投入激发了用户侧无功补偿电容器与用户变压器组成的LC回路，由此引起了振荡。如此大的冲击涌流将严重影响用户侧变压器及电容器的使用寿命。图8为采用过零合闸策略投入电容器组时出现的最大涌流相的电流及电压波形，冲击涌流值为1.65Ipk，电容器组上的电压没有暂态过电压产生，同时对用户侧补偿电容器的冲击也得到了有效的抑制。比较图7、8，我们可以看出在采用同步过零合闸后，冲击涌流大大降低。
4.2 现场关合电容器组试验验证 利用WLZ2型永磁真空开关作为电容器的合闸开关，通过现场关合电容器组对控制方案进行了验证。无功补偿电容器为三角形接法，单相补偿容量30kvar。图8为在电压过零1ms后进行关合时电容器组承受的电压电流波形，涌流达到20Ipk。图10是关合误差为0.1ms采用过零合闸策略对电容器组进行关合时电容器电压电流波形，涌流降低到2Ipk。
同时，对现场运行的应用空气接触器作为投切元件的无功补偿柜合闸电流进行了测试，图10、图11是两次合闸的电流波形，从图中可以看出，在空气接触器合闸过程中发生了多次弹跳，电容器涌流达到几十倍。
由此可见同步开关技术可以有效减小电容器组投切引起的过电压和涌流。
5.采用永磁真空同步开关的低压无功补偿装置的设计 5.1 WLZ2型永磁真空同步开关 WLZ2永磁真空同步开关，配长寿命真空灭弧室，无重击穿，无电弧外逸；触点永不氧化，耐过压，过电流能力强。回路电阻小于100μΩ；分、合闸操作时，线包通以毫秒级电流脉冲，分、合闸操作完成后，无需保持电流，靠永磁体吸力使开关保持在分合闸位置，彻底杜绝线包发热，因此装置自身耗能低，发热量小，节能。配用专门设计的永磁机构，可确保开关电寿命和机械寿命均为100万次。配合WLK-6002电力综合测控仪，实现永磁真空同步开关的同电位关合，无涌流，无需每个周期触发，没有半导体元件压降引起的交越失真，显著提高电容器寿命和系统稳定性。
单柱开关的外观和结构如图12所示，附图标记说明 12-1上端盖；12-2下基座；12-3铭牌；12-4安装孔；12-5上出线； 12-6下出线；12-7真空灭弧室；12-8永磁机构；12-9引出线线路板。
WLZ2永磁真空同步开关，配长寿命真空灭弧室，无重击穿，无电弧外逸；触点永不氧化，耐过压，过电流能力强。回路电阻小于100μΩ；分、合闸操作时，线包通以毫秒级电流脉冲，分、合闸操作完成后，无需保持电流，靠永磁体吸力使开关保持在分合闸位置，彻底杜绝线包发热，因此装置自身耗能低，发热量小，节能。配用专门设计的永磁机构，可确保开关电寿命和机械寿命均为100万次。配合WLK-6002电力综合测控仪，实现永磁真空同步开关的同电位关合，无涌流，无需每个周期触发，没有半导体元件压降引起的交越失真，显著提高电容器寿命和系统稳定性. 工作原理 开关的电磁系统采用装有永磁铁和分、合闸两个线圈组成静磁系统，它两端的动铁芯通过导杆连结，导杆同时与真空灭弧室里的动触头连接形成驱动系统，其触头系统由真空灭弧室、上、下出线构成；它们均装在绝缘外壳上。开关背后为上进，下出动力线的接线端子，前面下部为供控制器连结用的控制线接线端子；盖板上有商标和技术数据铭牌。
开关受专用控制器控制，接受控制器不同极性的直流脉冲群，使导杆朝某一个方向运动，从而改变了两个动铁心与静磁铁的距离，同时改变了它们与静磁铁彼此间的力的大小，从而使触头的状态发生改变，达到开关分、合闸的作用；当开关状态改变结束，控制器就不提供电流；开关状态的保持，靠的是永磁铁的磁力来保持；当其要改变开关的状态，则控制器必须提供反极性电流，才能改变。因此开关最适合长期工作制，并省能，线圈通的电流时间短，电流又小，温升低，线圈寿命长。
5.1 应用WLZ2型永磁真空同步开关的无功补偿装置 5.1.1工作原理 装置通过采集主系统的电流、电压，以“无功功率控制，电压限制”的方式工作；真空同步开关按照测控仪发出的指令，在电压零点投入电容器，使得系统不产生涌流并且得到最佳补偿效果。专门设置的放电模块使电容器在断电后2-8S内由放电回路将电容电压降至20V以下。装置系统原理图见图13，总装图见图14。
应用永磁真空同步开关的低压无功补偿装置按照不同的使用场合与要求，设计了3个系列的产品 1)10方案适用于补偿容量较小的场所，其补偿容量Q≤100kvar采用11111单柜方案，包括1个“1”至5个“1” 2)30方案适用于补偿容量中等的场所，即100kvar<Q≤175kvar采用124单柜方案，其电原理图如图13所示，外观见图14 3)90方案适用于补偿容量大的场所，175kvar<Q≤350kvar采用1222单柜方案，外观见图15。当所需补偿容量大于350kvar时，可采用多柜级联方案 4)在需要分散补偿的系统中，上述三个方案可以混合使用，各级补偿装置采用不同的控制策略，比如通过合理设置各级动作时间、功率因数等，确保系统稳定可靠的运行。
目前，各方案的户内、户外产品均已开发成功，并投入运行，各型产品均备有多种功能可供用户选择，如电能质量检测功能，无线、GPRS、USB接口传输功能等等，以满足不同用户的要求。
工作原理装置通过采集主系统的A相电流，补偿处的三相电压值及它们之间的相位关系，通过模数转换电路把采集到的数据转化为数字量，微型计算机对采集到的数字信息进行计算分析，并综合考虑实际已投运的电容量，按照对功率因数设置要求，解出最优的电容器组合及最佳投运时间，根据计算结果发出投切指令，控制各组电容器在系统电压过零点投入，使得系统不产生涌流并且得到最佳补偿。专门设置的放电模块使电容器在断电后8S内由放电回路将电容电压降至20V以下。
图13中KM1～KM6为六相柱WLZ2-200型低压选相位分合闸真空开关(以下简称真空开关)，

为WLK系列无功自动补偿控制器(以下简称控制器)对应于六相柱真空开关的操动机构的接线端子。图中三组电容器按等比级数排列(其中C3、C4并联组成一组)，为7级补偿。用户可根据系统的实际需要，选择合适的补偿容量，配置方案见型谱表。
正常使用条件 环境温度 -25～+50℃ 相对湿度 ≤90％(20℃) 海拔 ≤2000m 安装环境安装地无严重霉菌，无腐蚀性气体，无导电尘埃，无爆炸性的介质和无较强的振动与冲击。
垂直安装倾斜度≤10° 空气污秽程度III级 1)无功补偿装置系列型谱表
2.补偿装置配用的控制器功能 WLK型无功功率自动补偿控制器(以下简称“控制器”)选用功能强大、性能优异的高可靠芯片为控制核心，采用先进的‘无功、电压综合判据’作为投切电容器组依据的控制方式，先进的控制策略从根本上杜绝了投切振荡。
控制器分析、处理采样波形能力强，在谐波污染严重的场所也能精确的找到电压零点，确保真空开关选相合闸精度达到±0.2ms。
控制器应采用无功功率控制、电压限制的方式工作，带有液晶显示屏，设有RS232标准通讯接口、红外通讯口，可以连接PC电脑或专用的红外遥控手持机，显示并设置有关参数 a)可以实时显示系统主要运行参量包括电流、电压、频率、有功功率、无功功率、功率因数、负载性质、谐波分量等。
b)设置控制器参数设置电流互感器变比，过压、欠压、缺相、谐波，投切延时，自动/手动投切切换(缺省运行方式为自动操作)。
控制器功能特点 ·采用ATMEL微处理器程序控制，稳定性强。
·内含监视电路，使微电脑无死机机会，所有设置数据存人E2PROM永不丢失 ·投切时间有较大的调整范围，可减少电容的频繁投切。
·实时显示网络状况，包括系统电压、电流，有功、无功功率，功率因数、谐波畸变率及各次谐波分量等参数。
·能自动识别并转换取样信号极性，接线时无极性接错之虑。
·记忆用户设定的参数，在系统停电及控制器复位时设定的参数不丢失，供电恢复后自动进入运行状态，可实现无人化操作。
·具有过电压保护功能。
·具有欠压保护功能。
·控制器自动运行时，投入采用双重门限(即只有系统无功电流和功率因数同时超过投入门限时，才执行投入操作)其切除采用单一门限(即当系统功率因数满足切除条件时，执行切除操作) ·有延时调节功能，延时时间调节范围10～1000s。
·有电流互感器变比设定功能。
·有投切门限设定功能，cosφ设定范围0.95～0.99之间。
·具有手动/自动转换，自动时，跟踪电网功率因数自动投切；手动时，能手动投入或切除。
·通过控制WLZ2真空开关，实现电容电压零点投入，无涌流。
·可通过红外接口与手持机进行通讯，调显参数。
·抗干扰能力强，能抵御从电网直接输入幅值达2000V的干扰脉冲 3.技术特性 1)装置主要技术参数见表1 表1 2)装置用真空开关主要技术参数见表2 表2

3)装置用控制器主要技术参数见表3 表3
4)尺寸、重量
权利要求1、一种无涌流低压无功补偿装置，其特征是具有无功率自动补偿控制器(1)且其通过控制线接线端子与真空开关(6)相连接，在真空开关(6)上还并联有电容器组(3)，在电容器组(3)两端连接有电抗器(4)和放电模块(5)。
2、根据权利要求1所述的无涌流低压无功补偿装置，其特征是在真空开关(6)的每个接线端子上都并联电容器组(3)，且该电容器组C1、C2、C3为等比级数排列。
3、根据权利要求1所述的无涌流低压无功补偿装置，其特征是所述的真空开关(6)为具有永磁机构的永磁真空同步开关。
4、根据权利要求1所述的无涌流低压无功补偿装置，其特征是所述的无功率自动补偿控制器(1)控制器还带有液晶显示屏、设有RS232标准通讯接口、红外通讯口及用于连接PC电脑或专用的红外遥控手持机的接口。
专利摘要本实用新型属于配电网中用于补偿电网无功功率，以提高供电电压质量，改善功率因数，减少电网电能损耗的一种无涌流低压无功补偿装置，其具有无功率自动补偿控制器且其通过控制线接线端子与真空开关相连接，在真空开关上还并联有电容器组，在电容器组两端连接有电抗器和放电模块。其优点是提高供电系统及负载的功率因数；降低设备容量，提高变压器利用率；减小线路损耗；稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。在长距离输电线路合适的地点设置动态无功补偿装置，还可能改善输电系统的稳定性，提高输电能力。
文档编号H02J3/18GK201234140SQ20082002985
公开日2009年5月6日 申请日期2008年7月25日 优先权日2008年7月25日
发明者睿 颜, 王世亮 申请人:宝鸡同步电器有限公司