CN201774255U - 电力线路无功补偿自动化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力线路补偿技术领域，具体公开了一种电力线路无功补偿自动化系统，包括分散安装在各电力线路补偿点上的无功补偿装置，所述无功补偿装置包括电容器投切控制器、投切真空开关模块和补偿电容器，所述补偿电容器连接在待补偿电力线路上，所述投切真空开关模块串联在补偿电容器与待补偿电力线路之间，所述电容器投切控制器与投切真空开关模块电连接，其特征在于：所述电容器投切控制器连有一无线通信模块，所述无线通信模块无线连接在一集控电脑上。本实用新型采用了集中统一控制的方式，方便的了管理的同时，提高了各线路上的功率因数。

Description

电力线路无功补偿自动化系统 

技术领域

本实用新型涉及电力线路补偿技术领域，尤其涉及一种电力线路无功补偿自动化系统。 

背景技术

随着我国国民经济的不断发展，各行各业对电力的需求量与日剧增，电力负荷越来越大。由于感性负荷较大，造成电网功率因数降低，损耗增大，能源利用率降低，供电质量下降。因此，搞好无功补偿，提高功率因数，降低供电损耗，提高供电质量，一直是应重点解决的问题。 

现有的无功动态补偿装置由控制器、晶闸管、并联电容器、电抗器、过零触发模块、放电保护器件等组成。装置实时跟踪测量负荷的电压、电流、无功功率和功率因数，通过微机进行分析，计算出无功功率并与预先设定的数值进行比较，计算出无功功率并与预先设定的数值进行比较，自动选择能达到最佳补偿效果的补偿容量并发出指令，由过零触发模块判断双向可控硅的导通时刻，实现快速、无冲击投入并联电容器组。然而，现有的无功补偿系统装置时常出现电容器组损坏频繁和投入使用率低现象，尤其是10KV农电网供电线路。 

由于10KV农电网供电线路分布广、线路长，特别是内蒙和东西部地区，一般每一条线路都需要装配多个分散性无功补偿点。但目前国内都是采用单个补偿点独立自动控制电容器的投切，其缺点是同一条线路上的多个补偿投切控制装置各自为重，无法统一调度协调控制，特别是独立式集中补偿。虽然在各补偿点处使其功率因数达到了0.95以上，但更多的只是改变了线路上的无功潮流分布，对于降低线损和提高线路末端电压收效低，而且，容易产生过补和无功倒流现象。 

同时，分散广布的单台独立控制装置由于没有将补偿实时数据和工作状态集中回传给中心电脑，会给无功优化的管理带来很大的不便。 

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种供电网无功补偿全自动控制的电力线路无功补偿自动化系统。 

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是： 

一种电力线路无功补偿自动化系统，包括分散安装在各电力线路补偿点上的无功补偿装置，所述无功补偿装置包括电容器投切控制器、投切真空开关模块和补偿电容器，所述补偿电容器连接在待补偿电力线路上，所述投切真空开关模块串联在补偿电容器与待补偿电力线路之间，所述电容器投切控制器与投切真空开关模块电连接，其特征在于：所述电容器投切控制器连有一无线通信模块，所述无线通信模块无线连接在一集控电脑上。 

所述电容器投切控制器连有一无线通信模块，具体是：该电容投切控制器通过RS232与所述无线通信模块连接。 

所述无线通信模块为GPRS模块，所述GPRS模块中插有一开通了上网功能的SIM卡；所述无线通信模块无线连接在一集控电脑上，具体是：GPRS模块中的SIM卡通过无线网络连接到集控电脑上。 

为了进一步集中管理和控制，所述集控电脑通过局域网连接有一WEB服务器，所述WEB服务器通过局域网还连接有无功优化管理层电脑。 

所述电容器投切控制器包括单片机微处理器、A/D模数转换器、信号采样处理回路、合分闸脉冲驱动电路；所述投切真空开关模块包括互感器、A和B两组电磁真空断路器； 

所述电容器投切控制器与投切真空开关模块电连接，具体是： 

所述A组电磁真空断路器串接在补偿电容器与电力线路之间，所述A组电磁真空断路器通过电磁分合闸线圈与电容器投切控制器中的合分闸脉冲驱动电路连接，所述B组电磁真空断路器也串接在补偿电容器与电力线路之间，所述B组电磁真空断路器同样通过电磁分合闸线圈与电容器投切控制器中的合分闸脉冲驱动电路连接，所述合分闸脉冲驱动电路连接在单片机微处理器上，所述互感器一次侧与补偿电力线路AC相连 接，所述互感器二次侧连接在信号采样处理电路上，所述信号采样处理电路将采集的电力线路模拟信号传递给A/D模数转换器，所述A/D模数转换器数字输出端连接到单片机微处理器上。 

本实用新型使用时，集控电脑通过互联网和移动通信网与电容器投切控制器进行双向数据通信，采集各个补偿点线路电容器数据；同时，所述集控电脑还可通过内部局域网络与现有电网调度自动化系统的服务器连接，以获取电网各条线路的有功功率、无功功率和功率因数这些入口运行参数；集控电脑根据收集的线路运行参数：无功、有功、功率因数和补偿点线路电压值，计算出各个补偿点控制参数，然后将控制参数通过互联网和移动通信网发送给各个电容器投切控制器，所述电容投切控制器根据无功欠缺的情况决定该补偿点的电容器的投入还是切除。 

本实用新型无功补偿自动化集控系统，将各线路上分散独立控制的无功补偿装置通过移动通信网络和互联网集中到一台集控电脑上，集控电脑通过互联网和移动通信网与电容器投切控制器进行双向数据通信，采集各个补偿点线路电容器数据进行远程自动投切控制，从而最大限度地减少线路无功传送和线路损耗，提高了线路功率因数。并可将线路无功补偿运行实时数据和补偿工作状态通过本地局域网写入WEB服务器中，供各级管理人员便可轻松地通过网络电脑进行无功优化管理和维护，从而实现供电网无功补偿全自动控制和无功优化电脑网络管理的目的。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中： 

图1为本实用新型实施例提供的整体结构框图； 

图2为本实用新型无功补偿装置的结构框图。 

1、无功补偿装置 

11、电容器投切控制器 

111、信号采样处理电路    112、A/D模数转换器 

113、单片机微处理器        114、合分闸脉冲驱动电路 

12、投切真空开关模块 

121、互感器                122、电磁真空断路器 

13、补偿电容器 

2、GPRS模块                3、集控电脑 

4、WEB服务器               5、无功优化管理层电脑 

6、移动通信网络            7、互联网 

8、电网调度自动化系统的服务器 

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。 

如图1所示，本实用新型提供了一种电力线路无功补偿自动化系统，包括分散安装在各电力线路补偿点上的无功补偿装置1，所述无功补偿装置1连接有一GPRS模块2，所述GPRS模块2通过移动通信网络6和互联网7将各线路上的无功补偿装置1都连接在一台集控电脑3上，无功补偿装置1与集控电脑3通过移动通信网络6和互联网7组成一个二级微型计算机远程控制系统。 

所述集控电脑3通过互联网7和移动通信网6与无功补偿装置进行双向数据通信，采集各个补偿点线路运行数据从而进行远程自动投切控制，以最大限度地减少线路无功传送和线路损耗，提高了线路功率因数。 

如图1所示，所述集控电脑3通过局域网连接有一WEB服务器4，并将线路无功补偿运行实时数据和补偿工作状态通过本地局域网写入该WEB服务器4中，所述WEB服务器4通过局域网还连接有多台无功优化管理层电脑5，各级管理人员便可轻松地通过无功优化管理层电脑5对各线路上的无功补偿装置进行无功优化管理和维护，从而实现供电网无功补偿全自动控制和无功优化电脑网络管理的目的。 

如图1所示，本实用新型使用时，最好将所述集控电脑3连接到现有现有电网调度自动化系统的服务器8上，以获取电网各条线路的入口运行参数供集控电脑3补偿运算使用，从而更加合理的对各补偿点的无功补偿装置1进行控制与管理。 

如图2所示，本实用新型的无功补偿装置1包括电容器投切控制器11、投切真空开关模块12、两组补偿电容器13；所述电容器投切控制器11包括信号采样处理电路111、A/D模数转换器112、单片机微处理器113和合分闸脉冲驱动电路114；所述投切真空开关模块12由互感器121、A组电磁真空断路器122A和B组电磁真空断路器122B构成；所述补偿电容器13包括A组补偿电容器13A和B组补偿电容器13B。 

如图2所示，所述A组补偿电容器13A连接在电力线路上，A组电磁真空断路器122A串接在A组补偿电容器13A与电力线路之间，所述电磁真空断路器122A通过电磁分合闸线圈与电容器投切控制器11中的合分闸脉冲驱动电路114连接，所述电磁真空断路器122A的分和受电容器投切控制器11控制，所述合分闸脉冲驱动电路114连接在单片机微处理器113上，根据单片机微处理器113的命令执行驱动电磁真空断路器122A的分和。 

如图2所示，所述B组补偿电容器13B同样连接在电力线路上，B组电磁真空断路器122B串接在B组补偿电容器13B与电力线路之间，所述电磁真空断路器122B通过电磁分合闸线圈与电容器投切控制器11中的合分闸脉冲驱动电路114连接，所述电磁真空断路器122B的分和受电容器投切控制器11控制，所述合分闸脉冲驱动电路114连接在单片机微处理器113上，根据单片机微处理器113的命令执行驱动电磁真空断路器122B的分和，所述B组补偿电容器13B与互感器121连接，所述互感器121将电力线路参数传递给信号采样处理电路111，所述信号采样处理电路111将采集的电力线路信号传递给A/D模数转换器112，所述A/D模数转换器112连接到单片机微处理器113上，所述A/D模数转换器112将从电力线路上采集到得模拟信号转换成单片机微处理器113能够识别 的数字信号。 

如图2所示，所述单片机微处理器113通过RS232连接有一GPRS模块2，并在GPRS模块2中插入开通了上网功能的SIM卡，使得无功补偿装置1和集控电脑3通过互联网构成网络数据通信回路。 

每个补偿点的补偿电容器的投入与切除控制过程如下：集控电脑3经电网调度自动化系统的服务器8取得每条电力线路的有功、无功和功率因数这些入口参数，并同时通过互联网7和移动通信网络6获取每个补偿点上的电压和无功值，集控电脑3根据收集到得相关数据计算出所需补偿容量，向无功补偿装置1的单片机微处理器113发出控制参数指令，单片机微处理器113接到控制参数后通过电磁分合闸线圈输出分合闸脉冲给合分闸脉冲驱动电路114，该合分闸脉冲驱动电路114将补偿电容器13与高压电磁真空断路器122的分和闸电磁铁线圈接通，电磁铁吸合，使电磁真空断路器122分闸或合闸，断开与接入其中一组或双组补偿电容器，达到准确补偿的目的，降低线损和提高用户端电压，提供功率因数至0.95以上，改善了供电质量和提供了供电效率。 

所述集控电脑的基本硬件配置参数如下： 

内存≥1G，硬盘容量≥160G，CPU为能支持双网卡的双核处理器； 

所述集控电脑的基本软件系统要求如下： 

所述系统安装Windows XP或Vista操作系统，所述系统安装有SQLserver 2005数据库。 

安装时，先将集控电脑与宽带互联网连接，设置好IP地址使其连接到互联网，获取网关地址后进入网关设置一个虚拟服务器和一个端口映射，如映射端口号位5555.集控电脑操作系统运行平台为Windos XP或Vista，装入并运行无功优化补偿远程控制软件；再将开了Cmnet上网功能的SIM手机卡插入GPRS卡座中，并将GPRS的RS232端口与单片机微处理器的RS232端口连接，所有补偿点无功补偿装置中的单片机微处理器均按此连接GPRS模块。所有GPRS模块都要预先按集控电脑IP地址对其进行初始化设置，GPRS模块终端编号从000000000000开始编号至 111111111111，以便集控电脑识别其素有电路上补偿点的控制装置，对其进程精确控制。 

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。 

Claims (5)

1.一种电力线路无功补偿自动化系统，包括分散安装在各电力线路补偿点上的无功补偿装置，所述无功补偿装置包括电容器投切控制器、投切真空开关模块和补偿电容器，所述补偿电容器连接在待补偿电力线路上，所述投切真空开关模块串联在补偿电容器与待补偿电力线路之间，所述电容器投切控制器与投切真空开关模块电连接，其特征在于：所述电容器投切控制器连有一无线通信模块，所述无线通信模块无线连接在一集控电脑上。

2.根据权利要求1所述的电力线路无功补偿自动化系统，其特征在于：

所述电容器投切控制器连有一无线通信模块，具体是：该电容器投切控制器通过RS232与所述无线通信模块连接。

3.根据权利要求1或2所述的电力线路无功补偿自动化系统，其特征在于：

所述无线通信模块为GPRS模块，所述GPRS模块中插有一开通了上网功能的SIM卡；所述无线通信模块无线连接在一集控电脑上，具体是：GPRS模块中的SIM卡通过无线网络连接到集控电脑上。

4.根据权利要求3所述的电力线路无功补偿自动化系统，其特征在于：

所述集控电脑通过局域网连接有一WEB服务器，所述WEB服务器通过局域网还连接有无功优化管理层电脑。

5.根据权利要求3所述的电力线路无功补偿自动化系统，其特征在于：

所述电容器投切控制器包括单片机微处理器、A/D模数转换器、信号采样处理回路、合分闸脉冲驱动电路；所述投切真空开关模块包括互感器、A和B两组电磁真空断路器；

所述电容器投切控制器与投切真空开关模块电连接，具体是：

所述A组电磁真空断路器串接在补偿电容器与电力线路之间，所述A组电磁真空断路器通过电磁分合闸线圈与电容器投切控制器中的合分闸 脉冲驱动电路连接，所述B组电磁真空断路器也串接在补偿电容器与电力线路之间，所述B组电磁真空断路器同样通过电磁分合闸线圈与电容器投切控制器中的合分闸脉冲驱动电路连接，所述合分闸脉冲驱动电路连接在单片机微处理器上，所述互感器一次侧与补偿电力线路AC相连接，所述互感器二次侧连接在信号采样处理电路上，所述信号采样处理电路将采集的电力线路模拟信号传递给A/D模数转换器，所述A/D模数转换器数字输出端连接到单片机微处理器上。 

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