CN202817775U - 调压调容一体式无功补偿装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种调压调容一体式无功补偿装置，包括调压变压器和补偿电容器，其中调压变压器的输入端与电网的输电线路连接，补偿电容器位于调压变压器内部，并与调压变压器的输出端为并联电连接。该实用新型实现了调压变压器和补偿电容器的一体化设计，缩小了无功补偿装置的体积，便于安装与维护，并且通过进一步采用体积小、效率高的自耦式变压器和智能控制器，从而进一步改进了无功补偿装置的结构性能，提高了调压精度，并实现了更为精细的无功补偿。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无功补偿装置，特别是涉及一种调压调容一体式无功补偿装置。
背景技术
在电网线路的无功补偿中，以往通常是按照负荷的分布情况安装适量的补偿电容器，补偿电容器通常采用跌落式熔断器直接连接到输电线路上，进行无功定补偿，这种方法在线路负荷变化不大的情况下，可以较好地实现无功补偿的作用，但是，当线路负荷变化较大时，容易造成“过补偿”或“欠补偿”的问题，并且由于电容器通过跌落式熔断器与线路直接相连，也没有设置相应的在线监控装置，从而无法获知设备的实时运行状态，在电容器出现故障或线路电压危害到电容器组的运行安全时，也无法及时将故障或危害隔离开，从而容易引起安全隐患。针对上述问题，目前在电力系统电网中用于无功补偿的设备也采用了由自耦式变压器和电容器组成的分散式结构，这样通过在外部实现两者的电气连接，从而取得了良好的无功补偿效果，但该分散式结构的成本较高，并且还存在着在安装过程中有效空间不能得到很好利用的问题。
实用新型内容
为克服以上现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种调压调容一体式无功补偿装置，能实现调压变压器和补偿电容器的一体化设计，从而缩小无功补偿装置的体积，便于安装与维护。并且，本实用新型进一步要解决的技术问题是提供一种能提高调压精度和实现精细补偿的调压调容一体式无功补偿装置。
本实用新型的技术方案是：
一种调压调容一体式无功补偿装置，包括调压变压器和补偿电容器，其中调压变压器的输入端与电网的输电线路连接，补偿电容器位于调压变压器内部，并与调压变压器的输出端为并联电连接。
上述调压调容一体式无功补偿装置，其中的调压变压器为自耦有载调压变压器。
上述调压调容一体式无功补偿装置，其中的自耦有载调压变压器包括自耦式变压器、有载分接开关和智能控制器；自耦式变压器包括具有N个抽头、用作调压绕组的串励线圈，用作公共绕组的并励线圈和控制线圈，有载分接开关具有分别相应地与自耦式变压器N个抽头连接的N个输入接点，有载分接开关的输出端与补偿电容器并联连接，上述N为大于1的自然数。
上述调压调容一体式无功补偿装置，其中N为7或9。
上述调压调容一体式无功补偿装置，其中的智能控制器包括用于检测电网中的电压和电流信号的采样模块，用于进行数值比较分析和判断的控制模块，和用于驱动电机动作的驱动模块，其中采样模块的输入端与电网的输电线路连接，采样模块的输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与驱动模块的输入端连接，驱动模块的输出端与电机的电源端连接，电机的输出轴端与有载分接开关传动连接。
上述调压调容一体式无功补偿装置，其中的智能控制器还包括了与控制模块的输入端连接的键盘输入模块、与控制模块的输出端连接的显示模块，和与控制模块的通信接口连接的通信模块。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型通过将补偿电容器放入调压变压器内部，实现了无功补偿装置的一体化设计，从而缩小了无功补偿装置的体积，便于安装与维护。并且，进一步采用的自耦式变压器与容量相同的其他电力变压器相比，其耗材少、体积小、损耗低、效率高，从而进一步改进了无功补偿装置的结构和性能；
2、本实用新型通过在有载分接开关的输入接点和自耦式变压器的抽头之间实现变比可变的连接，并且通过补偿电容器与有载分接开关的输出端连接，不仅实现了调整电压的目的，还大大提高了电能的质量和精度，实现了更为精细的无功补偿；
3、本实用新型引入智能控制器，通过对线路电压、电流参数进行检测，进而通过分析判断，驱动有载分接开关动作，使得线路电压和功率因数达到预定值，从而实现了无功补偿装置的自动化和智能化；并且，通过进一步配备的通信模块，实现了无功补偿装置的网络化和安全化，能对无功补偿装置的运行进行有效的监管，保证了装置的正常稳定运行。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是调压调容一体式无功补偿装置的电路原理框图；
图2是调压调容一体式无功补偿装置中的智能控制器的电路原理框图。
具体实施方式
实施例一：如图1所示，调压调容一体式无功补偿装置包括自耦有载调压变压器和补偿电容器，其中自耦有载调压变压器的输入端可通过高压开关，如现有的负荷开关、隔离开关、跌落式熔断器或断路器等连接到电网的输电线路上，补偿电容器位于自耦有载调压变压器内部，并与自耦有载调压变压器的输出端为并联电连接。这样，通过把补偿电容器放入自耦有载调压变压器内部，就实现了无功补偿装置的一体化设计，从而缩小了无功补偿装置的整体体积，节省了出线端的位置，便于安装与维护。由于线路无功需求量不是很多，作为一种优选实施例，补偿电容器通常采用300 KVAR（千乏）的电容容量就可以满足要求，当然，也可以采用其他容量的补偿电容器。
上述调压调容一体式无功补偿装置中，自耦有载调压变压器包括自耦式变压器、有载分接开关和智能控制器。其中自耦式变压器包括了具有9个抽头、用作调压绕组的串励线圈，用作公共绕组的并励线圈和控制线圈，串励线圈的抽头通过有载分接开关的不同接点串联在输入输出回路之间，改变分接位置,就改变了自耦式变压器的变比，从而达到调整电压的目的。并励线圈作为自耦式变压器的公共绕组，产生传递能量的磁场，控制线圈为智能控制器提供工作电源；有载分接开关是可在带负载的情况下转换接点的开关，其具有分别相应地与自耦式变压器的9个抽头连接的9个输入接点，有载分接开关的输出端与补偿电容器并联连接。如上所述，自耦式变压器中的串励线圈的抽头接在有载分接开关的不同接点上，通过转换分接位置，调节自耦式变压器的变比，就可以改变有载分接开关的输出端电压。当然，上述自耦式变压器和有载分接开关也可分别采用其他数量的抽头档位和输入接点档位，如常用的7档，这取决于用户对调压精度要求和开关使用寿命的考虑。
实施例二：作为进一步的改进，如图2所示，在实施例一的结构基础上，上述调压调容一体式无功补偿装置中的智能控制器包括用于检测电网中的电压和电流信号的采样模块，用于进行数值比较分析和判断的控制模块，和用于驱动电机动作的驱动模块，其中采样模块的输入端与电网的输电线路连接，采样模块的输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与驱动模块的输入端连接，驱动模块的输出端与电机的电源端连接，电机的输出轴端与有载分接开关传动连接。作为整个自耦有载调压变压器的核心控制部分，智能控制器工作时，从输电线路采集电压电流信号，然后将采样计算值与设定的基准电压和无功功率进行比较，如果采样值大于基准值，并且与基准值之间的差值达到一定的限值，则智能控制器经一定延时后发出控制命令，通过继电器驱动电机来执行相应动作，进而控制有载分接开关降低其分接开关档位，即降低输出电压；反之，如果采样值小于基准值，则智能控制器经一定延时后发出控制命令，通过继电器驱动电机来执行相应的逆动作，从而控制有载分接开关升高其分接开关档位，即升高输出电压。
实施例三：作为更进一步的改进，如图2所示，在实施例二的结构基础上，上述调压调容一体式无功补偿装置的智能控制器中还包括了与其控制模块的输入端连接的键盘输入模块、与控制模块的输出端连接的显示模块，和与控制模块的通信接口连接的通信模块，以方便各项参数的设定和读取，并实现了远程通信及控制功能。由于上述无功补偿装置往往运行在高压电网中，为避免因各种电气异常或设备故障所造成的巨大危害和损失，智能控制器还实现了软件方式下的欠压保护、过流保护和上/下限位保护功能，当线路电压低于电压下限设定值，或线路电流超过电流上限设定值，或因各种原因而导致电机及有载分接开关出现误动作时，都将使智能控制器自动闭锁，不再发出控制指令，从而进一步保证了整个无功补偿装置的正常稳定运行。
上面结合附图对本实用新型优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型构思的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种调压调容一体式无功补偿装置，包括调压变压器和补偿电容器，其特征在于：所述调压变压器的输入端与电网的输电线路连接，所述补偿电容器位于该调压变压器内部，并与调压变压器的输出端为并联电连接。
2.根据权利要求1所述的调压调容一体式无功补偿装置，其特征在于：所述调压变压器为自耦有载调压变压器。
3.根据权利要求2所述的调压调容一体式无功补偿装置，其特征在于：所述自耦有载调压变压器包括自耦式变压器、有载分接开关和智能控制器；所述自耦式变压器包括具有N个抽头、用作调压绕组的串励线圈，用作公共绕组的并励线圈和控制线圈，所述有载分接开关具有分别相应地与自耦式变压器的N个抽头连接的N个输入接点，有载分接开关的输出端与补偿电容器并联连接，所述N为大于1的自然数。
4.根据权利要求3所述的调压调容一体式无功补偿装置，其特征在于：所述N为7或9。
5.根据权利要求3所述的调压调容一体式无功补偿装置，其特征在于：所述智能控制器
包括用于检测电网中的电压和电流信号的采样模块，用于进行数值比较分析和判断的控制模块，和用于驱动电机动作的驱动模块，其中所述采样模块的输入端与电网的输电线路连接，采样模块的输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与驱动模块的输入端连接，驱动模块的输出端与电机的电源端连接，电机的输出轴端与有载分接开关传动连接。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的调压调容一体式无功补偿装置，其特征在于：所述智能控制器还包括了与所述控制模块的输入端连接的键盘输入模块、与所述控制模块的输出端连接的显示模块，和与所述控制模块的通信接口连接的通信模块。
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| CN106816881A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-06-09 | 全球能源互联网研究院 | 一种串联补偿装置及其容量优化方法 |
| CN113644662A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-12 | 普泰克电力有限公司 | 一种用于农网末端的低电压提升方法 |
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