CN105811430A - 便携式多适应调压自动无功补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式多适应调压自动无功补偿装置，包括电流互感器、剩余电流动作保护器、自动无功补偿控制器以及两组智能电容器，所述自动无功补偿控制器设有电压取样电路、电流取样电路和DSP处理器，所述剩余电流动作保护器的上端第一路引线与电压取样电路连接，所述电流互感器的二次线与电流取样电路连接，所述DSP处理器预设有电压投切阀值和延时阀值，所述电压取样电路根据预设延时阀值进行电压数据采集，所述DSP处理器将采集电压数据与预设电压投切阀值进行比较。本发明通过5次的循环判据，可以做到投切指令的数据更加精准，投切动作更加正确。

Description

便携式多适应调压自动无功补偿装置

技术领域

本发明涉及无功补偿技术。

背景技术

目前市场上的自动无功补偿控制器利用电压门限控制无功投切都采用延时的方法，但在农村，由于负荷分布不均衡、季节性负荷变化大，安装在线路侧作为线路分段补偿的无功补偿装置，经常遇到延时时间设置短，无功投切就频繁，如果延时时间设置过长，农村线路侧出现短暂“低电压”时就得不到及时提升线路侧电压质量。

因此，如何采用有效的判断方法，使自动无功补偿控制器发送及时的指令，同时又能避免智能电容器频繁的投切动作，是当前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种便携式多适应调压自动无功补偿装置，提高无功投切过程中的准确率，避免因电压波动使智能电容器频繁动作。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：便携式多适应调压自动无功补偿装置，包括电流互感器、剩余电流动作保护器、自动无功补偿控制器以及两组智能电容器，所述自动无功补偿控制器设有电压取样电路、电流取样电路和DSP处理器，所述剩余电流动作保护器的上端第一路引线与电压取样电路连接，所述电流互感器的二次线与电流取样电路连接，所述DSP处理器预设有电压投切阀值和延时阀值，所述电压取样电路根据预设延时阀值进行电压数据采集，所述DSP处理器将采集电压数据与预设电压投切阀值进行比较；所述自动无功补偿控制器的自动无功补偿投切控制方法包括如下步骤：

步骤1：根据预设延时阀值依次进行5次电压数据采集，计算5次电压数值的平均值得到第一次电压平均值，比较电压投切阀值×1.05是否小于第一次电压平均值；判断为“否”，退出无功补偿投切控制过程；判断为“是”则进入步骤2；

步骤2：根据预设延时阀值依次进行5次电压数据采集，计算5次电压数值的平均值得到第二次电压平均值，比较电压投切阀值×1.02是否小于第二次电压平均值，如果判断为“否”，进一步判断第二次电压平均值是否大于第一次电压平均值，如果判断为是，退出无功补偿投切控制过程；否则进入步骤3；

步骤3：自动无功补偿控制器发送第1组智能电容器投运指令，同时再根据预设延时阀值依次进行5次电压数据采集，计算5次电压数值的平均值得到第三次电压平均值，比较电压投切阀值×0.99是否小于第三次电压平均值；判断为“否”，比较第三次电压平均值是否大于第二次电压平均值，如果判断为是，比较第三次电压平均值是否大于第一次电压平均值，如果判断为是，自动无功补偿控制器发送切除第1组智能电容器指令，退出无功补偿投切控制过程；否则进入步骤4；

步骤4：根据预设延时阀值依次进行5次电压数据采集，计算5次电压数值的平均值得到第四次电压平均值，比价电压投切阀值×0.97是否小于第四次电压平均值；判断为否，比较第四次电压平均值是否大于第三次电压平均值，如果判断为否，自动无功补偿控制器发送第2组智能电容投运指令；否则进入步骤5；步骤5：根据预设延时阀值依次进行5次电压数据采集，计算5次电压平均值，比较电压投切阀值×1.02是否小于第五次电压平均值；判断为否，比较第五次电压平均值大于第二次电压平均值是否成立，如果判断为是，自动无功补偿控制器发送切除第1组和第2组智能电容器指令，退出无功补偿投切控制判断；否则执行循环步骤4。

作为优选，所述自动无功补偿装置还包括氧化锌避雷器，所述剩余电流动作保护器的上端第二路引线与氧化锌避雷器连接。

作为优选，所述自动无功补偿装置设置进线接线柱、出线接线柱、铜排，所述进线接线柱和出线接线柱与铜排连接，所述铜排的引下线经电流互感器与剩余电流动作保护器上端连接。

作为优选，还设有人机对话模块，通过人机对话模块在DSP处理器内预设电压投切阀值和延时阀值。

作为优选，还设有GSM通讯模块，智能电容器投入运行时，所述GSM通讯模块发送手机短信至指定手机。

本发明采用的技术方案，其有益效果体现在：

1、利用在DSP处理器上预设延时阀值，可以根据实际农村公变负荷与季节变化的特点，自由设定，使每波5次的电压或电流数据采集计算得到的平均值更加准确，避免取值数据波动不定而导致自动无功补偿控制器频繁发送智能电容器投切指令。

2、通过5次的循环判据，再加上延时段的5次实测数据，可以做到投切指令的数据更加精准，投切动作更加正确。

3、利用第一次实测数据平均与电压或电流阀值对比后，当满足条件时，才正式启动DSP处理器内的自动无功补偿投切控制的方法循环判据，可以减轻DSP处理器的工作负荷，避免DSP处理器长期高速运算出现过热现象。

4、通过判据对智能电容器执行逐级投入，可以避免线路侧无功过补现象的发生，同时也解决了电动机或夏天用户空调启动时的电压速降时的智能电容器过于频繁投切。

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描述：

图1为自动无功补偿装置内部元件安装结构示意图；

图2为自动无功补偿控制器的结构示意图；

图3为自动无功补偿器的自动无功补偿投切控制方法流图；

图4为自动无功补偿装置的安装示意图；

图5为自动无功补偿装置的固定结构示意图；

图6为入线夹紧装置的结构示意图。

具体实施方式

在农村低压线路分支线或用户未端的电杆上安装便携式多适应调压自动无功补偿装置。

如图1所示，便携式多适应调压自动无功补偿装置包括箱体，在箱体内安装有电流互感器、自动无功补偿控制器、剩余电流动作保护器、断路器、智能电容器、氧化锌避雷器，箱体内上部安装3×25铜排，进出接线柱与铜排连接，铜排引下线经A、B、C相电流互感器与剩余电流动作保护器上端连接，剩余电流动作保护器上端第一路引线与自动无功补偿控制器电压取样端连接，第二路引线与氧化锌避雷器连接，第三路引线则经断路器与相应智能电容器连接，电流互感器二次线与自动无功补偿控制器电流取样端相连，至少2组智能电容器的485通讯线与自动补偿控制器的485通讯线连接，剩余电流动作保护器下柱引线与出线接线柱相连，箱体上连接有接地体。

具体工作原理如下：

通过采集低压线路A、B、C相电流和电压数据接入自动无功补偿控制器，自动无功补偿控制器再控制智能电容器实现对三相分或共补投切动作，当低压线路电压低于自动无功补偿控制器预设阀值时，由自动无功补偿控制器通过自动无功补偿投切控制的方法执行循环判断，根据判据步骤依次投或切智能电容器。氧化锌避雷器是解决当电路承受过压时进行电压嵌位，当过高的电压出现时可以拉低保护装置不被雷击烧毁，接地端经导线与接地柱连接，剩余电流动作保护器可以实现保护柜体漏电及低压线路经出线后的线路漏电，实现低压线路漏电隔离作用。

如图2所示，自动无功补偿控制器设有DSP处理器、存储器、GSM通信模块、电压取样电路、电流取样电路、人机对话键盘、LED数据显示和RS485通讯接口组成。

DSP处理器设有阀值预设模块和数据处理模块，通过阀值预设模块预设延时阀值和电压投切阀值并存储在存储器中，电压取样电路根据预设延时阀值进行电压数据采集，数据处理模块将采集的电压数据与预设的电压投切阀值进行比较并根据比较结果控制智能电容器动作。

通过人机对话键盘在DSP处理器内预设电压投切阀值、延时设置阀值与功率因素投切阀值。自动无功补偿控制器采用电压采样电路接入和电流采样电路接入，电压部分则采用直接接入，然后由自动无功补偿控制器内置电压取样电路进行转换成电压数值，并于DSP处理器内置预设的阀值进行自动无功补偿投切控制的方法执行循环判断，遇判断给出需要投入智能电容器时，由DSP处理器发送事件经RS485通讯接口推送至对应智能电容器，智能电容器接受指令投入运行，同时DSP处理器再发送指令，经GSM通讯模块发送智能电容器投入运行的手机短信；电流取样电路是通过电流互感器实测数据传送，经电流取样电路放大与处理，将数据推送到DSP处理器，由DSP处理器经电流，功率因数，无功等综合计算，在确定无功欠补状态下，执行自动无功补偿投切控制的方法循环判断，达到条件，由DSP处理器发送指令投入智能电容器。

如图3所示，自动无功补偿投切控制的方法如下：

判据1：根据DSP处理器的延时设置阀值计算5次实采数据的速度，并依次进行5次电压数据采集，计算5次电压值的平均数得到第一次平均值，同时由DSP处理器的电压投切阀值×1.05进行计算并判断是否小于第一次实测数据平均值；判断为“否”，实测电压值属正常范围，退出无功补偿投切控制判断；判断为“是”则进入判据2；

判据2：根据以上方法再依次采集5次电压数据，计算平均值并与DSP处理器的电压投切阀值×1.02进行计算对比，是否小于第二次实测数据平均值；判断为“否”，将第二次实测数据平均值与第一次实测数据平均值对比判断，如果大于成立，实测电压值属正常范围，退出无功补偿投切控制判断；否则进入判据3；

判据3：自动无功补偿控制器发送第1组智能电容器投运指令，同时再依次采集5次电压数据，计算平均值，与预设阀值×0.99对比，是否小于第三次实测数据平均值；判断为“否”，将第三次实测数据平均值与第二次实测数据平均值对比判断，如果大于成立，第三次实测数据平均值与第一次实测数据平均值再进行对比判断，再如大于成立，实测电压值属正常范围，自动无功补偿控制器发送切除第1组智能电容器指令，退出无功补偿投切控制判断；否则进入判据4；

判据4：依次采集5次电压数据，计算平均值，与预设阀值×0.97对比，是否小于第四次实测数据平均值；判断为“否”，将第四次实测数据平均值与第三次实测数据平均值对比判断，如果大于不成立，自动无功补偿控制器发送第2组智能电容投运指令；否则进入判据5；

判据5：依次采集5次电压数据，计算平均值，与预设阀值×1.02对比，是否小于第五次实测数据平均值；判断为“否”，将第五次实测数据平均值与第二次实测数据平均值对比判断，如果大于成立，实测电压值属正常范围，自动无功补偿控制器发送切除第1组和第2组智能电容器指令，退出无功补偿投切控制判断；否则执行循环判据4。

以上是电压因素出现需要投入智能电容器时的控制方法，功率因素的投切控制方法与其相似，也就是根据预设延时阀值依次进行5次电压及电流数据采集，并分别计算功率因素，最后计算5次功率因素数值的平均值，再去与功率因素投切阀值进行比较判断，决定是退出无功补偿投切控制过程，还是进一步判断。但电压与功率因素两者同时出现需要投入智能电容器时，以电压取样电路测得的数据优先。

如图4和图5所示，自动无功补偿装置包括箱体1及设于箱体1内的电器元件，箱体的背面固定有安装臂11，安装臂11通过抱箍21与电杆2抱紧固定。

电杆2为圆柱形，安装臂11可以采用钢板或者铁板制作，呈U型，安装臂的底边水平设置，安装臂的第一侧边与箱体背面焊接或者螺栓固定，安装臂的第二侧边在面向电杆侧平面上设有一对L型定位块23，所述L型定位块定位在电杆外圆面上。安装臂的第二侧边两端设有抱箍螺栓22，抱箍螺栓22将抱箍与立安装臂第二侧边固定。L型定位块23采用角钢制成，与安装臂焊接固定，由于L型定位块的作用，因此安装臂11与电杆2之间的定位及固定效果更好，更稳定。

另外，箱体下方设有支架12，为钢制结构，支架两侧面为直角三角形结构，支架上侧设有支撑板13，箱体底面置于支撑板上，在箱体的顶部设有顶板14，顶板向前突出，顶板上平面为由后侧向前侧下方倾斜的斜面，以便于落水。

如图6所示，箱体1的底部设有一绕线盒3，所述绕线盒3内设有绕线器，所述绕线盒的底板上设有入线口30，所述入线口的下侧连接有入线接头31，所述入线接头连接有入线夹紧装置。

其中，所述入线夹紧装置包括内夹紧套32和外驱动套33，所述外驱动套的内孔设有内锥面，所述内夹紧套的外表面设有外锥面，所述外锥面与内锥面滑动配合，所述外驱动套的外表面设有外螺纹，所述入线接头设有内螺纹孔，所述外螺纹与内螺纹孔啮合。所述入线接头与盒体均为碳钢结构，所述外驱动套采用碳钢制作，所述内夹紧套采用聚四氟乙烯制作。碳钢的结构强度及耐磨性好，聚四氟乙烯变形性能好，以方便夹紧光缆。所述外驱动套的外表面设有两平行的驱动平面，以方便扳手作用。

Claims (5)

1.便携式多适应调压自动无功补偿装置，包括电流互感器、剩余电流动作保护器、自动无功补偿控制器以及两组智能电容器，其特征在于：所述自动无功补偿控制器设有电压取样电路、电流取样电路和DSP处理器，所述剩余电流动作保护器的上端第一路引线与电压取样电路连接，所述电流互感器的二次线与电流取样电路连接，所述DSP处理器预设有电压投切阀值和延时阀值，所述电压取样电路根据预设延时阀值进行电压数据采集，所述DSP处理器将采集电压数据与预设电压投切阀值进行比较；所述自动无功补偿控制器的自动无功补偿投切控制方法包括如下步骤：

步骤1：根据预设延时阀值依次进行5次电压数据采集，计算5次电压数值的平均值得到第一次电压平均值，比较电压投切阀值×1.05是否小于第一次电压平均值；判断为“否”，退出无功补偿投切控制过程；判断为“是”则进入步骤2；步骤2：根据预设延时阀值依次进行5次电压数据采集，计算5次电压数值的平均值得到第二次电压平均值，比较电压投切阀值×1.02是否小于第二次电压平均值，如果判断为“否”，进一步判断第二次电压平均值是否大于第一次电压平均值，如果判断为是，退出无功补偿投切控制过程；否则进入步骤3；

步骤3：自动无功补偿控制器发送第1组智能电容器投运指令，同时再根据预设延时阀值依次进行5次电压数据采集，计算5次电压数值的平均值得到第三次电压平均值，比较电压投切阀值×0.99是否小于第三次电压平均值；判断为“否”，比较第三次电压平均值是否大于第二次电压平均值，如果判断为是，比较第三次电压平均值是否大于第一次电压平均值，如果判断为是，自动无功补偿控制器发送切除第1组智能电容器指令，退出无功补偿投切控制过程；否则进入步骤4；

步骤4：根据预设延时阀值依次进行5次电压数据采集，计算5次电压数值的平均值得到第四次电压平均值，比价电压投切阀值×0.97是否小于第四次电压平均值；判断为否，比较第四次电压平均值是否大于第三次电压平均值，如果判断为否，自动无功补偿控制器发送第2组智能电容投运指令；否则进入步骤5；步骤5：根据预设延时阀值依次进行5次电压数据采集，计算5次电压平均值，比较电压投切阀值×1.02是否小于第五次电压平均值；判断为否，比较第五次电压平均值大于第二次电压平均值是否成立，如果判断为是，自动无功补偿控制器发送切除第1组和第2组智能电容器指令，退出无功补偿投切控制判断；否则执行循环步骤4。

2.根据权利要求1所述的便携式多适应调压自动无功补偿装置，其特征在于：所述自动无功补偿装置还包括氧化锌避雷器，所述剩余电流动作保护器的上端第二路引线与氧化锌避雷器连接。

3.根据权利要求2所述的便携式多适应调压自动无功补偿装置，其特征在于：所述自动无功补偿装置设置进线接线柱、出线接线柱、铜排，所述进线接线柱和出线接线柱与铜排连接，所述铜排的引下线经电流互感器与剩余电流动作保护器上端连接。

4.根据权利要求1所述的便携式多适应调压自动无功补偿装置，其特征在于：还设有人机对话模块，通过人机对话模块在DSP处理器内预设电压投切阀值和延时阀值。

5.根据权利要求1所述的便携式多适应调压自动无功补偿装置，其特征在于：还设有GSM通讯模块，智能电容器投入运行时，所述GSM通讯模块发送手机短信至指定手机。