CN102005768A - 具有补差功能的智能型抽屉式无功补偿装置及专用装运车 - Google Patents

Abstract

具有补差功能的智能型抽屉式无功补偿装置及专用装运车，它属于电力无功补偿领域，可实现各个分组补偿单元的独立保护和控制以及方便快捷地将补偿装置中的主补偿单组补偿抽屉、补差单组补偿抽屉推进补偿柜体内或从补偿柜体内拉出维修。技术要点：多个主补偿单组补偿抽屉壳体和多个补差单组补偿抽屉壳体均有序且可抽拉地安装在补偿柜体内的相应位置，多个主补偿单组补偿抽屉壳体、多个补差单组补偿抽屉壳体通过所述抽屉轨道可方便地从补偿柜体内拉出或推进补偿柜体内的相应位置。活动轨道架通过轨道架悬挂机构安装在装运车架上，活动轨道架可沿装运车架上下滑动，活动轨道架的下方设有轨道架调高机构。本发明应用于各种电网的配电自动化实施与改造。

Description

具有补差功能的智能型抽屉式无功补偿装置及专用装运车

技术领域

本发明涉及一种无功补偿装置及专用装运车，具体涉及一种具有补差功能的智能型抽屉式无功补偿装置及实现所述补偿装置装配的装运车，属于电力无功补偿领域。

背景技术

现有无功补偿装置中的一个零部件出现故障就需全部停机；负载轻时会发生系统震荡；电容器、电抗器使用寿命短；谐波电流容易侵入无功补偿装置因而烧坏元器件；而且现有的无功补偿装置均为整体式结构形式，维修困难；结构不能统一定型；产品质量难以控制；不能适合用户的发展要求，灵活性差，当其中的一个器件出现故障时，整套装置必须全部退出工作，致使无功补偿装置无法起到降损节能的作用，电力系统无法保证较稳定的功率因数。而且现有的无功补偿装置，在负载轻时易产生系统振荡，电容器、电抗器使用寿命短，谐波电流会侵入无功补偿装置因而烧坏元器件。而且现有技术中也没有提供一种专门用于实现补偿装置装配或拆卸维修的辅助设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有补差功能的智能型抽屉式无功补偿装置，以实现各个分组补偿单元的独立保护和控制、便于维修，当无功补偿装置中的一个零部件出现故障无需全部停机，保证电力系统功率因数的稳定以及避免系统负载轻时所产生振荡现象；本发明还提供了一种装运车，以方便快捷地将补偿装置中的主补偿单组补偿单元、补差单组补偿单元推进补偿柜体内或从补偿柜体内拉出维修。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明所述无功补偿装置包括补偿柜体、控制器、多个主补偿单组补偿器单元、多个补差单组补偿器单元，所述无功补偿装置还包括多个主补偿单组补偿抽屉壳体、多个补差单组补偿抽屉壳体，所述多个主补偿单组补偿抽屉壳体和多个补差单组补偿抽屉壳体均有序且可抽拉地安装在补偿柜体内的相应位置，在补偿柜体内设有相应的抽屉轨道，所述多个主补偿单组补偿抽屉壳体、多个补差单组补偿抽屉壳体通过所述抽屉轨道可方便地从补偿柜体内拉出或推进补偿柜体内的相应位置；每个主补偿单组补偿抽屉壳体内对应装有一个主补偿单组补偿器单元形成主补偿单组补偿抽屉，每个补差单组补偿抽屉壳体内对应装有一个补差单组补偿器单元形成补差单组补偿抽屉；所述控制器安装在补偿柜体的上部空间内，所述控制器将检测到的电力系统的无功信号分别送至各个主补偿单组补偿器单元、各个补差单组补偿器单元的补偿分组抽屉投切综合保护控制器的智能单片机输入端口进而实现对所述无功补偿装置的整体控制。

一种实现上述抽屉式无功补偿装置中的主补偿单组补偿抽屉、补差单组补偿抽屉推进或拉出的装运车，所述装运车包括万向轮、装运车架、轨道架悬挂机构、轨道架调高机构、活动轨道架和定位销，所述活动轨道架上设有定位销，活动轨道架通过轨道架悬挂机构安装在装运车架上，活动轨道架可沿装运车架上下滑动，活动轨道架的下方设有轨道架调高机构，装运车架的底端设有万向轮。

本发明的有益效果是：本发明由于将分组补偿单元(包括主补偿单组补偿单元和补差单组补偿单元)设计成了单独抽屉形式，因此可实现独立保护和控制，当单组抽屉出现故障时，不影响其它抽屉工作，此时电力系统仍可保证较稳定的功率因数。单组补偿抽屉在安装时通过装运车能够自动进入位置并卡死；单组抽屉投切、综合保护控制器，利用单片机的智能化功能，可实现对系统谐波的在线检测，对电容器、电抗器、可控硅进行实时保护。从根本上解决了现有无功补偿装置存在的问题。本发明的补差单组补偿单元容量的总和小于或等于主补偿单组补偿单元容量间的级差，从而避免了系统负载轻时所产生振荡现象，并且使功率因数达到最高。本发明应用于各种电网的配电自动化实施与改造。

本发明将无功补偿的分组补偿器件组设计成单组主补偿抽屉结构形式和单组补差补偿抽屉结构形式，通过补差组合来减小主补偿电容器组的级差值，从而消除了轻负载时的投切振荡并使功率因数达到最大。该抽屉可在抽屉轨道上可方便的推进和拉出，其单组补偿抽屉的装卸均由装运车来辅助完成。装运车的活动轨道架上面设有调高机构，使装运车的轨道高度与柜体轨道高度相一致，轨道架前端设有定位销，利用定位销与补偿柜体轨道定位连接。柜体轨道末端设有斜坡，抽屉框架后沿的凸出部分经过斜坡能够自动插入承接轨道预留的间隙处，将抽屉卡住，行走滑轮脱离轨道，单组抽屉的前端落在轨道前横梁上面。

智能控制是通过单片机实现的：无功信号经过CPU处理后一部分送往显示装置中，一部分送往过零检测及触发装置，驱动可控硅使之电容器无涌流投入工作，经延时后接触器投入工作替换下可控硅，解决了可控硅工作时的发热问题。另一路是故障信号采集装置，是检测电容器、电抗器、可控硅的工作状态的，电力系统的谐波含量、电容器的容量大小、工作环境温度、三相电源是否缺相，它将采集到的信号经过CPU处理后一路送往显示装置，一路促使可控硅、接触器安全退出工作。

附图说明

图1是本发明所述的具有补差功能的智能型抽屉式无功补偿装置(简称CILVC)的主视图，图2是图1的左视图，图3是图1中的补偿柜体1上的柜体仪表门摘掉后的主视图(此图的目的是为了看清楚二次线配电箱的位置)；图4是单组补偿单元的主视图(摘掉面板后的)，图5是图4的侧视图，图6是单组补偿单元的面板；附图7是补偿分组抽屉投切综合保护控制器10的主视图，图图8是图7的侧视图；图9是本发明所述专用装运车的主视图，图10是图9侧视图，图11是装运车安装上面单组补偿抽屉的过程示意图(图11a是下面单组补偿抽屉安装完毕，上面单组补偿抽屉未安装在补偿柜体1内的侧视图，图11b是装运车活动轨道在上面的示意图)，图12是装运车安装下面单组补偿抽屉的过程示意图(图12a是上面单组补偿抽屉安装完毕，下面单组补偿抽屉未安装在补偿柜体1内的侧视图，图12b是装运车活动轨道在下面的示意图)；图13是本发明的智能控制方框图。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1～13所示，本实施方式所述的具有补差功能的智能型抽屉式无功补偿装置包括补偿柜体1、控制器3、多个主补偿单组补偿器单元II、多个补差单组补偿器单元IV，所述无功补偿装置还包括多个主补偿单组补偿抽屉壳体2、多个补差单组补偿抽屉壳体4，所述多个主补偿单组补偿抽屉壳体2和多个补差单组补偿抽屉壳体4均有序且可抽拉地安装在补偿柜体1内的相应位置，在补偿柜体1内设有相应的抽屉轨道，所述多个主补偿单组补偿抽屉壳体2、多个补差单组补偿抽屉壳体4通过所述抽屉轨道可方便地从补偿柜体1内拉出或推进补偿柜体1内的相应位置；每个主补偿单组补偿抽屉壳体2内对应装有一个主补偿单组补偿器单元II形成主补偿单组补偿抽屉，每个补差单组补偿抽屉壳体4内对应装有一个补差单组补偿器单元IV形成补差单组补偿抽屉；所述控制器3安装在补偿柜体1的上部空间内，所述控制器3将检测到的电力系统的无功信号分别送至各个主补偿单组补偿器单元II、各个补差单组补偿器单元IV的补偿分组抽屉投切综合保护控制器10的智能单片机(CPU)输入端口进而实现对所述无功补偿装置的整体控制。

本实施方式中所述的主补偿单组补偿器单元II、补差单组补偿器单元IV中各个电气元件及线路构造均为现有技术范畴，不再详细描述。

将无功补偿的分组补偿器件组设计成单组补偿抽屉结构，该抽屉可在抽屉轨道上方便的拉出和推进(参看附图11和12)，其目的有二：其一便于安装、维护和生产；其二便于实施单组保护，当单组抽屉出现故障时，不影响其它抽屉工作，此时电力系统仍可保证较稳定的功率因数。

本发明将无功补偿的分组补偿器件组设计成单组主补偿抽屉结构形式和单组补差补偿抽屉结构形式，通过补差组合来减小主补偿电容器组的级差值，从而消除了轻负载时的投切振荡并使功率因数达到最大。

具体实施方式二：如图1～6所示，本实施方式所述主补偿单组补偿抽屉壳体2和补差单组补偿抽屉壳体4均包括抽屉面板8、抽屉拉出增力机构9、抽屉框架13和行走滑轮16，所述抽屉面板8安装在抽屉框架13前端上，行走滑轮16设置在抽屉框架13的底部，所述抽屉拉出增力机构9设置在抽屉框架13的底端部且靠近抽屉面板8。其中抽屉框架13的底梁后端凸出于框架后立柱5毫米，此凸出部分专供插入承接梁与轨道后横梁之间的间隙用，该抽屉可在抽屉轨道上方便的拉出和推进。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

单组补偿抽屉安装时，推动单组补偿抽屉，行走滑轮进入柜体的单组抽屉轨道中，继续推动单组补偿抽屉至单组抽屉轨道的末端斜坡处时，单组补偿抽屉将沿着轨道末端的斜坡下滑，其后端落在承接轨道上面，此时抽屉框架后沿的凸出部分自动插入承接轨道与轨道后横梁上边内侧预留的间隙处，将抽屉卡住使之不能活动，行走滑轮脱离轨道，单组抽屉的前端落在轨道前横梁上面，此时单组抽屉轨道和行走滑轮均不再承受重力。

具体实施方式三：如图1～12所示，本实施方式所述补偿柜体1包括柜体框架主体5、单组抽屉轨道31、承接轨道32、轨道前横梁33和轨道后横梁34，所述单组抽屉轨道31、承接轨道32、轨道前横梁33和轨道后横梁34均安装在柜体框架主体5内，轨道前横梁33置于单组抽屉轨道31的前端，轨道后横梁34置于单组抽屉轨道31的后端，单组抽屉轨道31后端设计有一15度的斜坡与承接轨道相32连接，承接轨道32上面与轨道后横梁34上边内侧有一间隙(5毫米)供抽屉框架13后沿的凸出部分插入并卡住之用。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式所述主补偿单组补偿器单元II与补差单组补偿器单元IV容量之间的关系为：补差单组补偿器单元IV的容量总和小于或等于主补偿单组补偿器单元II容量间的级差。也就是说，本实施方式的CILVC，把主补偿单组补偿抽屉和补差单组补偿抽屉设计在一个柜体上，使补差单组补偿抽屉的总和小于或等于主补偿单组补偿抽屉间的级差，从而避免了系统负载轻时所产生振荡现象，并且使功率因数达到最高。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：如图1～3所示，本实施方式所述的无功补偿装置还包括仪表控制门6(柜体仪表门)和二次线配电箱7，所述柜体框架主体5的上端设有仪表控制门6，二次线配电箱7设置在柜体框架主体5的上端内。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：如图4～8所示，本实施方式中每个主补偿单组补偿器单元II包含有补偿分组抽屉投切综合保护控制器10、熔断器11、电容器12、电抗器14、控制内容显示器15和接线板17。这些电气元件的连接关系为现有技术，不再详细描述。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：如图1～8所示，本实施方式所述补偿分组抽屉投切综合保护控制器10包含有控制器外壳18以及安装在控制器外壳18内的智能单片机(CPU)35、可控硅19、大功率继电器或接触器20、电路板21和检测组件22；通过智能单片机CPU 35(单片机的智能化功能)对可控硅19、电容器12、电抗器14、电力系统谐波、三相电压、环境温度进行在线检测，实行综合保护，使之延长各电器元件的使用寿命；并对电容器12、电抗器14实施无涌流投入和切除的控制工作。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：如图1～13所示，本实施方式为实现上述抽屉式无功补偿装置中的主补偿单组补偿抽屉、补差单组补偿抽屉推进或拉出的装运车，所述装运车包括万向轮23、装运车架24、轨道架悬挂机构25、轨道架调高机构26、活动轨道架27和定位销28，所述活动轨道架27上设有定位销28，活动轨道架27通过轨道架悬挂机构25安装在装运车架24上，活动轨道架27可沿装运车架24上下滑动，活动轨道架27的下方设有轨道架调高机构26，装运车架24的底端设有万向轮23。单组补偿抽屉(单组补偿单元)的装卸均由装运车来辅助完成。

该装运车设计有活动轨道架，是便于上、下层单组补偿抽屉的安装，同时又降低了制造成本。轨道机上设有轨道高低调节装置，使之在安装时能够使装运车的轨道与柜体上的单组抽屉轨道高度一至。应用该装运车时，先调节装运车活动轨道架上面的轨道架调高机构，使装运车轨道高度与柜体轨道高度相一致，推动装运车利用定位销与补偿柜体轨道定位连接。

利用上述装运车将补偿装置中的主补偿单组补偿单元抽屉、补差单组补偿单元抽屉推进补偿柜体内或从补偿柜体内拉出维修的具体过程为：为了便于安装(推进)和维护(拉出)单组补偿抽屉，安装前先调节装运车的活动轨道架27上的轨道架调高机构26，使装运车轨道高度与柜体轨道高度相一致，然后将单组补偿抽屉2放在轨道上面，推动装运车(图9和图10)利用定位销28与单组抽屉轨道31定位连接，推动单组补偿抽屉2，使行走滑轮16进入单组抽屉轨道31中，继续推动单组补偿抽屉2至单组抽屉轨道31的末端斜坡处时，单组补偿抽屉将沿着斜坡下滑其后端落在承接轨道32上面，此时抽屉框架13后沿的凸出部分插入承接轨道32预留的间隙处将抽屉卡住使之不能活动，行走滑轮16脱离轨道，单组抽屉2的前端落在轨道前横梁33上面，此时轨道31和行走滑轮16均不再承受重力，用螺栓将单组补偿抽屉2固定在轨道前横梁33上面，至此完成单组补偿抽屉2的安装。

拉出单组补偿抽屉2时，先调节装运车上面活动轨道架27上面的轨道架调高机构26，使装运车轨道高度与柜体轨道高度相一致，推动装运车(图9和图10)利用定位销28，与补偿柜体轨道31定位连接后拉动抽屉拉出增力机构9，该机构通过杠杆力作用在单组补偿抽屉2上，使抽屉克服前后横梁33、34的阻力，行走滑轮16进入轨道31上面，继续拉动使单组补偿抽屉2进入装运车轨道上面完成拉出过程。

设置装运车的目的是便于单组补偿抽屉2的安装与维修，本装置设计有活动轨道架27是便于上、下单组补偿抽屉的安装，同时又降低了制造成本。

本发明的智能控制过程为：

补偿分组抽屉投切综合保护控制器10的智能控制过程如附图13所示，控制器3将检测到的无功信号送至CPU输入端口，经过CPU处理后一部分送往显示装置中，一部分送往过零检测及触发装置，驱动可控硅工作，使之电容器无涌流投入工作，经过一段时间延时后接触器投入工作替换下可控硅，解决了可控硅工作时的发热问题。另一路是故障信号采集装置，是检测单组补偿抽屉中电容器、电抗器、可控硅的工作状态的，它可检测电力系统的谐波含量，避免过量谐波注入电容器；它可检测电容器的容量大小，避免由于电容器的容量衰减而引起的系统谐振。它可检测工作环境温度，温度过高时可启动冷却装置进行降温；它还可以检测三相电源是否缺相。它将采集到的信号送往CPU的另一路输入端口，经过CPU处理后一路送往显示装置一路促使可控硅、接触器安全退出工作，因此使所有器件均得到保护。

Claims (8)

1.一种具有补差功能的智能型抽屉式无功补偿装置，所述无功补偿装置包括补偿柜体(1)、控制器(3)、多个主补偿单组补偿器单元(II)、多个补差单组补偿器单元(VI)，所述无功补偿装置还包括多个主补偿单组补偿抽屉壳体(2)、多个补差单组补偿抽屉壳体(4)，所述多个主补偿单组补偿抽屉壳体(2)和多个补差单组补偿抽屉壳体(4)均有序且可抽拉地安装在补偿柜体(1)内的相应位置，在补偿柜体(1)内设有相应的抽屉轨道，所述多个主补偿单组补偿抽屉壳体(2)、多个补差单组补偿抽屉壳体(4)通过所述抽屉轨道可方便地从补偿柜体(1)内拉出或推进补偿柜体(1)内的相应位置；每个主补偿单组补偿抽屉壳体(2)内对应装有一个主补偿单组补偿器单元(II)形成主补偿单组补偿抽屉，每个补差单组补偿抽屉壳体(4)内对应装有一个补差单组补偿器单元(IV)形成补差单组补偿抽屉；所述控制器(3)安装在补偿柜体(1)的上部空间内，所述控制器(3)将检测到的电力系统的无功信号分别送至各个主补偿单组补偿器单元(II)、各个补差单组补偿器单元(IV)的补偿分组抽屉投切综合保护控制器(10)的智能单片机输入端口进而实现对所述无功补偿装置的整体控制。

2.根据权利要求1所述的具有补差功能的智能型抽屉式无功补偿装置，其特征在于：主补偿单组补偿抽屉壳体(2)和补差单组补偿抽屉壳体(4)均包括抽屉面板(8)、抽屉拉出增力机构(9)、抽屉框架(13)和行走滑轮(16)，所述抽屉面板(8)安装在抽屉框架(13)前端上，行走滑轮(16)设置在抽屉框架(13)的底部，所述抽屉拉出增力机构(9)设置在抽屉框架(13)的底端部且靠近抽屉面板(8)。

3.根据权利要求2所述的具有补差功能的智能型抽屉式无功补偿装置，其特征在于：补偿柜体(1)包括柜体框架主体(5)、单组抽屉轨道(31)、承接轨道(32)、轨道前横梁(33)和轨道后横梁(34)，所述单组抽屉轨道(31)、承接轨道(32)、轨道前横梁(33)和轨道后横梁(34)均安装在柜体框架主体(5)内，轨道前横梁(33)置于单组抽屉轨道(31)的前端，轨道后横梁(34)置于单组抽屉轨道(31)的后端，单组抽屉轨道(31)后端设计有一15度的斜坡与承接轨道相(32)连接，承接轨道(32)上面与轨道后横梁(34)上边内侧有一间隙供抽屉框架(13)后沿的凸出部分插入并卡住之用。

4.根据权利要求1所述的具有补差功能的智能型抽屉式无功补偿装置，其特征在于：主补偿单组补偿器单元(II)与补差单组补偿器单元(IV)容量之间的关系为：补差单组补偿器单元(IV)的容量总和小于或等于主补偿单组补偿器单元(II)容量间的级差。

5.根据权利要求1所述的具有补差功能的智能型抽屉式无功补偿装置，其特征在于：所述无功补偿装置还包括仪表控制门(6)和二次线配电箱(7)，所述柜体框架主体(5)的上端设有仪表控制门(6)，二次线配电箱(7)设置在柜体框架主体(5)的上端内。

6.根据权利要求1所述的具有补差功能的智能型抽屉式无功补偿装置，其特征在于：每个主补偿单组补偿器单元II包含有补偿分组抽屉投切综合保护控制器(10)、熔断器(11)、电容器(12)、电抗器(14)、控制内容显示器(15)和接线板(17)。

7.根据权利要求6所述的具有补差功能的智能型抽屉式无功补偿装置，其特征在于：所述补偿分组抽屉投切综合保护控制器(10)包含有控制器外壳(18)以及安装在控制器外壳(18)内的智能单片机(35)、可控硅(19)、大功率继电器或接触器(20)、电路板(21)和检测组件(22)；通过智能单片机(35)对可控硅(19)、电容器(12)、电抗器(14)、电力系统谐波、三相电压、环境温度进行在线检测，实行综合保护，并对电容器(12)、电抗器(14)实施无涌流投入和切除的控制工作。

8.一种实现权利要求1所述抽屉式无功补偿装置中的主补偿单组补偿抽屉、补差单组补偿抽屉推进或拉出的装运车，其特征在于：所述装运车包括万向轮(23)、装运车架(24)、轨道架悬挂机构(25)、轨道架调高机构(26)、活动轨道架(27)和定位销(28)，所述活动轨道架(27)上设有定位销(28)，活动轨道架(27)通过轨道架悬挂机构(25)安装在装运车架(24)上，活动轨道架(27)可沿装运车架(24)上下滑动，活动轨道架(27)的下方设有轨道架调高机构(26)，装运车架(24)的底端设有万向轮(23)。

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