CN106230001A - 一种串联补偿装置的控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种串联补偿装置的控制器，属于电容器补偿技术领域，解决了现有的控制器存在的功能较为单一，对于串联补偿装置的控制效率低、保护不全面，导致串联补偿装置的可靠性低、稳定性差的技术问题。本发明实施例提供的串联补偿装置的控制器，包括主控制器、检测电路、开关控制电路和通讯装置，主控制器与检测电路、开关控制电路和通讯装置相连，主控制器设置于串联补偿装置的外部，主控制器根据检测电路的检测结果，控制串联补偿装置内部的开关控制电路和通讯装置的运行，通讯装置与控制中心通过通讯连接。本发明应用于串联补偿装置的运行控制。

Description

一种串联补偿装置的控制器

技术领域

本发明涉及电容器补偿技术领域，具体而言，涉及一种串联补偿装置的控制器。

背景技术

我国的10kV和6kV配电网络规模巨大，负荷情况复杂，其运行情况和电能质量显得更为重要。电压质量是电能质量的一个重要指标。从工程实用的角度考虑，电压质量是指实际电压与理想电压之间的偏差，反映供电部门向用户提供的电能是否合格。

目前，常采用电容补偿装置来调节交流输电系统的阻抗、电压、相位、功率等。现有的电容补偿装置应用在用电设备无功变化较快或有冲击性负载的系统中时，通常会配有保护设备，以实现对系统的有功和无功潮流进行灵活控制，从而达到提高线路输送能力、改善电能质量、提高可靠性等目的。保护设备以及串联补偿装置的运行由相应开关的合闸分闸进行实现，对开关的有效控制成为了串联补偿装置及其保护设备能否稳定地、可靠地运行的关键因素。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的串联补偿装置的控制器在输电线路出现故障时不能很好地保护电容器，而且控制器的工作效率较低，进而提高了保护设备的折旧额与维护成本，容易降低电容器的使用性能，进而潜在地影响了输电线路的稳定性。因此，现有的控制器存在功能较为单一，对于串联补偿装置的控制效率低、保护不全面，导致串联补偿装置的可靠性低、稳定性差的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种串联补偿装置的控制器，以改善串联补偿装置的控制器的功能，提高控制器的控制效率，缓解控制器滞后所导致的串联补偿装置的可靠性低、稳定性差的技术问题。

本发明实施例提供了一种串联补偿装置的控制器，包括：主控制器、检测电路、开关控制电路和通讯装置；

所述主控制器与所述检测电路、所述开关控制电路和所述通讯装置相连；

所述主控制器设置于串联补偿装置的外部；

所述主控制器根据所述检测电路的检测结果，控制串联补偿装置内部的所述开关控制电路和所述通讯装置的运行；

所述通讯装置与控制中心通过通讯连接。

本发明实施例提供了第一种可能的实施方式，其中，所述检测电路包括：电容器检测器、MOV支路电流检测器和线路电压检测器；

所述电容器检测器与串联补偿装置中的电容器相连接；

所述MOV支路电流检测器与所述串联补偿装置中的MOV相连接；

所述线路电压检测器置于供电线路母线上。

结合第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二种可能的实施方式，其中，所述电容器检测器包括电容器电压检测器和/或电容器电流检测器。

结合第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第三种可能的实施方式，其中，所述检测电路还包括不平衡电流检测器。

结合第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第四种可能的实施方式，其中，所述检测电路还包括开关辅助触点状态检测器。

本发明实施例提供了第五种可能的实施方式，其中，所述开关控制电路包括：投切操作开关、快速开关和旁路开关；

串联补偿装置中的电容器通过所述投切操作开关连接供电线路母线；

所述快速开关并联于所述串联补偿装置中的电容器的两端；

所述旁路开关并联于所述快速开关两端。

结合第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第六种可能的实施方式，其中，所述旁路开关为断路器，所述快速开关为接触器。

本发明实施例提供了第七种可能的实施方式，其中，还包括故障报警器，所述故障报警器与所述主控制器相连接。

本发明实施例提供了第八种可能的实施方式，其中，还包括控制柜体，所述控制柜体上设置有开关面板、微机交互面板、输出显示面板和控制器托架。

结合第八种可能的实施方式，本发明实施例提供了第九种可能的实施方式，其中，所述微机交互面板包括操作键、显示屏和状态指示灯。

本发明所提供的一种串联补偿装置的控制器能产生如下有益效果：

本发明实施例提供的串联补偿装置的控制器，包括主控制器、检测电路、开关控制电路和通讯装置，主控制器与检测电路、开关控制电路和通讯装置相连，主控制器设置于串联补偿装置的外部，主控制器根据检测电路的检测结果，控制串联补偿装置内部的开关控制电路和通讯装置的运行，通讯装置与控制中心通过通讯连接。在串联补偿装置的控制器运行过程中，主控制器根据检测电路的检测结果，生成控制信息，再将控制信息发送至串联补偿装置内部的开关控制电路，通过对相应的开关的合闸及分闸操作，实现对串联补偿装置的控制，进而改变串联补偿装置的工作状态，与此同时，主控制器还将控制信息发送至与控制中心相连接的通讯装置，能够实现工程人员对串联补偿装置控制器的实时监控。该技术方案缓解了现有技术存在的功能较为单一，对于串联补偿装置的控制效率低、保护不全面，导致串联补偿装置的可靠性低、稳定性差的技术问题，进而改善了串联补偿装置的控制器的功能，提高了控制器的控制效率，缓解了控制器滞后所导致的串联补偿装置的可靠性低、稳定性差的技术问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的串联补偿装置的控制器的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的串联补偿装置的控制器中，控制器的具体结构示意图。

图示说明：

100-主控制器；200-检测电路；210-电容器检测器；211-电容器电压检测器；212-电容器电流检测器；220-MOV支路电流检测器；230-线路电压检测器；240-不平衡电流检测器；250-开关辅助触点状态检测器；300-开关控制电路；310-投切操作开关；320-快速开关；330-旁路开关；400-通讯装置；500-故障报警器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现有的电容补偿装置应用在用电设备无功变化较快或有冲击性负载的系统中时，通常会配有保护设备，以实现对系统的有功和无功潮流进行灵活控制，从而达到提高线路输送能力、改善电能质量、提高可靠性等目的。保护设备以及串联补偿装置的运行由相应开关的合闸分闸进行实现，对开关的有效控制成为了串联补偿装置及其保护设备能否稳定地、可靠地运行的关键因素。现有的串联补偿装置的控制器在输电线路出现故障时不能很好地保护电容器，而且控制器的工作效率较低，进而提高了保护设备的折旧额与维护成本，容易降低电容器的使用性能，进而潜在地影响了输电线路的稳定性。本发明实施例提供的一种串联补偿装置的控制器，可以改善串联补偿装置的控制器的功能，提高控制器的控制效率，缓解控制器滞后所导致的串联补偿装置的可靠性低、稳定性差的技术问题。

图1示出的本发明实施例所提供的串联补偿装置的控制器的结构示意图。本发明实施例提供的一种串联补偿装置的控制器，包括：主控制器100、检测电路200、开关控制电路300和通讯装置400，主控制器100与检测电路200、开关控制电路300和通讯装置400相连，主控制器100设置于串联补偿装置的外部，主控制器100根据检测电路200的检测结果，控制串联补偿装置内部的开关控制电路300和通讯装置400的运行，通讯装置400与控制中心通过通讯连接。在串联补偿装置的控制器运行过程中，主控制器100根据检测电路200的检测结果，生成控制信息，再将控制信息发送至串联补偿装置内部的开关控制电路300，通过对相应的开关的合闸及分闸操作，实现对串联补偿装置的控制，进而改变串联补偿装置的工作状态，与此同时，主控制器100还将控制信息发送至与控制中心相连接的通讯装置400。通常一个局配网中需要改善电压质量的配电线路众多，安装串联补偿装置的个数可达到几十甚至上百个，因此建立串联补偿装置与控制中心的通讯是非常必要的，工作人员能够实时监测装置状态和统计开关动作次数，并在控制中心向控制器发出指令，停止控制器的自动保护功能，以及更改控制器中开关控制电路300的状态和主控制器100的保护限值。该技术方案能够实现工作人员对串联补偿装置控制器的实时监控，以便日常维护及处理故障。

图2示出的本发明实施例所提供的串联补偿装置的控制器中，控制器的具体结构示意图。本发明实施例提供的控制器中，检测电路200包括：电容器检测器210、金属氧化物压敏电阻(Metal Oxide Varistors，简称MOV)支路电流检测器220和线路电压检测器230，电容器检测器210与串联补偿装置中的电容器相连接，MOV支路电流检测器220与串联补偿装置中的MOV相连接，线路电压检测器230置于供电线路母线上。MOV是以氧化锌为材料烧结而成的半导体限压型抗浪涌器件。当电容器投入时，会产生较大的涌流；当电容器切除时，会产生较高的过电压；电容器再次投入前需要对其充分地放电。当这种情况造成故障时，需要快速将电容器短接，MOV并联于电容器的两端，能够在电容器电压超过规定限制时瞬间动作，因此，MOV成为了电容器的第一级保护。串联补偿装置的控制器的首要功能是装置的自动保护控制，其输入量包括：装置安装点前侧的供电线路母线的电压、电容器的工作参数、MOV支路的电流。

本发明实施例提供的控制器中，开关控制电路300包括：投切操作开关310、快速开关320和旁路开关330，串联补偿装置中的电容器通过投切操作开关310连接供电线路母线，快速开关320并联于串联补偿装置中的电容器的两端，旁路开关330并联于快速开关320两端。

当检测电路内的线路电压检测器230检测到线路电压持续2个周波为零时，立刻反馈至主控制器100，主控制器100生成控制信息并发送至开关控制电路300，开关控制电路300控制旁路开关330合闸。即线路停电时需要保证旁路开关330为闭合状态，以免线路运行或重合闸时多台变压器的励磁涌流对串联补偿装置中的电容器造成损害。该技术方案是控制器线路停电或故障断电时串联补偿装置保护的基础。

当投切操作开关310合闸时，检测电路内的线路电压检测器230检测到线路电压回升，并持续2秒有值，则反馈至主控制器100，主控制器100延时30s后向开关控制电路300发出控制信息，开关控制电路300控制投切操作开关310分闸。该技术方案提供了控制器在线路充电或重合闸时串联补偿装置延时投运的功能。

本发明实施例提供的控制器中，电容器检测器210包括电容器电压检测器211和/或电容器电流检测器212。在检测电路中，电容器检测器210所测得的电容器的工作参数作为控制器的输入量之一也起到了重要的作用。

当线路发生短路，电容器电压检测器211检测到电容器两端电压过高时，立刻反馈至主控制器100，主控制100生成控制信息并发送至开关控制电路300，开关控制电路300控制旁路开关330合闸。与此同时，MOV支路电流检测器220检测MOV支路的电流，以确认其是否动作。由于电容器电流超前其两端电压90°，即电流的变化先于其两端电压的变化，电容器电流检测器212检测到电容器支路电流过高便反馈至主控制器100，主控制器100生成控制信息并发送至开关控制电路300，开关控制电路300控制旁路开关330合闸，则可进一步地减小MOV需要吸收的能量，为控制器的线路故障时的应急响应提供多重保障。该技术方案提供了控制器在线路故障时串联补偿装置进行过电压保护的功能。

本发明实施例提供的控制器还提供谐振检测和保护的功能，当电容器电流检测器212检测电容器电流，反馈至主控制器100，主控制器100进行谐振判断，当谐振发生时，主控制器100生成控制信息并发送至开关控制电路300，开关控制电路300控制旁路开关330合闸，对串联补偿装置进行谐振保护。

本发明实施例提供的控制器所提供的上述功能提高了控制器的控制效率，缓解了控制器滞后所导致的串联补偿装置的可靠性低、稳定性差的技术问题。

本发明实施例提供的控制器中，检测电路200还包括不平衡电流检测器240与开关辅助触点状态检测器250。串联补偿装置中的不平衡电流模拟量与电路中的开关辅助触点状态的数字量同样为控制器不容忽视的输入量，是线路是否安全运行的重要参考。

本发明实施例提供的控制器中，旁路开关330为断路器，快速开关320为接触器。二者与上述的MOV构成了串联补偿装置的三级保护，其中，以MOV作为一级保护来满足立式电容器的快速过压保护，以快速开关320和电感作为二级保护来进一步减小MOV的额定容量，以旁路开关330作为三级保护，充分提高了串联补偿装置的可靠性。

本发明实施例提供的控制器中，还包括故障报警器500，故障报警器500与主控制器100相连接。当串联补偿装置发生故障时，故障报警器500发出警报，提示工作人员进行故障检测及维修。

本发明实施例提供的控制器中，还包括控制柜体(图中未示出)，控制柜体上设置有开关面板、微机交互面板、输出显示面板和控制器托架。控制柜体能够为串联补偿装置的控制器提供基础的防水防尘保护，进一步提高了设备运行的安全性。

本发明实施例提供的控制器中，微机交互面板包括操作键、显示屏和状态指示灯。具有基本的信息显示功能及人机交互功能，使得工作人员监测直观、操作便捷。

本发明实施例提供的控制器所控制的串联补偿装置中还连接有阻尼电抗器，电容和电感串联的组合构成串联谐振回路，而在配电网中往往存在大量变压器和电动机等感性设备，因此，串联补偿装置运行时有几率发生谐振与感应电动机自激。接入阻尼电抗器能够防止谐振过电流产生的过电压击穿立式电容器以及感应电动机启动时发生自激，提高了设备的可靠性。

本发明实施例提供的串联补偿装置的控制器，包括主控制器100、检测电路200、开关控制电路300和通讯装置400，主控制器100与检测电路200、开关控制电路300和通讯装置400相连，主控制器100设置于串联补偿装置的外部，主控制器100根据检测电路200的检测结果，控制串联补偿装置内部的开关控制电路300和通讯装置400的运行，通讯装置400与控制中心通过通讯连接。在串联补偿装置的控制器运行过程中，主控制器100根据检测电路200的检测结果，生成控制信息，再将控制信息发送至串联补偿装置内部的开关控制电路300，通过对相应的开关的合闸及分闸操作，实现对串联补偿装置的控制，进而改变串联补偿装置的工作状态，与此同时，主控制器100还将控制信息发送至与控制中心相连接的通讯装置400，能够实现工程人员对串联补偿装置控制器的实时监控。该技术方案缓解了现有技术存在的功能较为单一，对于串联补偿装置的控制效率低、保护不全面，导致串联补偿装置的可靠性低、稳定性差的技术问题，进而改善了串联补偿装置的控制器的功能，提高了控制器的控制效率，缓解了控制器滞后所导致的串联补偿装置的可靠性低、稳定性差的技术问题。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种串联补偿装置的控制器，其特征在于，包括：主控制器、检测电路、开关控制电路和通讯装置；

所述主控制器与所述检测电路、所述开关控制电路和所述通讯装置相连；

所述主控制器设置于串联补偿装置的外部；

所述主控制器根据所述检测电路的检测结果，控制串联补偿装置内部的所述开关控制电路和所述通讯装置的运行；

所述通讯装置与控制中心通过通讯连接。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述检测电路包括：电容器检测器、MOV支路电流检测器和线路电压检测器；

所述电容器检测器与串联补偿装置中的电容器相连接；

所述MOV支路电流检测器与所述串联补偿装置中的MOV相连接；

所述线路电压检测器置于供电线路母线上。

3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述电容器检测器包括电容器电压检测器和/或电容器电流检测器。

4.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述检测电路还包括不平衡电流检测器。

5.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述检测电路还包括开关辅助触点状态检测器。

6.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述开关控制电路包括：投切操作开关、快速开关和旁路开关；

串联补偿装置中的电容器通过所述投切操作开关连接供电线路母线；

所述快速开关并联于所述串联补偿装置中的电容器的两端；

所述旁路开关并联于所述快速开关两端。

7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述旁路开关为断路器，所述快速开关为接触器。

8.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，还包括故障报警器，所述故障报警器与所述主控制器相连接。

9.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，还包括控制柜体，所述控制柜体上设置有开关面板、微机交互面板、输出显示面板和控制器托架。

10.根据权利要求9所述的控制器，其特征在于，所述微机交互面板包括操作键、显示屏和状态指示灯。