CN102946108A - 一种电压自动补偿装置 - Google Patents

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刘海英
孙劲彬
梁建明
刘卫薇
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Abstract

本发明公开了一种电压自动补偿装置，涉及供电系统无功补偿优化配置装置技术领域。包括箱体，所述装置的输入端经接线端子与自动补偿控制器的输入端连接，自动补偿控制器的输出端与三相分补复合开关的控制端连接，三相分补复合开关与三相分补电容器C1连接，自动补偿控制器的输出端与接触器的控制端连接，接触器与三相共补电容器C2连接，A相线、B相线、C相线和零线N经接线端子分别与三相分补复合开关和接触器连接。所述装置能够对低压线路无功负荷进行有效地补偿，提高了线路电压，同时解决了三相负荷不平衡的问题，从而提高了功率因数，减少了电能损失。

Description

一种电压自动补偿装置
技术领域
本发明涉及供电系统无功补偿优化配置装置技术领域，尤其涉及一种电压自动补偿装置。
背景技术
当前，随着空调、冰箱、电磁炉等大功率家用电器的迅速普及，居民用电以年均20%～30%的速度递增。快速增加的居民用电态势，使低压线路末端电压逐渐偏低的问题日益严重，给广大用电客户带来了极大的不便，也给供电企业的优质服务带来了极大的挑战，低电压已成为当前电力客户普遍关注的焦点。
为了解决低压线路末端电压过低的问题，过去常采用传统低压无功补偿装置，该装置安装于配变首端，对线路进行无功集中补偿，该补偿装置仅补偿了配变及10千伏高压线路无功负荷，属于中间无功补偿，而低压用电设备的无功负荷仍通过低压线路供到用电设备上，无法解决低电压线路中因无功负荷存在导致的电压损失大、线损率高的问题，也无法解决低压线路后端低电压问题。
另一方面，供电企业主要通过新装配变或增大低压导线线径的措施，解决低电压问题。但新装配变投资大，周期长，线路走廊和占地问题协调难；增大低压导线线径也因低压线路往往沿墙架设而处处受阻，低电压问题难以快速解决。另外随着用电负荷不断增加，无功负荷迅速增大，导致低压线损率居高不下，严重影响供电企业的经济效益，甚至社会效益。
在对用电市场进行调查研究，发现存在大量单相负荷的低压供配电系统中，由于负荷变化的随机性，导致三相负载的严重不平衡，例如楼宇及住宅小区等民用建筑的低压供配电系统中，由于存在有大量的单相负荷(如照明灯具、家用电器、办公设备、计算机等)，且该类负荷使用的随机性极高，使原本通过调配供电回路的负荷来实现的三相平衡在实际运行中已全无意义，导致了低压供配电系统三相负载阶段性的严重不平衡。这种不平衡不具备规律性，无法事先预知，也无法有效地改善。再加上每相负载的功率因数也不尽相同，便常常使得每相回路中需要补偿的无功功率差异很大，要利用传统的三相共补同投同切无功补偿方式难以对系统无功负荷进行有效地补偿，也无法解决三相负荷不平衡的问题，而全部采用单相补偿则投资较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电压自动补偿装置，能够自动补偿低压线路上的相电压，提高了功率因数，减少了电能损耗。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种电压自动补偿装置，包括箱体，其特征在于自动补偿控制器的输出端与三相分补复合开关的控制端连接，三相分补复合开关与三相分补电容器C1连接，自动补偿控制器的输出端与接触器的控制端连接，接触器与三相共补电容器C2连接，A相线、B相线、C相线和零线N经接线端子分别与三相分补复合开关和接触器连接，电流互感器经接线端子与自动补偿控制器的电流采样端连接，A相线、B相线、C相线和零线N与自动补偿控制器的电压采样端连接，任意一条相线和零线N与自动补偿控制器的电源输入端连接。
优选的：所述三相分补电容器C1上设有指示灯L1-L3。
优选的：所述三相共补电容器C2上设有指示灯L4。
优选的：在所述箱体内设有避雷器。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：电流互感器的电流取样信号经接线端子传送到自动补偿控制器，自动补偿控制器再通过三相分补复合开关和接触器来实现对三相分补电容器和三相共补电容器的投切使用。当单相无功负荷升高时，自动补偿控制器通过三相分补复合开关的接通使三相分补电容器投入运行，当单相无功负荷降低时，自动补偿控制器通过三相分补复合开关的断开使三相分补电容器退出运行。如果三相无功负荷都升高且三相分补电容器也都投入运行，补偿容量还达不到补偿要求时，自动补偿控制器通过接触器来实现三相共补电容器的投入运行。这样对低压线路无功负荷进行有效地补偿，提高了线路电压，同时解决了三相负荷不平衡的问题，从而提高了功率因数，减少了电能损失。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的原理框图。
具体实施方式
如图1所示，一种电压自动补偿装置，包括箱体，在所述箱体内设有避雷器，起到防雷作用。自动补偿控制器的输出端与三相分补复合开关的控制端连接，三相分补复合开关与三相分补电容器C1连接，三相分补电容器C1上设有指示灯L1-L3，分别用来指示A、B、C相的分补情况。自动补偿控制器的输出端与接触器的控制端连接，接触器与三相共补电容器C2连接，A相线、B相线、C相线和零线N经接线端子分别与三相分补复合开关和接触器连接，所述三相共补电容器C2上设有指示灯L4，用来显示是否在对A、B、C相进行共补。电流互感器经接线端子与自动补偿控制器的电流采样端连接，A相线、B相线、C相线和零线N与自动补偿控制器的电压采样端连接，任意一条相线和零线N与自动补偿控制器的电源输入端连接。
自动补偿控制器：通过采集电流互感器信号控制三相分补复合开关和接触器。输入端的接线端子：接电流互感器接线端子。与三相分补控制开关和接触器连接的接线端子接入主线路的零线N、A相线、B相线和C相线。三相分补复合开关控制三相分补电容器的使用，接触器控制三相共补电容器的使用。三相分补电容器可以实现对A相、B相和C相分别进行补偿，三相共补电容器可实现对A相、B相和C相同时进行补偿。
电流互感器的电流采样信号经接线端子传送到自动补偿控制器，自动补偿控制器再通过三相分补复合开关和接触器来实现对三相分补电容器和三相共补电容器的投切使用。当单相无功负荷升高时，自动补偿控制器通过三相分补复合开关的接通使三相分补电容器投入运行，当单相无功负荷降低时，自动补偿控制器通过三相分补复合开关的断开使三相分补电容器退出运行。如果三相无功负荷都升高且三相分补电容器也都投入运行，补偿容量还达不到补偿要求时，自动补偿控制器通过接触器来实现三相共补电容器的投入运行。
居民用电中三相负荷不平衡是随机出现且无规律可循的，传统的三相共补调整方式会造成单相电压过高或补偿不足；三相负荷调整通常由人工完成，不能实现随负荷变化进行实时调整。自动补偿控制器可通过线路传输的电流信号计算每相功率因数，对低于设定值时进行分相补偿或三相同补或同时补偿。所述装置可以根据负荷（电流）变化实时投切电容器，在接到外部控制信号后，通过逻辑判断，自动寻找最佳投切时间点，达到电压及三相负荷平衡的实时调整，将功率因数保持在最高水平。
所述装置的安全控制措施：1、装置内安装了低压避雷器，保护装置内设备不被雷击产生的过流和过压烧毁。2、三相分补复合开关保证过零投切，无涌流，触点不烧结，能耗小，无谐波注入，大大提高了装置的安全性和可靠性。3、在安全运行方面，为了防止电流互感器安装在低压线路上被雨淋日晒，设计延长电流取样电缆，把电流互感器安装在箱体内部，消除了存在的不安全隐患。
所述装置采用先进的自动补偿控制器、三相分补复合开关、电容接触器、三相分补电容器、三相共补电容器及箱体组成。自动补偿控制器可以采用FJK-02型，它具有三相共补、分相补偿、综合补偿功能，可通过菜单进行设置控制方案；三相分补复合开关可以采用ZFK型：是最新一代电容器的投切开关，当接到外部控制信号后，通过逻辑判断，自动寻找最佳投切点，保证过零投切，无涌流，触点不烧结，能耗小、无谐波注入；电容器：采用的是国内最先进的浙江正泰公司生产的BZMJ型三相共补电容器与三相分补偿电容器；箱体：采用1000*600*400不锈钢材料喷塑配电箱，便于在低压线路上安装应用。
所述装置适用于所有低压线路末端电压低的台区，尤其是以居民生活用电为主的三相负荷不平衡的台区。适用于无线路改造计划但亟需解决低电压问题的台区。可安装在低压线路末端大负荷前端电杆上，安装时选一个合适的耐张杆，将引线断开，利用电缆穿过电流互感器连接线路，再从电流互感器二次接线到自动补偿控制器来控制电容器的投切。安装完成后，根据现场情况，在自动补偿控制器中设置每相电压、每相功率因数、投切延时、过压欠压保护时间等数值，即可实现自动根据电压和功率因数投切电容器，调整电压及平衡三相负荷。
安装所述装置现场应用各项功能良好，并取得了良好效果：一方面通过分相补偿及三相共补功能，台区电压一般可提高10-20V，有效改善了低电压情况。另一方面，通过分相补偿，平衡了三相负荷，可将功率因率保持在0.95左右，提高了用电效率，不会出现配电变压器单相负荷过高的情况，也不会出现因电压质量引起的投诉。根据运行状况计算，安装“低压分相共补自动补偿器”后，每个台区年节省低压线损金额0.5万元至1.4万元，1年左右即可收回安装成本。
所述装置的成本主要根据无功补偿容量的大小确定，资金约在0.65-1.0万元左右。便于安装，不影响线路的安全运行，能降低用电成本，同时也大大缓解了线路改造资金不足的压力。这样对低压线路无功负荷进行有效地补偿，提高了线路电压，同时解决了三相负荷不平衡的问题，从而提高了功率因数，减少了电能损失。改善了低压台区电压质量，提高了配电变压器的承载能力，同时提高用户满意度，降低了因电压质量引起的投诉数量。具有灵活方便，投资小，效率高的特点。 

Claims (4)

1.一种电压自动补偿装置，包括箱体，其特征在于自动补偿控制器的输出端与三相分补复合开关的控制端连接，三相分补复合开关与三相分补电容器C1连接，自动补偿控制器的输出端与接触器的控制端连接，接触器与三相共补电容器C2连接，A相线、B相线、C相线和零线N经接线端子分别与三相分补复合开关和接触器连接，电流互感器经接线端子与自动补偿控制器的电流采样端连接，A相线、B相线、C相线和零线N与自动补偿控制器的电压采样端连接，任意一条相线和零线N与自动补偿控制器的电源输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种电压自动补偿装置，其特征在于所述三相分补电容器C1上设有指示灯L1-L3。
3.根据权利要求1或2所述的一种电压自动补偿装置，其特征在于所述三相共补电容器C2上设有指示灯L4。
4.根据权利要求1所述的一种电压自动补偿装置，其特征在于在所述箱体内设有避雷器。
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