一种低压无功补偿装置的制作方法

1.本技术涉及无功补偿技术领域，具体而言，涉及一种低压无功补偿装置。


背景技术：

2.目前，现有的集成式低压无功补偿模块，一般在用户配电室内安装数量较多，在运行一段时间后，特别是当电容出现故障或容量发生衰减后，配电管理人员无法及时了解情况并去处理，最终可能导致配电功率因数低下，无功损耗增大并且由于无功补偿不足而引起罚款。甚至有些由于管理水平低下以及对无功补偿的不够重视，导致一些电容长期不投运或者长期过补的状态。
3.现有技术中，在传统领域里配电管理人员需了解电容运行情况，必须每天定时到配电室查看，极大增加了配电管理人员的工作量。即使通过有线网络监控方式，虽然能实现对现场电容运行状态的监测，但由于在建设前期需要铺设大量电力电缆，导致安装成本和管理成本大量增加。由于成本的原因，传统有线监控方式特别在用户配变不易普及。运行温度和谐波是影响电容器使用寿命的主要因素，传统的集成式低压无功补偿模块可测量运行温度，但无法测量出电容本体的电流谐波含量，即对于电流谐波，起不到有效的保护作用。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种低压无功补偿装置，可以实现无功补偿的同时，改善功率因数，又能消除高次谐波对系统的影响，提高用电质量的技术效果。
5.本技术实施例提供了一种低压无功补偿装置，包括电流采样组件、同步投切开关电器组件、电抗器组件、电容器组件和控制组件；
6.所述电流采样组件与供电母线连接；
7.所述同步投切开关电器组件与所述电流采样组件连接；
8.所述电抗器组件与所述同步投切开关电器组件连接；
9.所述电容器组件与所述电抗器组件连接；
10.所述控制组件分别与所述电流采样组件、所述同步投切开关电器组件、所述电抗器组件和所述电容器组件连接。
11.在上述实现过程中，该低压无功补偿装置通过电流采样组件、同步投切开关电器组件、电抗器组件、电容器组件和控制组件，有效的抑制高次谐波和涌流，对于高次谐波形成低阻抗通路，对于谐波具有吸收泄放作用，能消除高次谐波对于电容器的影响保护电路及电容器过载，防止电容器过热、绝缘介质的老化、自愈性能下降，使用寿命降低等现象的发生；该低压无功补偿装置既能满足无功补偿，改善功率因数，又能消除高次谐波对系统的影响，提高用电质量。
12.进一步地，所述同步投切开关电器组件包括第一同步投切开关和第二同步投切开关，所述第一同步投切开关和所述第二同步投切开关并联。
13.在上述实现过程中，第一同步投切开关和第二同步投切开关可以分别控制不同的
低压无功补偿通路的接通或断开。
14.进一步地，所述电抗器组件包括第一电抗器和第二电抗器，所述第一电抗器分别与所述第一同步投切开关、所述电容器组件连接，所述第二电抗器分别与所述第二同步投切开关、所述电容器组件连接。
15.在上述实现过程中，第一电抗器和第二电抗器可以分别与电容器组件中不同的电容器组成各自独立的低压无功补偿通路。
16.进一步地，所述电容器组件包括共补电容器组件和分补电容器组件，所述共补电容器组件与所述第一电抗器连接，所述分补电容器组件与所述第二电抗器连接。
17.在上述实现过程中，共补电容器组件和第一电抗器组成共补低压无功补偿通路，分补电容器组件和第二电抗器组成分补低压无功补偿通路。
18.进一步地，所述装置还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述电容器组件内部。
19.在上述实现过程中，温度传感器可以监测电容器组件内各台电容器的温度。
20.进一步地，所述控制组件包括控制模块和监测模块，所述控制模块与所述监测模块连接，所述监测模块分别与所述电流采样组件、所述同步投切开关电器组件、所述电抗器组件和所述电容器组件连接。
21.在上述实现过程中，控制组件通过控制模块和监测模块实现对电流采样组件、同步投切开关电器组件、电抗器组件和电容器组件的监测和控制，保障低压无功补偿装置的安全运行。
22.进一步地，所述控制组件还包括联机模块，所述联机模块与所述控制模块连接。
23.在上述实现过程中，控制组件通过设置联机模块，具有联机功能，例如，可以进行有线网络通信和/或无线网络通信。
24.进一步地，所述控制组件与所述电容器组件通过rs-485通讯连接。
25.在上述实现过程中，rs-485通讯连接使控制组件500与电容器组件400之间具有通信功能，便于大量采样数据上传及与外设备监控中进行信息交换，构成系统工作。
26.进一步地，所述电容器组件为低压电力电容器组件。
27.进一步地，所述装置还包括断路器，所述电流采样组件通过所述断路器与所述供电母线连接。
28.在上述实现过程中，断路器可以切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。
29.本技术公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本技术公开的上述技术即可得知。
30.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他相关的附图。
32.图1为本技术实施例提供的低压无功补偿装置的结构示意图；
33.图2为本技术实施例提供的控制组件的结构示意图。
34.图标：100-电流采样组件；200-同步投切开关电器组件；210-第一同步投切开关；220-第二同步投切开关；300-电抗器组件；310-第一电抗器；320-第二电抗器；400-电容器组件；410-共补电容器组件；420-分补电容器组件；500-控制组件；510-控制模块；520-监测模块；530-联机模块；600-供电母线；700-断路器。
具体实施方式
35.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
36.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.本技术实施例提供了一种低压无功补偿装置，可应用于配电室进行无功补偿，调节配电功率因数；该低压无功补偿装置通过电流采样组件、同步投切开关电器组件、电抗器组件、电容器组件和控制组件，有效的抑制高次谐波和涌流，对于高次谐波形成低阻抗通路，对于谐波具有吸收泄放作用，能消除高次谐波对于电容器的影响保护电路及电容器过载，防止电容器过热、绝缘介质的老化、自愈性能下降，使用寿命降低等现象的发生；该低压无功补偿装置既能满足无功补偿，改善功率因数，又能消除高次谐波对系统的影响，提高用电质量。
38.因此，该低压无功补偿装置具有滤波功能，有效的仰制高次谐波和涌流，对高次谐波形成低阻抗通路。对谐波具有吸收泄放作用，能消除高次谐波对电容器的影响；具有无涌流投切功能：与专用电容投切开关配合，无投切涌流；具有分相补偿功能：分相补偿型产品，各项电容可以分别投切，提高无功补偿精度，使三相无功不平衡得到良好补偿；从而，实现无功补偿的同时，改善功率因数，又能消除高次谐波对系统的影响，提高用电质量的技术效果。
39.请参见图1和图2，图1为本技术实施例提供的低压无功补偿装置的结构示意图，图2为本技术实施例提供的控制组件的结构示意图；该低压无功补偿装置包括电流采样组件100、同步投切开关电器组件200、电抗器组件300、电容器组件400和控制组件500，以及与电流采样组件100连接的供电母线600；
40.示例性地，电流采样组件100、同步投切开关电器组件200、电抗器组件300、电容器组件400和控制组件500共同组成抑谐式智能电容器。
41.示例性地，控制组件500可以进行配电电压、电流、无功功率、功率因数等测量。电流采样组件100包括电流互感器，用于采集低压无功补偿装置的电流补偿情况，反馈给控制组件500。
42.示例性地，同步投切开关电器组件200与电流采样组件100连接。
43.示例性地，同步投切开关电器组件200可以使机械开关的接点在恰当的相位时刻闭合或者断开。
44.示例性地，同步投切开关电器组件200作为整个设备的开关部分，接收到控制组件
500发出的投切信号进行开关动作(控制组件500可检测到电压相位，实现对同步开关的过零投切控制)。
45.示例性地，电抗器组件300与同步投切开关电器组件200连接。
46.示例性地，电抗器组件300在整个回路起到滤波作用；可选地，电抗器组件300可选择7％或者14％，用于滤除5次或者3次谐波。
47.示例性地，电抗器组件300中，电抗器也叫电感器，一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场，所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然而通电长直导体的电感较小，所产生的磁场不强，因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式，称空心电抗器；有时为了让这只螺线管具有更大的电感，便在螺线管中插入铁芯，称铁芯电抗器。
48.示例性地，电容器组件400与电抗器组件300连接。
49.示例性地，电容器组件400用以接入电网产生容性无功对电网进行无功补偿；可选地，电容器组件400的电容内部设有温度传感器，将电容内部实时温度传送给控制部分，实现监控与保护。
50.示例性地，电容器组件400中，两个相互靠近的导体，中间夹一层不导电的绝缘介质，这就构成了电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时，电容器就会储存电荷。电容器的电容量在数值上等于一个导电极板上的电荷量与两个极板之间的电压之比。电容器的电容量的基本单位是法拉(f)。在电路图中通常用字母c表示电容元件。
51.示例性地，控制组件500分别与电流采样组件100、同步投切开关电器组件200、电抗器组件300和电容器组件400连接。
52.示例性地，控制组件500为整个设备的cpu，起到控制、检测、协调整个系统工作的作用，具备工作状态显示、保护控制等功能。
53.示例性地，控制组件500可以对电流采样组件100、同步投切开关电器组件200、电抗器组件300和电容器组件400实时监控，保证整个低压无功补偿装置的正常运行。
54.在一些实施方式中，该低压无功补偿装置通过设置电流采样组件100、同步投切开关电器组件200、电抗器组件300、电容器组件400和控制组件500，有效的抑制高次谐波和涌流，对于高次谐波形成低阻抗通路，对于谐波具有吸收泄放作用，能消除高次谐波对于电容器的影响保护电路及电容器过载，防止电容器过热、绝缘介质的老化、自愈性能下降，使用寿命降低等现象的发生。既能满足无功补偿，改善功率因数，又能消除高次谐波对系统的影响，提高用电质量。
55.示例性地，同步投切开关电器组件200包括第一同步投切开关210和第二同步投切开关220，第一同步投切开关210和第二同步投切开关220并联。
56.示例性地，第一同步投切开关210和第二同步投切开关220可以分别控制不同的低压无功补偿通路的接通或断开。
57.示例性地，电抗器组件300包括第一电抗器310和第二电抗器320，第一电抗器310分别与第一同步投切开关210、电容器组件400连接，第二电抗器320分别与第二同步投切开关220、电容器组件400连接。
58.示例性地，第一电抗器310和第二电抗器320可以分别与电容器组件400中不同的电容器组成各自独立的低压无功补偿通路。
59.示例性地，电容器组件400包括共补电容器组件410和分补电容器组件420，共补电容器组件410与第一电抗器310连接，分补电容器组件420与第二电抗器320连接。
60.示例性地，共补电容器组件410和第一电抗器310组成共补低压无功补偿通路，分补电容器组件420和第二电抗器320组成分补低压无功补偿通路。
61.示例性地，共补低压无功补偿通路包括三相电容器，对三相电路同时做补偿；分补低压无功补偿通路包括单相电容器，对单相做作补偿。共补的优点：控制简单，价格低廉，可靠性好，检修维护方便，对补偿控制器要求低。共补的不足：在三相不平衡的场合，无法补偿，或者越补越不平衡。分补的优点：能对付不平衡的场合，补偿精度高。分补的不足：价格贵，控制复杂，线路复杂。检修维护难度大。对补偿控制器要求高。
62.示例性地，通过同步投切开关电器组件200电抗器组件300、电容器组件400之间的连接配合，使该低压无功补偿装置具有：滤波功能，有效的仰制高次谐波和涌流，对高次谐波形成低阻抗通路，对谐波具有吸收泄放作用，能消除高次谐波对电容器的影响。分相补偿功能，分相补偿型产品，各项电容可以分别投切，提高无功补偿精度，使三相无功不平衡得到良好补偿；无涌流投切功能，与专用电容投切开关配合，无投切涌流。
63.示例性地，该低压无功补偿装置还包括温度传感器，温度传感器设置于电容器组件400内部。
64.示例性地，温度传感器可以监测电容器组件400内各台电容器的温度。
65.在一些实施方式中，该低压无功补偿装置通过设置电流采样组件100、温度传感器等测量部件，实现测量功能：配电电压、电流、无功功率、功率因测量；ct相位与变化比自动测量、校正；各台电容器三相电流、体内温度测量。应理解，该低压无功补偿装置也可以增加其他的测量部件，以实现其他参数的测量和监测，此处不再赘述。
66.示例性地，控制组件500包括控制模块510和监测模块520，控制模块510与监测模块520连接，监测模块520分别与电流采样组件100、同步投切开关电器组件200、电抗器组件300和电容器组件400连接。
67.示例性地，控制组件500通过控制模块510和监测模块520实现对电流采样组件100、同步投切开关电器组件200、电抗器组件300和电容器组件400的监测和控制，保障低压无功补偿装置的安全运行。
68.在一些实施方式中，控制组件500设置有保护模块，具有保护功能：回路电流、过流保护；电容器过压、欠压保护；电容器过温、断相、三相不平衡保护，当电容器超过65度，电容器整机退机保护，提高使用寿命，确保系统安全运行。
69.在一些实施方式中，控制组件500设置有信号模块，具有信号功能：电容器投切状态、过欠补状态、过欠压状态信号；保护动作类型、自诊断故障类型信号。
70.示例性地，控制组件500还包括联机模块530，联机模块530与控制模块510连接。
71.示例性地，控制组件500通过设置联机模块530，具有联机功能，例如，可以进行有线网络通信和/或无线网络通信。
72.在一些实施方式中，控制组件500通过控制模块510和联机模块530可以实现智能网络控制：可自动检测及跟踪系统无功的变化，自动投切电容器组。容量相同的电容器按适补原则投切。电容器先投先退、先退先投；电容器运行温度低的先投，运行温度高的先退；补偿工况恒定时，电容器每十五分钟循环投切，避免单只电容器长时间投运。
73.在一些实施方式中，控制组件500设置故障自诊断模块，具有故障自诊断功能：电容器智能控制元件能本体各项运行参数进行自诊断，一旦出现自检故障，整机快速影响，退出运行。
74.示例性地，控制组件500与电容器组件400通过rs-485通讯连接。
75.示例性地，rs-485通讯连接使控制组件500与电容器组件400之间具有通信功能，便于大量采样数据上传及与外设备监控中进行信息交换，构成系统工作。
76.示例性地，电容器组件为低压电力电容器组件。
77.示例性地，该低压无功补偿装置还包括断路器700，电流采样组件100通过断路器700与供电母线600连接。
78.示例性地，断路器700可以切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。
79.在一些实施方式中，本技术实施例提供的低压无功补偿装置，具有如下功能：
80.过零投切：采用智能过零投切开关电路，实现等电压投入，零电流切除，投切无涌流冲击，无操作过电压，无电弧重燃；
81.分相补偿：实现单相分别补偿，解决三相负荷不平衡状况；
82.温度保护：配有温度传感器，能够反映电容器过电流，过谐波，漏电流过大和环境温度过高等情况下导致电容器内部发热，实现过温度保护，超过设定温度以后自动切除电容器，退出运行，达到保护设备的目的；
83.智能网络：多台智能集成电力电容器联网时，自动生成一个网络，其中地址最小的一个为主机，其余为从机，构成低压无功自动控制系统；如果个别从机故障，自动退出，不影响其余工作，如果主机故障，也要退出，在其余从机中产生一个新的主机，组成一个新的系统(重点)；容量相同的电容按循环投切原则；485通讯接口，接入后台计算机，进行配电综合管理；
84.积木结构：产品标准化、模块化，组柜采用积木堆积方式，扩容方便，安装便利。
85.示例性地，本技术实施例提供的低压无功补偿装置，具备高档电能分析仪功能，功能齐全，性能好；可选地，还可配置多种外设，以满足不同的客户需求。
86.在一些实施方式中，本技术实施例提供的低压无功补偿装置可多台积木式使用，多台使用时自动产生主机，其余为从机，构成无功自动控制系统，个别故障从机自动退出，不影响其他机器工作。主机故障自动退出，产生新的主机，组成新的系统工作，智能化程度极高。
87.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
88.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
89.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何
熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
90.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。