一种防谐型低压无功补偿装置的制作方法

1.本技术涉及无功补偿装置技术领域，尤其涉及一种防谐型低压无功补偿装置。


背景技术：

2.目前低压公用配电房和配电线路大多安装有低压动态无功补偿装置；由于补偿装置的控制器经常损坏，导致大量的低压公用配电房和配电线路的无功补偿装置没有投入运行，负荷功率因数低。
3.补偿装置的控制器经常损坏除了受环境温湿度影响之外，还受电力系统过电压影响及谐波的影响。
4.其中，电力系统过电压，包括雷电过电压和操作过电压；电力系统过电压容易使低压无功补偿装置里面电路板及元件绝缘击穿。谐波影响是指：如当前居民家里用的led灯和节能灯均是谐波源，会产生大量谐波，这些谐波有高频谐波和低频谐波，均会对补偿装置控制器微电子回路产生干扰，导致偿装置的控制器经常处于死机状态。
5.另外，谐波在低压系统中产生一定谐波电压，谐波电压叠加在低压系统上，低压系统电压辐值和相位将随着谐波的变化而不断会不断变化，这将导致补偿装置的控制器电压采样数值不准确，导致补偿装置接触器误动。由于谐波的影响，低压无功补偿装置的电容器容易出现：谐波电流放大现象，导致过电流、三相电容经常出现个别电容损坏，导致三相电容值不平衡以及电容器、电抗器发热严重，导致烧坏的情况；这些情况下，当负荷处于轻载或空载时，低压无功补偿装置的控制器无法投入容量小的电容器，导致负荷功率因数低。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本技术的目的是提供一种防谐型低压无功补偿装置，用于解决现有的低压公用配电房和配电线路中无功补偿装置受电力系统过电压影响及谐波的影响容易损坏的问题。
7.为达到上述技术目的，本技术提供一种防谐型低压无功补偿装置，包括：控制器、电抗器、主电容器、电容控制保护模块、电容电流保护模块、温控保护模块与自动补偿模块；
8.所述电容控制保护模块包括：避雷器与电容控制保护器；
9.所述避雷器与所述电容控制保护器并联；
10.所述电容控制保护器与所述控制器串联；
11.所述避雷器用于限制过电压；
12.所述电容控制保护器用于防谐波干扰；
13.所述电容电流保护模块包括：电容电流保护器；
14.所述电容电流保护器依次与所述电抗器和主电容器串联，且所述电容电流保护器与所述避雷器和所述电容控制保护器二者均并联；
15.所述电容电流保护器用于监测所述主电容器的过电流值与实时电流值，还用于在所述过电流值超过设定电流值或所述实时电流值满足预设计算要求时，断开所述主电容器
的电流通路；
16.所述温控保护模块包括：温控保护器与降温器；
17.所述温控保护器与所述电抗器、主电容器和降温器均电连接；
18.所述温控保护器用于监测所述电抗器的温度和所述主电容器的温度，还用于在所述电抗器的温度超过设定电抗器温度值时断开所述电抗器的电流通路，在所述主电容器的温度超过设定主电容器温度值时断开所述主电容器的电流通路，以及用于在所述电抗器的温度或所述主电容器的温度超过设定降温值时开启所述降温器；
19.所述自动补偿模块与所述电容控制保护器、避雷器和电容电流保护器均电连接。
20.进一步地，所述电容控制保护器包括依次串联的防高频谐波干扰线圈、负荷隔离件与防低频谐波干扰线圈。
21.进一步地，所述设定电流值为所述主电容器额定电流的1.43倍。
22.进一步地，所述预设计算要求为所述实时电流值的最小值与最大值的比值小于0.8。
23.进一步地，所述设定电抗器温度值为105℃。
24.进一步地，所述设定主电容器温度值为55℃。
25.进一步地，所述自动补偿模块包括依次串联的：补偿支路空气开关、补偿支路电容电流保护器、补偿支路接触器与补偿支路电容器；
26.所述补偿支路接触器处于常闭状态。
27.进一步地，所述电容电流保护模块还包括：常规支路空气开关与常规支路接触器；
28.所述常规支路空气开关与所述电容电流保护器串联；
29.所述电容电流保护器通过所述常规支路接触器串联所述电抗器。
30.从以上技术方案可以看出，本技术提供的防谐型低压无功补偿装置通过电容控制保护模块可以降低谐波对控制器的干扰以及过电压保护，通过电容控制保护模块可以防止谐波电流对电容器内部产生过电流损坏，通过自动补偿模块可以当负荷处于轻载或空载时，对回路进行自动补充从而提高功率因数，有效解决现有的低压公用配电房和配电线路中无功补偿装置受电力系统过电压影响及谐波的影响容易损坏的问题。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
32.图1为本技术实施例提供的一种防谐型低压无功补偿装置整体接线示意图；
33.图2为本技术实施例提供的一种防谐型低压无功补偿装置中电容控制保护器的内部接线示意图；
34.图中：1、进线采样电流互感器；2、进线断路器；3、刀熔开关；4、补偿柜电流互感器；5、电容控制保护器；6、控制器；7、避雷器；8、常规支路空气开关；9、电容电流保护器；10、常规支路接触器；11、电抗器；12、主电容器；13、支路电容器；14、温控开关；15、降温器；16、补偿支路空气开关；17、补偿支路电容电流保护器；18、补偿支路接触器；19、补偿支路电容器；
20、温控保护器。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术所请求保护的范围。
36.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
38.请参阅图1，本技术实施例中提供的一种防谐型低压无功补偿装置，包括：控制器6、电抗器11、主电容器12、电容控制保护模块、电容电流保护模块、温控保护模块与自动补偿模块。
39.其中，电容控制保护模块包括：避雷器7与电容控制保护器5；避雷器7与电容控制保护器5并联；电容控制保护器5与控制器6串联；避雷器7用于限制过电压；电容控制保护器5用于防谐波干扰。
40.具体来说，避雷器7可以是400v氧化锌避雷器，它，当作用电压超过一定幅值后避雷器总是先动作，通过它自身泄放掉大量的能量，限制过电压。请参阅图2，电容控制保护器5包括依次串联的防高频谐波干扰线51、负荷隔离件52与防低频谐波干扰线圈53。
41.防高频谐波干扰线圈51的电感值可以为100μh。高频谐波会产生高频磁场，而通过防高频谐波干扰线圈51中感应电流产生的磁场总是抵消原磁场变化的原理可以屏蔽高频磁场。屏蔽体中的感应电流方向与线圈中的电流方向相反，在屏蔽体以外空间中，线圈磁场和屏蔽体感应电流产生的磁场相互抵消。在屏蔽体与线圈之间，两者产生的磁感线方向是一致的，线圈所产生的磁通量很少泄漏到屏蔽体外边，所以起到了磁屏蔽的作用。另外，在线圈内部，由于线圈磁感线与感应电流产生的磁感线方向相反，导致线圈内部磁场有所减少，进而使得线圈的电感量减少。高频磁屏蔽的必要条件是在屏蔽体内部产生高频感应电流，感应电流的大小直接影响屏蔽效果。屏蔽体的感应电流值与线圈中的电流和耦合系数的乘积成正比，与频率无关。这一方面说明高频情况下感应电流产生的磁场足以抵消线圈的干扰，起到屏蔽的作用，同时也表明，当频率高到一定程度时，感应电流就不再随着频率提高而继续增大。
42.负荷隔离件52可以对负荷的输入端(电网供给的电源电压)起到了一个良好的过滤作用，从而给用电设备提供了纯净的电源电压。另一用途是防干扰。负荷隔离件52隔离的
负荷是指输入绕组与输出绕组在电气上彼此隔离的负荷，用以避免偶然同时触及带电体(或因绝缘损坏而可能带电的金属部件)和大地所带来的危险，利用电磁感应原理，主要隔离一次电源回路，二次回路对地浮空，以保证用电安全。
43.防低频谐波干扰线圈53可以是一种包含铁氧体抗干扰磁心的低压磁环；铁氧体抗干扰磁心是干扰抑制器件，可以解决电源线、信号线和连接器的低频干扰抑制问题。具体通过吸收低频信号并将吸收的能量转化成热能耗散掉，从而达到抑制低频干扰信号沿导线传输的目的，其等效阻抗中电阻值分量是频率的函数，随着频率而变化。在低压无功补偿装置中，防低频谐波干扰线圈53用于抑制低次谐波干扰信号的通过。
44.电容电流保护模块包括：电容电流保护器9；电容电流保护器9依次与电抗器11和主电容器12串联，且电容电流保护器9与避雷器7和电容控制保护器5二者均并联；电容电流保护器9用于监测主电容器12的过电流值与实时电流值，还用于在过电流值超过设定电流值或实时电流值满足预设计算要求时，断开主电容器12的电流通路。
45.并且，避雷器7、容控制保护器5与电容电流保护器9组成的回路可以包括多组。
46.具体来说，实际运行中，电容器很容易对谐波电流放大，从而产生过电流。通过电容电流保护器9可以防止谐波电流及谐波对电容器内部产生过电流和过电压损坏，同时防止三相电容损坏程度不一样而造成三相补偿不平衡。
47.需要说明的是，设定电流值可以是主电容器12额定电流的1.43倍。预设计算要求可以是实时电流值的最小值与最大值的比值小于0.8。也即，在主电容器12内部过电流超过1.43倍额定电流或最大实时电流值减去最小实时电流值的差值除以最大实时电流值超过0.2时，电容电流保护器9会断开主电容器12的电流通路使得其断电；其中，设定电流值根据参考标准值计算得到，预设计算要求根据发明人实践得到；当实时电流值满足预设计算要求时，电容器发生损坏概率大大增加。
48.温控保护模块包括：温控保护器20与降温器15；温控保护器20与电抗器11、主电容器12和降温器15均电连接；温控保护器20用于监测电抗器11的温度和主电容器12的温度，还用于在电抗器11的温度超过设定电抗器温度值时断开电抗器11的电流通路，以及用于在主电容器12的温度超过设定主电容器温度值时断开主电容器12的电流通路，以及用于在电抗器11的温度或主电容器12的温度超过设定降温值时开启所述降温器。
49.具体来说，降温器15可以与温控开关14以及支路电容器13串联；温控保护器20通过温控开关14控制降温器15的开闭。实际应用中，降温器15可以是风扇等，不作限制，且降温器15可以设置为朝向电抗器11与电容器12的方向。通过温控保护模块，可以防止主电容器12与电抗器11长期经受高温而老化，并通过降温器15为二者降温。主电容器12装有常开和常闭2个温控开关，电抗器11装有常闭温控开关。温控保护模块的控制回路可以是控制器p出口依次连接常规支路接触器10的线圈、主电容器12的常闭温控开关、电抗器11的常闭温控开关与电容电流保护器9的常闭开关。其中，设定主电容器温度值可以是55℃，设定电抗器温度值可以是105℃，设定降温值可以是40℃；也即当主电容器12的温度达到55℃或电抗器11的温度达到105℃时，常闭开关将断开。当二者温度达到40℃时，常开温控开关将闭合，启动降温器15，对主电容器12和电抗器11进行散热降温。
50.自动补偿模块与电容控制保护器9、避雷器7和电容电流保护器5均电连接。
51.其中，自动补偿模块包括依次串联的：补偿支路空气开关16、补偿支路电容电流保
护器17、补偿支路接触器18与补偿支路电容器19；补偿支路接触器处于常闭状态。电容电流保护模块还包括：常规支路空气开关8与常规支路接触器10；常规支路空气开关8与电容电流保护器9串联；电容电流保护器9通过常规支路接触器10串联电抗器11。
52.具体来说，当负荷处于轻载或空载时，控制器无法投入容量小的电容器，导致负荷功率因数低。通过自动补充模块可以防止负荷轻载或空载时失去补偿。当所有常规支路接触器10不能投入时，全部常规支路接触器10的辅助常闭开关为常闭状态，接通了补偿支路接触器18的线圈回路，从而使自动补偿模块投入使用。其中，补偿的容量将根据回路空载时的无功容量设计。
53.本实施例提供的防谐型低压无功补偿装置还包括与母线连接的进线采样电流互感器1和进线断路器2；电容控制保护器5、避雷器7、电容电流保护器9与自动补充模块均为串联关系，且均通过刀熔开关3与补偿柜电流互感器串联母线。
54.以上为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。