CN103066612B - 集成式无功功率补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了集成式无功功率补偿装置，该装置包括外壳，以及置于所述外壳中的控制模块和补偿模块，所述补偿模块具体包括补偿模块框架，以及集成在所述补偿模块框架中的两路结构相同的三相共补补偿电路，每一路三相共补补偿电路包括相串联的电容器控制保护断路器、复合开关和三相共补电容器；所述控制模块具体包括控制模块框架，以及集成在控制模块框架内的总电源控制保护断路器、测控仪、电流互感器、一路分相补偿补偿电路和一路三相共补补偿电路。线路已分别集成在补偿模块和控制模块中，因此，具有体积小，安装维护方便，结构紧凑的优点。

Description

集成式无功功率补偿装置

技术领域

本发明涉及电力技术领域，更具体的说，涉及集成式无功功率补偿装置。

背景技术

现有的无功功率补偿装置存在体积大、安装维护不方便，结构不紧凑的问题，因此，需要研制体积小，安装维护方便，结构紧凑的无功功率补偿装置。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了体积小，安装维护方便，结构紧凑的无功功率补偿装置。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种集成式无功功率补偿装置，包括：

外壳，以及置于所述外壳中的控制模块和补偿模块，其中：

所述补偿模块具体包括补偿模块框架，以及集成在所述补偿模块框架中的两路结构相同的三相共补补偿电路，每一路三相共补补偿电路包括相串联的电容器控制保护断路器、复合开关和三相共补电容器；

所述控制模块具体包括控制模块框架，以及集成在控制模块框架内的总电源控制保护断路器、测控仪、电流互感器、一路分相补偿补偿电路和一路三相共补补偿电路；

所述分相补偿补偿电路包括相串联的电容器控制保护断路器、复合开关和组合式的单相分补电容器；

所述三相共补补偿电路包括相串联的电容器控制保护断路器、复合开关和三相共补电容器；

所述分相补偿补偿电路中的电容器控制保护断路器和三相共补补偿电路中的电容器控制保护断路器分别经电流互感器与所述总电源控制保护断路器相连接，所述分相补偿补偿电路和三相共补补偿电路中的复合开关的二次控制电路分别与所述测控仪相连接，所述测控仪所需的工作电源端子通过二次设备保护熔断器接自电流互感器的一次出线端，所述测控仪的信息端子通过二次总线缆与控制模块外的取样互感器相连接。

优选的，所述控制模块框架中还集成有：无功电流指示仪和过压保护器。

优选的，所述控制模块框架中还集成有电容器放电指示灯和总电源指示灯。

优选的，所述补偿模块框架中还集成有：电容器放电指示灯。

优选的，所述三相共补电容器为三相△接法的并联电容器；所述组合式的单相分补电容器为单相Y接法的并联电容器。

优选的，所述控制模块的高度与补偿模块的高度相同；所述控制模块的深度与补偿模块的深度相同；所述控制模块的宽度是所述补偿模块的宽度的2倍。

优选的，所述补偿模块框架上设置有一次电缆和二次电缆的连接端子；所述控制模块框架上设置有一次电缆和二次电缆的连接端子。

由上可见，在本发明实施例中，由于线路已分别集成在补偿模块和控制模块中，因此，具有体积小，安装维护方便，结构紧凑的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1a为本发明实施例提供的集成式无功功率补偿装置正视结构示意图；

图1b为本发明实施例提供的集成式无功功率补偿装置侧视结构示意图；

图2a为本发明实施例提供的控制模块正视结构示意图；

图2b为本发明实施例提供的控制模块右视结构示意图；

图2c为图2a所示控制模块的A-A的剖视图；

图2d为图2a所示控制模块的B-B的剖视图；

图2e为图2a所示控制模块的C-C的剖视图；

图2f为控制模块与补偿模块主电路连接示意图；

图2g为控制模块与补偿模块主电路详细连接示意图；

图3a为本发明实施例提供的补偿模块正视结构示意图；

图3b为本发明实施例提供的补偿模块右视结构示意图；

图3c为图3a所示补偿模块的A-A的剖视图；

图3d为图3a所示补偿模块的B-B的剖视图；

图3e为图3a所示补偿模块的C-C的剖视图；

图3f为复合开关内部主电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本实施例所提供的集成式无功功率补偿装置，包括外壳、置于外壳中的控制模块和补偿模块。

在本发明其他实施例中，参见图1a，控制模块13的宽度是补偿模块15的宽度的2倍。同时请参见图1b，控制模块13的高度与补偿模块15的高度相同，并且控制模块13的深度与补偿模块15的深度相同。

这样一来，控制模块13和补偿模块15形成了标准化模块，从而可根据用户不同要求将一套控制模块和数套补偿模块的组合，便于设备在使用现场的维护与调整。

为更方便连接，请参见图2a所示出的补偿模块的具体结构图，在图2a中，设置有一次电缆和二次电缆的连接端子32。而在图3a所示出的控制模块的具体结构图中，也设置有一次电缆和二次电缆的连接端子32。这样一来，控制模块和补偿模块间的一次电缆和二次电缆的连接只需要按连接端子的按接线图要求连接在对应的连接端子上即可。

下面将具体介绍控制模块的具体结构，请参见图2a-图2e，控制模块可具体包括控制模块框架40，以及设置在控制模块框架40内的各部件；前述的连接端子32也设置在控制模块框架40上。

请参见图2a-图2g（图2f是图2g的简化版），集成在控制模块框架内的各部件可包括：

总电源控制保护断路器31、测控仪39、（提供总无功分相电流信息的）电流互感器41（A、B、C三相各一个）、一路分相补偿补偿电路46和一路三相共补补偿电路47，其中：

请参见图2f，分相补偿补偿电路46包括相串联的电容器控制保护断路器30、复合开关35和组合式的单相分补电容器51；需要注意的是，组合式的单相分补电容器51为单相Y接法的并联电容器，其内部包括三个电容34。而电容器控制保护断路器30内部也包括三个子电容器控制保护断路器301。至于复合开关35，其内部也包括三个子复合开关353。

而三相共补补偿电路47包括相串联的电容器控制保护断路器48、复合开关35和三相共补电容器49；三相共补电容器49具体可包括三相△接法的并联电容器。

另外，分相补偿补偿电路的电容器控制保护断路器30和三相共补补偿电路中的电容器控制保护断路器48分别经电流互感器41与总电源控制保护断路器31相连接，分相补偿补偿电路和三相共补补偿电路中的复合开关35的二次控制电路分别与测控仪39相连接，测控仪39的工作电源端子经二次设备保护熔断器接于电流互感器41的一次出线端，其（反映用电负载信息）的信息端子通过二次总线缆与控制模块外的取样互感器50相连接。

仍请参见图2a-2f，在本发明其他实施例中，上述控制模块框架中还可集成反映总无功分相电流的无功电流指示仪33和过压保护器42。其中，无功电流指示仪33接在电流互感器41的二次端子上，而过压保护器42与总电源控制保护断路器31的下端相连接。

在本发明其他实施例中，上述控制模块框架中还可集成有电容器放电指示灯37和总电源指示灯38。其中，电容器放电指示灯37与电容器相并联。

更具体的，仍请参见图2a-图2e，上述控制模块框架中还可集成饰面板29和控制模块制造信息牌36。

在介绍完控制模块后，下面将具体介绍补偿模块的具体结构，请参见图图2f以及图3a-图3e，补偿模块可具体包括补偿模块框架44，以及设置在补偿模块框架44内的各部件；前述的连接端子32也设置在补偿模块框架44上。

集成在补偿模块框架44内的各部件可包括：两路结构相同的三相共补补偿电路47，三相共补补偿电路47的结构请参见前述记述，在此不作赘述。

在本发明其他实施例中，上述补偿模块框架44内还可集成电容器放电指示灯37。

更具体的，仍请参见图3a-图3e，补偿模块还包括饰面板43和补偿模块制造信息牌45。

仍请参见图2f，上述集成式无功功率补偿装置能根据负载端的用电状况（反映用电无功状态的无功功率、功率因数等）自动投入或切除所需的三相共补电容量，或根据用电负荷无功不平衡状态投切单相分补电容量，或根据用电负荷无功的总体无功状态投切一组/二组/三组/四组的三相共补电容器组。

而自动投切的控制元件就是控制模块上的测控仪39，它能根据所接供电线路后端用电状态（通过取样互感器50获取）判断、分析、显示、控制等。是测控仪39根据所接供电线路后用用电状态发指令给所需投或切的控制电容器的复合开关上的二次控制元件给电容器接通或切断电路来工作的。

测控仪39与复合开关35的组合，能以无功功率为控制物理量，以用户设定的功率因数为投切参考值，将静态补偿与动态补偿相结合，并将三相共补与分相补偿相结合。

在本发明其他实施例中，参见图3f，上述子复合开关353具体包括相并联的可控硅开关351和接触器开关352。

图3f中的结构采用微机智能控制，可实现过零投切，从而使集成式无功功率补偿装置在接通和断开的瞬间具有可控硅即动态补偿的优点，而在投入工作时又具有无功耗开关即接触器的无功耗优点，其实现方式是：投入时在电压过零瞬间可控硅开关351先过零触发，稳定后再将接触器开关352吸合导通，然后再断开可控硅开关351；而切除时是先将可控硅开关351投入，接触器开关352（无功耗开关）再断开，可控硅开关351再在电流过零时断开，从而实现零电流切除。由于可控硅开关351是在电压过零时投入或在电流过零时切除，因此无涌流冲击，无操作过电压，无电弧重燃，无触点；延时后由接触器开关352吸合、导通，不会产生谐波，并且导通后采用无功耗开关工作，接触器开关352（无功耗开关）的接触电阻小，装置平时不耗电，因而不发热，彻底避免了可控硅开关351的烧毁现象，无功耗开关投切时不产生电弧，因而大大延长了使用寿命，能达到投切次数大于50万次的寿命要求。

综上可见，与现有技术相比，在本实施例中，由于线路已经分别集成在补偿模块和控制模块中，因此，接线连接简单、方便，可靠，产品外形结构紧凑，从而方便了无功功率补偿装置的安装、维护等。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种集成式无功功率补偿装置，其特征在于，包括：

外壳，以及置于所述外壳中的控制模块和补偿模块，其中：

所述补偿模块具体包括补偿模块框架，以及集成在所述补偿模块框架中的两路结构相同的三相共补补偿电路，每一路三相共补补偿电路包括相串联的电容器控制保护断路器、复合开关和三相共补电容器；

所述控制模块具体包括控制模块框架，以及集成在控制模块框架内的总电源控制保护断路器、测控仪、电流互感器、一路分相补偿补偿电路和一路三相共补补偿电路；

所述分相补偿补偿电路包括相串联的电容器控制保护断路器、复合开关和组合式的单相分补电容器；

所述三相共补补偿电路包括相串联的电容器控制保护断路器、复合开关和三相共补电容器；

所述分相补偿补偿电路中的电容器控制保护断路器和三相共补补偿电路中的电容器控制保护断路器分别经电流互感器与所述总电源控制保护断路器相连接，所述分相补偿补偿电路和三相共补补偿电路中的复合开关的二次控制电路分别与所述测控仪相连接，所述测控仪的工作电源端子通过二次设备保护熔断器接自电流互感器的一次出线端，所述测控仪的信息端子通过二次总线缆与控制模块外的取样互感器相连接，所述测控仪根据通过取样互感器获取的供电线路后端用电状态控制自动投切；

所述控制模块的高度与补偿模块的高度相同；

所述控制模块的深度与补偿模块的深度相同；

所述控制模块的宽度是所述补偿模块的宽度的2倍；

所述补偿模块框架上设置有一次电缆和二次电缆的连接端子；

所述控制模块框架上设置有一次电缆和二次电缆的连接端子。

2.如权利要求1所述的集成式无功功率补偿装置，其特征在于，所述控制模块框架中还集成有：无功电流指示仪和过压保护器。

3.如权利要求1所述的集成式无功功率补偿装置，其特征在于，所述控制模块框架中还集成有电容器放电指示灯和总电源指示灯。

4.如权利要求1所述的集成式无功功率补偿装置，其特征在于，所述补偿模块框架中还集成有：电容器放电指示灯。

5.如权利要求1所述的集成式无功功率补偿装置，其特征在于：

所述三相共补电容器为三相△接法的并联电容器；

所述组合式的单相分补电容器为单相Y接法的并联电容器。