智能电压提升补偿箱的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种智能电压提升补偿箱，设有断路器，其特征在于：断路器的火线输出端经过继电器的常闭开关后与电源输出接口中的火线连接，电源输出接口中的零线直接与断路器的零线输入连接，断路器的火线输出端还经继电器的常开开关后连接在变压器的一个输入端上，变压器的另一输入端接断路器的零线输出端，变压器的输出端与电源输出接口中的火线相连，断路器的火线输出端还经一开关元件后与电容器组和继电器相连。其效果是：结构新巧、功能齐全，能同时实现提升电压、补偿无功的双重目的，设备的智能化程度可以根据用户需求不断的扩展，设备使用非常方便，可广泛应用于现有农网技术改造，提高农村电网电力供应质量。
【专利说明】智能电压提升补偿箱
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种农村电网电力补偿装置，具体地讲，是一种电力系统中农网终端使用的一种智能电压提升补偿箱，属于低压补偿控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]由于在输配电系统中存在较大部分的电感性负载,其功率因素较低，因此输电电路中对无功电流的需求较大，这样会造成输配电系统中的传输效率降低，而且会增大负载端的电压调整率。为克服以上问题，常用的方法是在变压器出线处设计电容补偿装置，达到提高供电线路系统整体功率因素的目的。
[0003]而目前我国农村电网存在线路过长的问题，实际末端电压在170V左右，大大低于国家的标准(195 - 250V)，造成大量农户用电困难，尤其在用电高峰时更加困难。现有补偿设备由于设计在线路前端，无法从根本上解决线路中、末段低电压问题。
实用新型内容
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型提供一种智能电压提升补偿箱，通过在农村电网末端采用电容无功补偿与变压器相结合的模式，达到提升电压、节能的双重目的。
[0005]为实现上述目的，本实用新型所采用的具体技术方案如下:
[0006]一种智能电压提升补偿箱，设有断路器，该断路器的电源输入端设置有的火线输入和零线输入，其关键在于:所述断路器的火线输出端经过继电器的常闭开关后与电源输出接口中的火线连接，电源输出接口中的零线直接与所述断路器的零线输入连接，所述断路器的火线输出端还经所述继电器的常开开关后连接在变压器的一个输入端上，变压器的另一输入端接断路器的零线输出端，变压器的输出端与所述电源输出接口中的火线相连，所述断路器的火线输出端还分别经一开关元件后与电容器组和所述继电器的一端相连，所述电容器组和所述继电器的另一端连接在所述断路器的零线输出端上。
[0007]通过设计这样一种智能电压提升补偿箱，其电路结构中包含了变压器和电容器组，正常情况下下，断路器接通，电源输入与电源输出处于直通状态，如果需要补偿无功电流，通过开关元件可以控制电容器组的接入，如果需要提升电压，通过继电器可以控制变压器的接入，从而达到农村电网近距离电力补偿。
[0008]为了提高设备智能化程度，实现智能切换，所述开关元件为低压智能选相开关，其型号为LXK-60F。
[0009]更进一步的提高智能化，所述低压智能选相开关的控制接口连接在控制器的输出端上，该控制器的输入端连接有电流互感器，所述控制器通过该电流互感器采集所述断路器的工作电流，利用控制器实时监测本地电力状况，从而实现电流补偿或电压补偿的自动控制。
[0010]随着电子智能终端的普及，蓝牙技术也在越来越多的领域得到应用，为了通过智能手机或Ipad4对本智能电压提升补偿箱进行控制，在所述控制器上连接有蓝牙模块，控制器可以通过蓝牙向智能终端传输监测数据，智能终端也可以通过蓝牙向控制器传输控制指令。
[0011]为了提升设备的安全性能，在所述断路器的输出端和接地端之间设置有谐波电涌保护器，从而起到避雷作用。
[0012]为了观察智能电压提升补偿箱的工作状态，在所述断路器的火线输入与火线输出端之间连接有报警指示灯，在所述断路器的火线输出端和零线输出端之间设置有电源指示灯。
[0013]所述电容器组设置有第一电容器和第二电容器，在所述第一电容器、第二电容器以及继电器上分别设置有运行指示灯。
[0014]结合农村电网电力本地电力补偿的需求，所述变压器的型号为BK-1500VA220V/24V。
[0015]本实用新型的显著效果是:结构新巧、功能齐全，能同时实现提升电压、补偿无功的双重目的，设备的智能化程度可以根据用户需求不断的扩展，设备使用非常方便，可广泛应用于现有农网技术改造，提闻农村电网电力供应质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的电路原理图；
[0017]图中所示L为火线、N为零线、QF为断路器、LI为断路器的火线输出、NI为断路器的零线输出、CJ为继电器、CJ-1为继电器的常开开关、CJ-2为继电器的常闭开关、T为变压器、KG为低压智能选相开关、LYl为谐波电涌保护器、CT为电流互感器、XD1-XD3为运行指示灯、XDD为电源指示灯、XDR为报警指示灯、NY为蓝牙模块、L出表示电源输出接口的火线输出。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】以及工作原理作进一步详细说明。
[0019]如图1所示，一种智能电压提升补偿箱，设有断路器QF，该断路器QF的电源输入端设置有的火线输入L和零线输入N，所述断路器QF的火线输出端LI经过继电器CJ的常闭开关CJ-2后与电源输出接口中的火线连接，图中所示为L出，电源输出接口中的零线直接与所述断路器QF的零线输入N连接，所述断路器QF的火线输出端LI还经所述继电器CJ的常开开关CJ-1后连接在变压器T的一个输入端上，变压器T的另一输入端接断路器QF的零线输出端NI，变压器T的输出端与所述电源输出接口中的火线相连，所述断路器QF的火线输出端LI还分别经一开关元件后与电容器组Cl、C2和所述继电器CJ的一端相连，所述电容器组Cl、C2和所述继电器CJ的另一端连接在所述断路器QF的零线输出端NI上。
[0020]开关元件可以选择普通的闸刀，根据本地电力供应状况由人工控制开关状态，但为了提升设备智能化程度，本实施例中的开关元件采用低压智能选相开关，其型号为LXK-60F，具体可以参考本 申请人:曾申请的中国实用新型专利(ZL201020279116.0)，通过该低压智能选相开关，可以实现电容器组的投切和继电器的控制。
[0021]通过图1还可以看出，本实施例中，低压智能选相开关的控制接口连接在控制器的输出端上，该控制器的输入端连接有电流互感器CT，所述控制器通过该电流互感器CT采集所述断路器QF的工作电流，在所述控制器上连接有蓝牙模块。
[0022]这里的控制器主要选用本公司生产的LJKWDF-12型控制器，该控制器已获得国家CQC认证，其功能是对输入信号进行计算、处理、数据存储、然后输出控制信号控制低压智能选相开关，电流互感器CT采用LZZBJ71-35W150/5，用于主电路的电流取样，从而判断本地电网的电力状况。
[0023]为了避免雷击，在所述断路器QF的输出端和接地端之间设置有谐波电涌保护器LYl，其型号为 LY1-30/4P。
[0024]在具体实施过程中，为了实时观测设备的运行状态，在所述断路器QF的火线输入L与火线输出端LI之间连接有报警指示灯XDR，在所述断路器QF的火线输出端LI和零线输出端NI之间设置有电源指示灯XDD，电容器组通常也设置有第一电容器Cl和第二电容器C2，在所述第一电容器Cl、第二电容器C2以及继电器CJ上分别设置有运行指示灯XD1、XD2、XD3。
[0025]根据农村电网电力运行情况，本例中的断路器QF选采用CDM1-100L，变压器T采用BK-1500VA220V/24V。
[0026]本实用新型的工作原理是:
[0027](I)补偿无功电流:断路器QF闭合，设备开始工作，电流互感器CT采集的实时电流输入控制器，控制器计算出实时的电压、电流、功率因数、无功功率等值，并将测出的实时数据与设定值进行比较，当电路中无功功率达到设定值时，表示电路需要补偿无功电流了，此时控制器输出一个+12V的控制信号给低压智能选相开关KG，KG接通对应的电容器组Cl、C2，电容器组Cl、C2接通后产生无功电流对其补偿，从而使功率因素上升至正常范围，当负载电流减小，无功功率下降时，控制器根据设定参数会自动断开KG，从而使对应电容器组Cl、C2停止工作。
[0028](2)电压提升:断路器QF闭合，装置开始工作，继电器CJ为断开状态，火线L经过继电器CJ的常闭开关CJ-2之间到电源输出接口的火线输出，电路输入、输出处于直通状态，控制器根据检测到的实时电压输出值，判定是否处于正常范围(195 - 235V)，当电路中电压值低于195V时，表示电路需要启动升压功能，此时控制器输出一个+12V的控制信号给低压智能选相开关KG，接通继电器CJ，通过继电器CJ的常闭开关CJ-1接通变压器T，从而使输出电压上升(其值约为:输入电压值+24V)。当输出负载减小，电压回升达到235V时，控制器自动断开继电器CJ，从而使变压器T停止工作，电路回到直通状态。
[0029]最后需要说明的是，本实用新型改进之处主要在于通过开关元件在农村电网末端实现电容器组Cl、C2和变压器T的投切，从而达到本地无功电流补偿和电压提升，至于控制器如何进行电流采样，如何实现对低压智能选相开关KG的自动控制，均是现有技术，本公司已有相关型号的成品上市，本方案中并不涉及对控制器内部控制算法作出改进。
[0030]同时，本实施例也仅仅对本实用新型的优选实施例进行了描述，并不限于说明书附图所指的实施方式，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以作出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型保护范围之内。
【权利要求】
1.一种智能电压提升补偿箱，设有断路器(QF)，该断路器(QF)的电源输入端设置有的火线输入(L)和零线输入(N)，其特征在于:所述断路器(QF)的火线输出端(LI)经过继电器(CJ)的常闭开关(CJ-2)后与电源输出接口中的火线连接，电源输出接口中的零线直接与所述断路器(QF)的零线输入(N)连接，所述断路器(QF)的火线输出端(LI)还经所述继电器(CJ)的常开开关(CJ-1)后连接在变压器(T)的一个输入端上，变压器(T)的另一输入端接断路器(QF)的零线输出端(NI)，变压器(T)的输出端与所述电源输出接口中的火线相连，所述断路器(QF)的火线输出端(LI)还分别经一开关元件后与电容器组(Cl、C2)和所述继电器(CJ)的一端相连，所述电容器组(Cl、C2)和所述继电器(CJ)的另一端连接在所述断路器(QF)的零线输出端(NI)上。
2.根据权利要求1所述的智能电压提升补偿箱，其特征在于:所述开关元件为低压智能选相开关，其型号为LXK-60F。
3.根据权利要求2所述的智能电压提升补偿箱，其特征在于:所述低压智能选相开关的控制接口连接在控制器的输出端上，该控制器的输入端连接有电流互感器(CT)，所述控制器通过该电流互感器(CT)采集所述断路器(QF)的工作电流。
4.根据权利要求3所述的智能电压提升补偿箱，其特征在于:在所述控制器上连接有蓝牙模块(NY)。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的智能电压提升补偿箱，其特征在于:在所述断路器(QF)的输出端和接地端之间设置有谐波电涌保护器(LYl)。
6.根据权利要求5所述的智能电压提升补偿箱，其特征在于:在所述断路器(QF)的火线输入(L)与火线输出端(LI)之间连接有报警指示灯(XDR)，在所述断路器(QF)的火线输出端(LI)和零线输出端(NI)之间设置有电源指示灯(XDD)。
7.根据权利要求1所述的智能电压提升补偿箱，其特征在于:所述电容器组(Cl、C2)设置有第一电容器(Cl)和第二电容器(C2),在所述第一电容器(Cl)、第二电容器(C2)以及继电器(CJ)上分别设置有运行指示灯(XD1、XD2、XD3)。
8.根据权利要求1所述的智能电压提升补偿箱，其特征在于:所述变压器(T)的型号为 BK-1500VA220V/24V。
【文档编号】H02J3/18GK204068270SQ201420409299
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】宁宏宇 申请人:重庆雷尔斯科技有限公司