CN101958553A - 变压器空载功率因数自动校正系统 - Google Patents

变压器空载功率因数自动校正系统 Download PDF

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Abstract

本发明的变压器空载功率因数自动校正系统用于对电路进行无功补偿，其特征在于，包括功率因数表、第一继电器、第二继电器、接触器和补偿电容器；所述功率因数表接入要进行无功补偿的电路，用于计算所述要进行无功功率补偿的电路的功率因数；所述第一继电器与所述功率因数表的第一控制端连接，所述第二继电器与所述功率因数表的第二控制端连接；所述第一继电器、第二继电器和接触器串联，并接入所述要进行无功补偿的电路；所述补偿电容器与所述接触器连接，并通过该接触器接入所述要进行无功补偿的电路；所述功率因数表根据功率因数控制所述第一继电器及第二继电器的通断，使所述接触器得电或失电，从而使所述补偿电容器与所述要进行无功补偿的电路接通或断开。

Description

变压器空载功率因数自动校正系统
技术领域
本发明涉及电气工程领域，尤其涉及一种变压器空载功率因数自动校正系统。
背景技术
每种电机系统均消耗两大功率，分别是真正的有用功和电抗性的无用功，功率因数是有用功与总功率间的比率。
功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。
用电单位为保证电气设备的功率因数一直处于供电部门规定的标准要求，通常在电网中并联补偿电容，当电气设备的功率因数低于标准要求时，将该补偿电容投入电路，以补偿感性负荷所消耗的无功功率以及由线路输送的无功功率，这就是无功补偿。
现有技术中，使用功率因数表计算电气设备的功率因数，当电气设备的功率因数低于标准要求时，人为地将补偿电容投入电路，当电气设备的功率因数高于标准要求时，人为地切断补偿电容与电路的连接，现有技术的缺点是，人为控制投切补偿电容可靠性差，容易造成补偿不够或者过补偿。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变压器空载功率因数自动校正系统，根据电路实际运行状况，自动控制补偿电容的投切，避免造成补偿不够或者过补偿。
为了达到上述的目的，本发明提供一种变压器空载功率因数自动校正系统，用于对电路进行无功补偿，其特征在于，包括功率因数表、第一继电器、第二继电器、接触器和补偿电容器；所述功率因数表接入要进行无功补偿的电路，用于计算所述要进行无功功率补偿的电路的功率因数；所述第一继电器与所述功率因数表的第一控制端连接，所述第二继电器与所述功率因数表的第二控制端连接；所述第一继电器、第二继电器和接触器串联，并接入所述要进行无功补偿的电路；所述补偿电容器与所述接触器连接，并通过该接触器接入所述要进行无功补偿的电路；所述功率因数表根据功率因数控制所述第一继电器及第二继电器的通断，使所述接触器得电或失电，从而使所述补偿电容器与所述要进行无功补偿的电路接通或断开。
上述变压器空载功率因数自动校正系统，其中，所述功率因数表设有一预定的功率因数最大值和一预定的功率因数最小值，当所述要进行无功功率补偿的电路的功率因数大于所述预定的功率因数最大值时，所述功率因数表的第二控制端输出一控制信号，当所述要进行无功功率补偿的电路的功率因数小于所述预定的功率因数最小值时，所述功率因数表的第一控制端输出一控制信号。
上述变压器空载功率因数自动校正系统，其中，所述第一继电器包括一控制端和两个连接端，所述控制端与所述功率因数表的第一控制端连接，一个所述连接端与所述要进行无功补偿的电路连接，另一个所述连接端与所述第二继电器连接。
上述变压器空载功率因数自动校正系统，其中，所述控制端接收到所述功率因数表的第一控制端发送的控制信号时，所述第一继电器导通；所述控制端未接收到所述功率因数表的第一控制端发送的控制信号时，所述第一继电器断开。
上述变压器空载功率因数自动校正系统，其中，所述第二继电器包括一控制端和两个连接端，所述控制端与所述功率因数表的第二控制端连接，一个所述连接端与所述第一继电器连接，另一个所述连接端与所述接触器连接。
上述变压器空载功率因数自动校正系统，其中，所述控制端接收到所述功率因数表的第二控制端发送的控制信号时，所述第一继电器断开；所述控制端未接收到所述功率因数表的第二控制端发送的控制信号时，所述第一继电器导通。
上述变压器空载功率因数自动校正系统，其中，所述补偿电容器包括第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电容、第二电容和第三电容依次首尾连接。
上述变压器空载功率因数自动校正系统，其中，所述接触器包括多个触头，所述第一电容与第二电容的连接点、所述第一电容与第三电容的连接点以及所述第二电容与第三电容的连接点分别通过所述接触器的一触头与所述要进行无功功率补偿的电路连接。
上述变压器空载功率因数自动校正系统，其中，所述接触器包括多个触头，所述接触器的一触头与所述第一继电器并联。
上述变压器空载功率因数自动校正系统，其中，还包括一指示灯，所述接触器包括多个触头，所述指示灯通过所述接触器的一触头与所述要进行无功功率补偿的电路连接。
本发明的变压器空载功率因数自动校正系统的功率因数表实时计算电路的功率因数，并实时根据功率因数通过两个继电器自动控制补偿电容器的投切，大大提高了校正功率因数的可靠性，避免造成补偿不够或者过补偿。
附图说明
本发明的变压器空载功率因数自动校正系统由以下的实施例及附图给出。
图1是本发明的变压器空载功率因数自动校正系统的电路原理图。
具体实施方式
以下将结合图1对本发明的变压器空载功率因数自动校正系统作进一步的详细描述。
本发明变压器空载功率因数自动校正系统用于对电路进行无功补偿，其包括功率因数表、第一继电器、第二继电器、接触器和补偿电容器；
所述功率因数表接入要进行无功补偿的电路，用于计算所述要进行无功功率补偿的电路的功率因数；
所述第一继电器与所述功率因数表的第一控制端连接，所述第二继电器与所述功率因数表的第二控制端连接；
所述第一继电器、第二继电器和接触器串联，并接入所述要进行无功补偿的电路；
所述补偿电容器与所述接触器连接，并通过该接触器接入所述要进行无功补偿的电路；
所述功率因数表根据计算得到的所述要进行无功功率补偿的电路的功率因数控制所述第一继电器及第二继电器的通断，使所述接触器得电或失电，从而使所述补偿电容器与所述要进行无功补偿的电路接通或断开。
本发明变压器空载功率因数自动校正系统的功率因数表实时计算要进行无功补偿的电路的功率因数，并根据功率因数实时自动控制第一继电器及第二继电器的通断，达到实时自动控制补偿电容器的投切的目的，提高了无功补偿的可靠性，避免造成补偿不够或者过补偿。
现以一具体实施例详细说明本发明变压器空载功率因数自动校正系统：
参见图1，要进行无功功率补偿的电路为三相交流电路，火线A、火线B、火线C，N为地线；
本实施例的变压器空载功率因数自动校正系统包括功率因数表PF、第一继电器10、第二继电器20、接触器和补偿电容器40；
所述功率因数表PF接入所述要进行无功功率补偿的电路，用于计算所述要进行无功功率补偿的电路的功率因数；
所述功率因数表PF包括第一控制端KU和第二控制端KD，该功率因数表PF设有一预定的功率因数最大值和一预定的功率因数最小值，当所述要进行无功功率补偿的电路的功率因数大于所述预定的功率因数最大值时，所述第二控制端KD输出一控制信号，当所述要进行无功功率补偿的电路的功率因数小于所述预定的功率因数最小值时，所述第一控制端KU输出一控制信号；
所述预定的功率因数最大值为0.99，所述预定的功率因数最小值为0.80；
所述第一继电器10包括控制端11、第一连接端12和第二连接端13，所述控制端11与所述功率因数表PF的第一控制端KU连接，该控制端11用于控制所述第一继电器10的通断；
所述第一继电器10的控制端11未收到所述功率因数表PF的第一控制端KU发送的控制信息时，所述第一继电器10处于断开状态，所述第一继电器10的控制端11收到所述功率因数表PF的第一控制端KU发送的控制信息时，所述第一继电器10处于导通状态；
所述第二继电器20包括控制端21、第一连接端22和第二连接端23，所述控制端21与所述功率因数表PF的第二控制端KD连接，该控制端21用于控制所述第二继电器20的通断；
所述第二继电器20的控制端21未收到所述功率因数表PF的第二控制端KD发送的控制信息时，所述第二继电器20处于导通状态，所述第二继电器20的控制端21收到所述功率因数表PF的第二控制端KD发送的控制信息时，所述第二继电器20处于断开状态；
所述接触器包括线圈31和多个触头，一个所述接触器的触头包括两个触点；
所述第一继电器10的第二连接端13与所述第二继电器20的第一连接端22连接，所述第二继电器20的第二连接端23与所述接触器的输入端连接，所述第一继电器10的第一连接端12及所述接触器的输出端接入所述要进行无功功率补偿的电路(例如，所述第一继电器10的第一连接端12接入火线A，所述接触器的输出端接入地线N)，即所述第一继电器10、第二继电器20和接触器形成串联；
为保护所述第一继电器10、第二继电器20和接触器形成的串联电路，串联一保护电阻RD1，该保护电阻RD1的一端与所述第一继电器10的第一连接端12连接，该保护电阻RD1的另一端与火线A连接；
如图1所示，电阻R和电容C1形成的串联支路与所述接触器并联，对所述接触器起保护作用；
所述补偿电容器40包括三个电容C2、C3和C4，所述三个电容C2、C3和C4依次首尾连接；
所述第一继电器10的第一连接端12与第一触头32的一触点连接，所述第一继电器10的第二连接端13与所述第一触头32的另一触点连接；
所述补偿电容器40中，所述电容C2与所述电容C3的连接点与第二触头33的一触点连接，所述第二触头33的另一触点与所述要进行无功功率补偿的电路的火线A连接；所述电容C3与所述电容C4的连接点与第三触头34的一触点连接，所述第三触头34的另一触点与所述要进行无功功率补偿的电路的火线B连接；所述电容C2与所述电容C4的连接点与第四触头35的一触点连接，所述第四触头35的另一触点与所述要进行无功功率补偿的电路的火线C连接；
为指示所述补偿电容器40是否投入所述要进行无功功率补偿的电路，可加入一指示灯D，该指示灯D的一端与第五触头36的一触点连接，该指示灯D的另一端与所述要进行无功功率补偿的电路的地线N连接，所述第五触头36的另一触点与所述要进行无功功率补偿的电路的任意一火线连接，例如火线A。
现介绍本实施例的变压器空载功率因数自动校正系统的工作原理：
所述功率因数表PF实时计算所述要进行无功功率补偿的电路的功率因数，当计算得到的功率因数值在预定的功率因数最小值与预定的功率因数最大值范围之间时(即0.80≤计算得到的功率因数值≤0.99)，所述功率因数表PF的第一控制端KU及第二控制端KD均无控制信号输出，此时，所述第一继电器10处于断开状态，所述第二继电器20处于导通状态，所述第一继电器10、第二继电器20和接触器形成的串联电路为断路，无电流流过该串联电路，即所述接触器的线圈31没有得电，所述接触器的第一触头32、第二触头33、第三触头34、第四触头35和第五触头36均处于断开状态，所述补偿电容器40未投入所述要进行无功功率补偿的电路，所述指示灯D未亮；
当计算得到的功率因数值小于预定的功率因数最小值时(即计算得到的功率因数值＜0.80)，所述功率因数表PF的第一控制端KU输出控制信号，该控制信号通过控制所述第一继电器10的控制端11使所述第一继电器10导通，由于所述功率因数表PF的第二控制端KD无控制信号输出，所述第二继电器20仍处于导通状态，此时，所述第一继电器10、第二继电器20和接触器形成的串联电路为通路，有电流流过该串联电路，所述接触器的线圈31得电，所述接触器的第一触头32、第二触头33、第三触头34、第四触头35和第五触头36均闭合，所述补偿电容器40投入所述要进行无功功率补偿的电路，所述指示灯D点亮，由于所述接触器的第一触头32合闭，即使所述第一继电器10的控制端11不再有控制信号，所述第一继电器10断开，所述接触器的线圈31中仍有电流，所述接触器的第一触头32、第二触头33、第三触头34、第四触头35和第五触头36仍闭合；
当所述补偿电容器40无功补偿过量时，即计算得到的功率因数值大于预定的功率因数最大值时(即计算得到的功率因数值＞0.99)，所述功率因数表PF的第二控制端KD输出控制信号，该控制信号通过控制所述第二继电器20的控制端21使所述第二继电器20断开，此时，所述接触器的线圈31失电，所述接触器的第一触头32、第二触头33、第三触头34、第四触头35和第五触头36均断开，所述补偿电容器40切断与所述要进行无功功率补偿的电路的连接，所述指示灯D熄灭。
实验表明，本实施例的变压器空载功率因数自动校正系统能保证所述要进行无功功率补偿的电路的功率因数在0.90以上，且不出现过补偿。
本发明变压器空载功率因数自动校正系统由功率因数表实时计算电路的功率因数，该功率因数表实时根据电路的功率因数控制第一继电器和第二继电器的通断，使接触器的线圈得电或失电，从而自动控制补偿电容器的投切，大大提高了校正功率因数的可靠性，避免造成补偿不够或者过补偿。

Claims (10)

1.一种变压器空载功率因数自动校正系统，用于对电路进行无功补偿，其特征在于，包括功率因数表、第一继电器、第二继电器、接触器和补偿电容器；
所述功率因数表接入要进行无功补偿的电路，用于计算所述要进行无功功率补偿的电路的功率因数；
所述第一继电器与所述功率因数表的第一控制端连接，所述第二继电器与所述功率因数表的第二控制端连接；
所述第一继电器、第二继电器和接触器串联，并接入所述要进行无功补偿的电路；
所述补偿电容器与所述接触器连接，并通过该接触器接入所述要进行无功补偿的电路；
所述功率因数表根据功率因数控制所述第一继电器及第二继电器的通断，使所述接触器得电或失电，从而使所述补偿电容器与所述要进行无功补偿的电路接通或断开。
2.如权利要求1所述的变压器空载功率因数自动校正系统，其特征在于，所述功率因数表设有一预定的功率因数最大值和一预定的功率因数最小值，当所述要进行无功功率补偿的电路的功率因数大于所述预定的功率因数最大值时，所述功率因数表的第二控制端输出一控制信号，当所述要进行无功功率补偿的电路的功率因数小于所述预定的功率因数最小值时，所述功率因数表的第一控制端输出一控制信号。
3.如权利要求1所述的变压器空载功率因数自动校正系统，其特征在于，所述第一继电器包括一控制端和两个连接端，所述控制端与所述功率因数表的第一控制端连接，一个所述连接端与所述要进行无功补偿的电路连接，另一个所述连接端与所述第二继电器连接。
4.如权利要求3所述的变压器空载功率因数自动校正系统，其特征在于，所述控制端接收到所述功率因数表的第一控制端发送的控制信号时，所述第一继电器导通；所述控制端未接收到所述功率因数表的第一控制端发送的控制信号时，所述第一继电器断开。
5.如权利要求1所述的变压器空载功率因数自动校正系统，其特征在于，所述第二继电器包括一控制端和两个连接端，所述控制端与所述功率因数表的第二控制端连接，一个所述连接端与所述第一继电器连接，另一个所述连接端与所述接触器连接。
6.如权利要求5所述的变压器空载功率因数自动校正系统，其特征在于，所述控制端接收到所述功率因数表的第二控制端发送的控制信号时，所述第一继电器断开；所述控制端未接收到所述功率因数表的第二控制端发送的控制信号时，所述第一继电器导通。
7.如权利要求1所述的变压器空载功率因数自动校正系统，其特征在于，所述补偿电容器包括第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电容、第二电容和第三电容依次首尾连接。
8.如权利要求7所述的变压器空载功率因数自动校正系统，其特征在于，所述接触器包括多个触头，所述第一电容与第二电容的连接点、所述第一电容与第三电容的连接点以及所述第二电容与第三电容的连接点分别通过所述接触器的一触头与所述要进行无功功率补偿的电路连接。
9.如权利要求1所述的变压器空载功率因数自动校正系统，其特征在于，所述接触器包括多个触头，所述接触器的一触头与所述第一继电器并联。
10.如权利要求1所述的变压器空载功率因数自动校正系统，其特征在于，还包括一指示灯，所述接触器包括多个触头，所述指示灯通过所述接触器的一触头与所述要进行无功功率补偿的电路连接。
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