CN201374563Y

CN201374563Y - 低压分相无功补偿柜装置

Info

Publication number: CN201374563Y
Application number: CN200820170467U
Authority: CN
Inventors: 邵学俭; 张帆; 张鹏飞; 邓光斌
Original assignee: Hangzhou Dayou Technology Development Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Dayou Technology Development Co Ltd
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2009-12-30
Anticipated expiration: 2018-12-25

Abstract

本实用新型公开了一种适用于箱变的低压分相无功补偿柜装置，它包括低压分相补偿箱体、刀熔开关、低压熔断器、智能复合开关组、电容器组、避雷器和配电智能终端，其中：刀熔开关的一端a1连接到电网侧，另一端b1连接到低压熔断器组的a2端；避雷器的一端连接到刀熔开关，另一端接地；低压熔断器组的b2端连接到智能复合开关组的a3端；智能复合开关组的b3端连接到电容器组的a4端；电容器组的b4端连接到N线电压；配电智能终端与智能复合开关组相连。该装置除具有常规电参量实时检测，温度、湿度的测量和控制，变压器压力释放阀状态的实时监测，开关门检测及换风控制功能外，还具有按需要对无功损耗进行分相或者三相共补偿的功能。

Description

低压分相无功补偿柜装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于电力系统的低压分相无功补偿柜装置，特别涉及一种以智能复合开关组作为补偿电容器的开关，用配电智能终端进行控制，通过检测负荷的无功功率和电压过、欠压情况，对多级电容器组进行分相投切的低压分相无功补偿柜装置。

背景技术

随着人民群众生活水平不断提高，商业住宅用电量不断增大，如空调、电冰箱、热水器、各种加热炉具等电器产品主要以小型电动机为动力，需要消耗大量的无功功率。因此，安装无功补偿装置，在电容器电压与系统电压相等的时刻投入电容器，可完全消除暂态过程，使补偿效果快速、准确、安全、易于控制。此外，还可以对不平衡的无功功率进行完全补偿，避免了在某些相欠补偿的同时，某些相过补偿，这样可以达到减少电压损失、减低输电线路有功损耗、提高配变利用率的效果。

但无功补偿装置如何设计，安装何处，设备运行寿命如何保证，运行维护管理是否方便，既要考虑经济投资，又要达到目标效果。选择在箱式变电站里安装带有配电智能终端的低压分相无功补偿柜装置，集负荷综测、数据采集、无功补偿等于一身，对于降损节能这是以往的补偿装置难以胜任的，该装置成本低、可靠性高、相对需要维护工作量小。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种适用于箱变的低压分相无功补偿柜装置，该装置除具有常规电参量实时检测，温度、湿度的测量和控制，变压器压力释放阀状态的实时监测，开关门检测及换风控制功能外，还具有按需要对无功损耗进行分相或者三相共补偿的功能。

为此，本实用新型采用的技术方案如下：

一种低压分相无功补偿柜装置，包括低压分相补偿箱体、刀熔开关、低压熔断器、智能复合开关组、电容器组、避雷器，进一步还包括配电智能终端；所述刀熔开关的一端a1连接到电网侧，另一端b1连接到低压熔断器组的a2端；所述避雷器的一端连接到刀熔开关的b1端，另一端连接到大地；所述低压熔断器组的b2端连接到智能复合开关组的a3端；所述智能复合开关组的b3端连接到电容器组的a4端；所述电容器组的b4端连接到N线电压；配电智能终端与智能复合开关组相连。

所述配电智能终端包括中央处理器、交流采样模块、温度测量模块、凝露测量模块、开关门及压力释放阀检测模块、无功补偿输出模块、继电器输出模块、通讯模块、电源模块、存储模块、人机界面模块；所述交流采样模块、存储模块、人机界面模块分别与中央处理器的数据总线连接，且受控于中央处理器；所述温度测量模块、凝露测量模块、开关门及压力释放阀检测模块连接中央处理器的输入端口；所述无功补偿输出模块、继电器输出模块连接中央处理器的输出端口；所述的通讯模块连接中央处理器的通讯端口；电源模块提供配电智能终端的工作电源。

所述电容器组为由多个电容器连接组成的单相Y型电容器组，或为由多个电容器组成的三相△型电容器组，或为由多个电容器分别连接组成的单相Y型电容器组和三相△型电容器组。所述智能复合开关组包括多个可分别控制单相Y型电容器组和三相△型电容器组的智能复合开关。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、该装置有分相补偿，三相共补和分共补混合补偿三种方式，装置可根据功率因素和过压欠压等情况来判断采取何种方式。

2、该装置的补偿有自动和手动两种方式，当采用自动补偿方式时，可以自动检测各相的无功损耗，并实时地按需进行补偿，有判断准、速度快、无需手工干预等特点；而采用手动补偿方式时，则可以根据需要对选定的某相或者多相进行补偿。

3、该装置实时测量变压器油温、室温以及环境温度，当温度超过设定范围时，控制继电器输出模块输出，启动风机强迫排风降温；当箱内外温差过大，达到设定湿度或接近凝露时，控制继电器输出模块输出，启动加热板工作，消除凝露。

4、箱式变电站大门开启时，装置控制开启照明和风机，对室内空气进行换气，保障操作和维护人员的健康。实时监测变压器压力释放阀的状态，当状态异常时立即报警。

附图说明

图1为本实用新型一种低压分相无功补偿柜装置实施例的系统框图；

图2为本实用新型一种实施例的配电智能终端各模块示意图；

图3为本实用新型一种实施例的配电智能终端无功补偿输出模块与智能复合开关接口示意图。

具体实施方式

下面，结合实施例和附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实施例的低压分相无功补偿柜装置包括以下部件：

低压分相补偿箱体、刀熔开关、低压熔断器、智能复合开关组、电容器组、避雷器，进一步还包括配电智能终端。所述刀熔开关的一端a1连接到电网侧，另一端b1连接到低压熔断器的a2端；所述避雷器的一端连接到刀熔开关的b1端，另一端连接到大地；所述低压熔断器的b2端连接到智能复合开关组的a3端；所述智能复合开关组的b3端连接到电容器组的a4端；所述电容器组的b4端连接到N线电压；配电智能终端的无功补偿输出模块连接到智能复合开关组，对智能复合开关组的动作进行控制。所述电容器组可以是由多个电容器连接组成的单相Y型电容器组或三相△型电容器组，也可以是由多个电容器分别连接组成的单相Y型电容器组和三相△型电容器组。智能复合开关组包括多个可控制单相Y型电容器组及可控制三相△型电容器组的智能复合开关。

如图2所示，本实施例中的配电智能终端包括中央处理器、交流采样模块、温度测量模块、凝露测量模块、开关门及压力释放阀检测模块、无功补偿输出模块、继电器输出模块、通讯模块、电源模块、存储模块、人机界面模块。所述交流采样模块、存储模块、人机界面模块分别与中央处理器的数据总线连接，且受控于中央处理器；所述温度测量模块、凝露测量模块、开关门及压力释放阀检测模块连接中央处理器的输入端口；所述无功补偿输出模块、继电器输出模块连接中央处理器的输出端口；所述的通讯模块连接中央处理器的通讯端口；电源模块提供配电智能终端的工作电源。

所述的交流采样模块对交流输入量进行同步采样，中央处理器控制同步采样的进行，将采样后的数据进行傅立叶(FFT)变换后，得到电压电流的基波及各次谐波的分量，并通过计算得到功率因数、有功功率、无功功率、电量等各项参数。

本装置可根据功率因数及电压过、欠压情况来投切电容器。当功率因数低于设定值时，经过预先设定的延时后，无功补偿输出模块的输出控制智能复合开关，投入一组电容器，如不够，延时后再投。反之，当检测到功率因数高于设定值或电流超前时，则切除补偿电容。当供电电压低于设定值下限时就投入电容，当电压高于设定值上限时，把电容器切除。按照无功和电压的关系，补偿装置能够使电压稳定在一个范围内。

当补偿电容器组容量相同时，为延长电容器的寿命，本装置一般按循环投切方式，使每组电容器投入补偿运行的时间大致相同，这个时间可以在配电智能终端上设定。电容器从电网中退出运行后，必须有大于5min的放电时间，才能再次投入运行。所以，控制器再发出投入指令时还必须保证该电容器的放电时间。又由于电网中无功功率的波动也挺大，因此，在检测到需要动作的信号后，一般延迟一段时间(20～60s)后再发执行指令。

电容器投切除上述自动方式外，还可以根据需要进行手动投切。在配电智能终端上进入“无功补偿手动投切”界面，即可设定要进行Y型和△型电容器补偿的路数。

温度测量模块及凝露测量模块分别将铂电阻传感器和凝露传感器的电阻值转换为微弱的电压信号，通过信号放大电路放大，然后通过4~20mA信号输出转换电路传送至中央处理器中央处理器的输入口。中央处理器对电流信号进行高精度模数转换，根据温度和凝露分别对应铂电阻传感器和凝露传感器的电阻值的关系，计算出温度值及凝露值。

如果变压器室的室温超过设定上限值，或者变压器油温超过上限，则中央处理器控制继电器输出模块中风机对应的继电器触点导通，使排风系统工作，进行强制风冷散热，降低箱内温度；当变压器室的温度低于室温下限并且变压器油温低于油温下限，则中央处理器关闭风机对应的继电器，排风系统停止工作。这样，不但有效的延长了风机的工作寿命，并且降低了噪音。

如果环境湿度达到设定湿度或凝露时，则中央处理器控制继电器输出模块加热系统对应的继电器触点导通，使加热板工作，水汽蒸发并通过排风系统带走；当环境的湿度低于设定下限，则中央处理器关闭加热系统对应的继电器输出，停止加热板工作。中央处理器同时将信息保存至所述的存储单元，用于日后查询及数据统计。

开关门及压力释放阀检测电路模块与其它电路电气隔离，检测到的状态量信号通过光耦进行电气隔离传送至中央处理器。中央处理器以设定的间隔采样开关门及压力释放阀检测电路模块的信号，如果检测到变压器压力释放阀处于异常状态，则迅速切除投切的所有无功补偿电容器，同时报警信息显示在液晶屏上，将信息传保存所述的存储单元，并通过所述的通讯模块将报警数据远传至控制中心。如果检测到变电站大门开启，则中央处理单元控制继电器输出模块，开启照明和风机，对室内空气进行换气，保障操作和维护人员的健康。

如图3所示，配电智能终端的无功补偿输出模块连接到智能复合开关组，其中智能复合开关1KF～3KF用于控制单相Y型电容器组，智能复合开关4KF～6KF用于控制三相△型电容器组。配电智能终端无功补偿输出模块的SW1～SW9路输出为分相补偿，分别连接到智能复合开关1KF～3KF的K1、K2、K3，SW10～SW12路输出为三相共补偿，分别连接到智能复合开关的4KF～6KF。

Claims

1、一种低压分相无功补偿柜装置，其特征在于包括：低压分相补偿箱体、刀熔开关、低压熔断器、智能复合开关组、电容器组、避雷器，进一步还包括配电智能终端；所述刀熔开关的一端a1连接到电网侧，另一端b1连接到低压熔断器的a2端；所述避雷器的一端连接到刀熔开关的b1端，另一端连接到大地；所述低压熔断器的b2端连接到智能复合开关组的a3端；所述智能复合开关组的b3端连接到电容器组的a4端；所述电容器组的b4端连接到N线电压；配电智能终端与智能复合开关组相连。

2、如权利要求1所述的低压分相无功补偿柜装置，其特征在于：所述配电智能终端包括中央处理器、交流采样模块、温度测量模块、凝露测量模块、开关门及压力释放阀检测模块、无功补偿输出模块、继电器输出模块、通讯模块、电源模块、存储模块、人机界面模块；所述交流采样模块、存储模块、人机界面模块分别与中央处理器的数据总线连接，且受控于中央处理器；所述温度测量模块、凝露测量模块、开关门及压力释放阀检测模块连接中央处理器的输入端口；所述无功补偿输出模块、继电器输出模块连接中央处理器的输出端口；所述的通讯模块连接中央处理器的通讯端口；电源模块提供配电智能终端的工作电源。

3、如权利要求2所述的低压分相无功补偿柜装置，其特征在于：配电智能终端的无功补偿输出模块连接到智能复合开关组，对智能复合开关组的动作进行控制。

4、如权利要求1或2或3所述的低压分相无功补偿柜装置，其特征在于：所述电容器组为由多个电容器连接组成的单相Y型电容器组，或为由多个电容器组成的三相△型电容器组，或为由多个电容器分别连接组成的单相Y型电容器组和三相△型电容器组。

5、如权利要求4所述的低压分相无功补偿柜装置，其特征在于：所述智能复合开关组包括多个可分别控制单相Y型电容器组和三相△型电容器组的智能复合开关。