一种无功补偿装置及构建方法
【专利摘要】本发明涉及一种无功补偿装置及其构建方法，该无功补偿装置主要包括熔断器开关、电流互感器、投切接触器、电抗器、电容器、投入指示灯、电压表、A相电流表、B相电流表、C相电流表、控制方式开关、自动切换器、电源电流互感器、功率因数表、电压选择开关、熔断器，熔断器开关与电流互感器连接，电流互感器通过熔断器与投切接触器连接，电源电流互感器与功率因数表、自动切换器连接，自动切换器与功率因数表、投切接触器连接，投切接触器与电抗器连接，电抗器与电容器连接，控制方式开关与自动切换器连接，电压选择开关与电压表连接。本发明还包括上述无功补偿装置的构建方法。本发明结构简洁，补偿效果好，运行稳定安全，改善谐波环境，提高功率因数。
【专利说明】一种无功补偿装置及构建方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无功补偿装置及其构建方法，主要应用于谐波含量较高的低压配电系统的无功补偿。
【背景技术】
[0002]常规的无功补偿方式有纯电容的补偿和电容加电抗的补偿；纯电容补偿主要由耐压较低如400V的电容器通过接触器投切，可以通过自动切换器控制，在有谐波的电力系统中纯电容补偿已经不能适用，取代之唯有电容加电抗的补偿方式。在电容加电抗的无功补偿方式中，在纯电容补偿方式中增加电抗率如7%以下的电抗器，电容器的耐压值提高到440V，其他元器件没有提高和改善。
[0003]在谐波含量较大的电力系统中，采用常规的无功补偿，往往存在放大谐波或补偿系统投运困难以及设备的经常性的损毁，存在较多的安全隐患。
[0004]目前电力系统中产生谐波主要来自用电设备，如晶闸管设备、变频器、照明灯具等等各种各样的设备，错综复杂，产生的谐波也就是错综复杂，包括2次以上的各次谐波。但系统中无功补偿又是不可或缺的，否则功率因数达不到要求，存在用电效率低下和传输损耗巨大的缺点。
[0005]电容加电抗的无功补偿方式中，因为电力系统中谐波的因素越来越明显的影响该方式的应用，过程中不但有放大谐波和投切不成功或是设备损毁的现象，造成电能质量进一步的恶化或达不到所需的功率因数。
【发明内容】
[0006]本发明解决的技术问题为克服现有技术的上述缺陷，而提供一种无功补偿装置及其构建方法。
[0007]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案包括:一种无功补偿装置，其特征是主要包括熔断器开关、电流互感器、投切接触器、电抗器、电容器、投入指示灯、电压表、A相电流表、B相电流表、C相电流表、控制方式开关、自动切换器、电源电流互感器、功率因数表、电压选择开关、熔断器，熔断器开关与电流互感器连接，电流互感器通过熔断器与投切接触器连接，电源电流互感器与功率因数表、自动切换器连接，自动切换器与功率因数表、投切接触器连接，投切接触器与电抗器连接，电抗器与电容器连接，控制方式开关与自动切换器连接，电压选择开关与电压表连接，电流互感器包括A相流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器，A相电流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器分别与A相电流表、B相电流表、C相电流表连接。
[0008]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案还包括:上述无功补偿装置的构建方法，其特征是包括以下步骤:
1、首先根据系统的容量或实际的功率因数确定需要补偿的容量；
2、根据确定的补偿容量确定电容器的数量和电容器个体的容量； 3、根据个体的电容器的容量选择配置相应容量的电抗率在19%以上的耐压在440V以上的串联电抗器；
4、根据个体的电容器的容量按照550V/380V的系数选择实际需要的个体电容器；
5、根据实际容量的电容器确定选择相应电流的投切接触器和熔断器；
6、根据确定的补偿路数配置相应路数的自动切换器，功率因数的信号采集所需要电源电流互感器；
7、根据总的补偿容量确定接入系统的电流互感器和熔断器开关；
8、根据上述确定的元器件连接构成上述无功补偿装置。
[0009]本发明电抗和电容既能在复杂谐波环境和较高含量的电力系统中稳定安全的运行，又不会加剧谐波环境的恶化和放大谐波，满足在恶劣电能质量的电力系统中提高功率因数的应用要求，具有结构简洁，补偿效果好等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明实施例无功补偿装置的一次示意图。
[0011]图2为本发明实施例无功补偿装置的外观示意图。
[0012]图3为本发明实施例无功补偿装置的二次示意图。
【具体实施方式】
[0013]参见图1?图3，本发明实施例无功补偿装置主要包括熔断器开关QSA、电流互感器TA、投切接触器KM、电抗器L、电容器C、投入指示灯HR、电压表PV、A相电流表PAl、B相电流表PA2、C相电流表PA3、控制方式开关SA (包括自动投切和手动投切以及手动投切的路数)、自动切换器PR、电源电流互感器TA4、功率因数表PF、电压选择开关VS、熔断器FU。熔断器开关QSA与电流互感器TA连接，电流互感器TA通过熔断器FU与投切接触器KM连接，控制方式开关SA与自动切换器PR连接，电源电流互感器TA4与功率因数表PF、自动切换器PR连接，自动切换器PR与功率因数表PF、若干只所需的投切接触器KM连接，投切接触器KM与对应的电抗器L连接，电抗器L与对应的电容器C连接，控制方式开关SA用来控制选择手动或自动，在手动的(Γ6中可以选择O档不投切，Γ6档表示手动投切运行的路数，电压选择开关VS用来选择电压表PV显不不同相的电压值，A相电流互感器TA1、B相电流互感器TA2、C相电流互感器TA3分别与A相电流表PAl、B相电流表PA2、C相电流表PA3连接，每个投切接触器KM用下标标明其序号(例如第一只投切接触器标为KM1，第二只投切接触器标为KM2，余类推);每个电抗器L、电容器C、投入指示灯HR也通过上述方法用下标标明其序号。
[0014]本实施例上述的无功补偿装置的构建方法的具体步骤如下:
1、首先根据系统的容量或实际的功率因数确定需要补偿的容量。
[0015]2、根据确定的补偿容量确定电容器C的数量和电容器C个体的容量。
[0016]3、根据个体的电容器C的容量选择配置相应容量的电抗率在19%以上的耐压在440V以上的串联电抗器L。
[0017]4、根据个体的电容器C的容量按照550V/380V的系数选择实际需要的个体电容器C，即在380V的低压系统中配置耐压在550V以上的电容器C。
[0018]5、根据实际容量的电容器C确定选择相应电流的投切接触器KM和熔断器FU。
[0019]6、根据确定的补偿路数配置相应路数的自动切换器PR，功率因数的信号采集所需要电源电流互感器TA4。
[0020]7、根据总的补偿容量确定接入系统的电流互感器TA和熔断器开关QSA。
[0021]8、根据上述确定的元器件组成(连接构成)无功补偿装置。工作原理:自动切换器PR通过电源电流互感器TA4采集功率因数表PF的功率因数，与内部设定的目标功率因数对比，低则控制投切接触器KM投入一路电容电抗组(由一组串联的电抗器L、电容器C组成)。如还是不足则重复动作，直到满足设定的目标功率因数。反之高则控制投切接触器退出一路电容电抗组。如还是高则重复动作，直到满足设定的目标功率因数。
[0022]下面列举一个具体实施的案例，说明上述技术方案的具体实施过程。
[0023]如在某电力系统中装机功率为1000KVA，功率因数为0.76，系统中含有2次以上的谐波，要求系统的运行功率因数达到0.95以上。
[0024]首先根据系统的容量1000KVA和功率因数0.76确定大于190KVa补偿的容量((目标功率因数-实际功率因数)X系统容量=(0.95-0.76) X 1000=190)。拟选择250KVa的补偿容量来确定电容器C的数量为8只(通常为8?12只)以及根据电容的规格电容器C个体的容量为2只50KVa和6只25KVa。按照550V/380V的系数选择实际需要的个体电容器C为75KVa和35KVa，配置耐压在550V以上的电容器C，配置2台50KVa和6台25KVa容量的电抗率在19%以上的耐压在440V以上的串联电抗器L。确定选择160A和63A电流的投切接触器KM和熔断器FU。确定的补偿路数配置8路数的自动切换器PR，功率因数的信号采集从电源电流互感器TA4来。根据总的补偿容量确定接入系统的电流互感器TA为600/5和600A熔断器开关QSA。
[0025]根据上述确定的元器件组成无功补偿装置。在实际的应用案例中运行情况良好，不放大实际系统的谐波，达到运行的功率因数要求。
[0026]本发明的任务是提供一种无功补偿装置并通过相应的构建方法来具体实现，恶劣的电能质量和较高谐波含量的电力系统中采用了该种无功补偿装置后，不仅可以提高系统的功率因数并达到所需的功率因数，而且不放大谐波，能安全稳定的根据所设定要求的功率因数自动投切运行。
[0027]由于采用该方式进行无功补偿，在某些生产环节中发挥重要作用。在恶劣的电能质量和较高谐波含量的电力系统中功率因数提高了达到0.90以上。采用了该种方式的无功补偿与常规方式的无功补偿相比，初期投资有所增加。但从经济型分析来看，由于系统的功率因数有效的提高可以到0.95，电费的补偿可以弥补增加的投资，回收周期较短，一般常年运行的系统一年内即可收回投资。
[0028]本实施例能够提高电抗器L的电抗率达到19%以上，提高电容器C的耐压达到550V以上。
[0029]其中，电抗器L也可以使用电抗率为14%和7%两组串联替代或其它类似的方式组八口 ο
[0030]凡是本发明技术方案和技术特征的等效变换或组合，均应认为落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种无功补偿装置，其特征是:主要包括熔断器开关、电流互感器、投切接触器、电抗器、电容器、投入指不灯、电压表、A相电流表、B相电流表、C相电流表、控制方式开关、自动切换器、电源电流互感器、功率因数表、电压选择开关、熔断器，熔断器开关与电流互感器连接，电流互感器通过熔断器与投切接触器连接，电源电流互感器与功率因数表、自动切换器连接，自动切换器与功率因数表、投切接触器连接，投切接触器与电抗器连接，电抗器与电容器连接，控制方式开关与自动切换器连接，电压选择开关与电压表连接，电流互感器包括A相电流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器，A相电流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器分别与A相电流表、B相电流表、C相电流表连接。
2.—种权利要求1所述的无功补偿装置的构建方法，其特征是:包括以下步骤: .1、首先根据系统的容量或实际的功率因数确定需要补偿的容量； . 2、根据确定的补偿容量确定电容器的数量和电容器个体的容量； .3、根据个体的电容器的容量选择配置相应容量的电抗率在19%以上的耐压在440V以上的串联电抗器； .4、根据个体的电容器的容量按照550V/380V的系数选择实际需要的个体电容器； . 5、根据实际容量的电容器确定选择相应电流的投切接触器和熔断器； .6、根据确定的补偿路数配置相应路数的自动切换器，功率因数的信号采集所需要电源电流互感器； .7、根据总的补偿容量确定接入系统的电流互感器和熔断器开关； .8、根据上述确定的元器件连接构成权利要求1所述的无功补偿装置。
【文档编号】H02J3/18GK104201695SQ201410466746
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】何寿喜 申请人:巨石集团有限公司