CN203732593U - 一种配电变压器无功补偿真实需求监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种配电变压器无功补偿真实需求监测装置,主要是利用智能电量隔离变送器检测配电变压器低压侧电参量，通过数据传输电路实现对电参量的传输处理，并经过本装置中央控制模块的精确计算，控制LCD液晶显示屏实现该变压器真实无功补偿量的实时显示，从而实现对配电变压器无功补偿真实需求量的监测分析。本实用新型可以起到监测配电变压器无功补偿真实需求量并对真实补偿量实时显示的作用。该装置功率损耗低、灵敏度高、结构简单、功能完备，能够解决实际问题。

Description

一种配电变压器无功补偿真实需求监测装置

技术领域

本实用新型涉及配电变压器电能质量监测分析领域，特别涉及到一种利用零负序电流抑制方法监测配电变压器无功补偿真实需求容量的装置。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，我国的电力工业也有了长足的发展。现代电网中的无功电流在迅速增大，输配电线路的有功损耗加剧，造成电压不稳、降低电能质量的问题日益严重。电力网中的无功补偿问题已经越来越引起人们的广泛关注。由于在工业和生活用电负荷中，阻感负载占有很大的比例，如异步电动机、变压器以及大多数家用电器等都是典型阻感负载。这些负载的功率因数约为0.6-0.8，阻感负载所消耗的无功功率在电力系统所输送的电量中占有很大的比例。据报道，我国平均每年因为无功分量过大而造成的线损高达15%左右，折算成线损电能约为1200亿千瓦时。目前静止无功补偿装置广泛应用于我国低压配电网的无功功率补偿。无功补偿设备一般安装在配电变压器的低压侧，以提高电压和降低配电变压器、配电线路的有功损耗。目前国内无功补偿装置容量主要参考《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》配置，配电变压器的无功补偿装置容量可按变压器最大负载率为 75%，负荷自然功率因数为 0.85，补偿到变压器最大负荷时其高压侧功率因数不低于 0.95，或按照变压器容量的 20%-40%进行配置。

但实际运行中，仍有相当部分的配电变压器存在未安装无功补偿装置或者安装的无功补偿装置无法有效工作的情况，这主要是由于没有有效评估手段，不易确定无功补偿装置容量，造成大量电容器在配电系统轻载时的闲置，设备利用率不高。这必定会造成不必要的资源浪费。

因此需要一种配电变压器无功补偿真实需求监测装置，对现有配电变压器无功补偿量情况进行分析研究，本实用新型能够根据配电变压器实际运行状态判断无功补偿装置配置是否合理，并提出合理配置方案。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种配电变压器无功补偿真实需求监测装置。

本实用新型主要是利用变压器零负序电流抑制的原理，计算出配电变压器实时无功补偿需求量，从而达到对配电变压器真实无功补偿量监测的目的。通过智能电量隔离配送器对变压器低压侧电参量进行处理，然后利用中央控制模块进行分析计算并将变压器无功补偿真实需求量在LCD液晶显示屏上显示，实现对配电变压器无功补偿真实需求情况的监测与输出。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种配电变压器无功补偿真实需求监测装置，包括电参量采集模块、RS-485总线、中央控制模块、LCD显示模块和电源电路，其中电参量采集模块通过RS-485总线与中央控制模块的数据输入端连接，中央控制模块的输出端与LCD显示模块的输入端连接，电源电路分别与中央控制模块和LCD显示模块电源端连接。

本实用新型提供的装置能获取配电变压器实际运行状态下的无功补偿，为无功补偿装置的合理配置提供理论依据，避免无功配置不合理导致的治理效果差及资源浪费问题；能够为工作人员配置配电变压器无功功率补偿装置提供参考，提高工作人员工作质量及工作效率。具有很好的经济价值和现实意义。具有应用空间广泛、经济社会效益明显、装置简单便携、可靠性高、功率损耗低、灵敏度高等特点，能够有效解决现存问题。

附图说明

图1为本实用新型的装置结构示意图；

图2为本实用新型的操作流程图；

图中：1-电参量采集模块；2- RS-485总线；3-中央控制模块；4- LCD显示模块；5-电源电路。

具体实施方式

参见图1，一种配电变压器无功补偿真实需求监测装置，包括电参量采集模块1、RS-485总线2、中央控制模块3、LCD显示模块4和电源电路5，其中电参量采集模块1通过RS-485总线2与中央控制模块3的数据输入端连接，中央控制模块3的输出端与LCD显示模块4的输入端连接，电源电路5分别与中央控制模块3和LCD显示模块4电源端连接。

其中，电参量采集模块1采用CE-A 系列智能电量隔离变送器；中央控制电路模块3中CPU采用Microchip公司的PIC18F4420；电源电路模块5 采用集成稳压器LM2576构成稳压电源电路。

本实用新型的操作过程参见图2，电参量采集模块1采集配电变压器点参量，经RS-485总线2经数据传输到中央控制模块3，由中央控制模块3计算配电变压器真实无功补偿量，然后再送入LCD显示。

电参量采集模块1基于CE-A 系列智能电量隔离变送器，该变送器测量信号范围广，输出精度等级高且具有输出总线保护功能。输入输出隔离，可靠性高。模块能够将配电变压器低压侧三项电压，电流和功率因数等基本电参量精确采集，并将采集之后的各项电参量传送至数字接口总线输出。 

RS-485总线2采用平衡发送和差分接收，具有抑制共模干扰的能力；总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压；且该模块用于多点互连时非常方便，可以实现将采集的各项电参量信号传输送入分析控制电路模块的功能；

电源电路5采用集成稳压器LM2576构成稳压电源电路。LM2576系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器（52kHz）和基准稳压器（1.23V），并具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。

中央控制模块3作为本装置的核心，由PIC18F4420及其外围电路构成，它承担了原始数据运算处理、配电变压器无功补偿真实需求量计算、补偿真实需求量LCD显示控制等功能。该模块基于数据传输电路送入的数据，采用根据瞬时无功功率理论形成的零负序电流的算法，准确计算出该配电变压器三相之间和三相对地应该提供的真实无功补偿量。该计算无功补偿量的方法可参见发明名称为抑制配电变压器零序及负序电流的容性投切控制方法，专利申请号为201210489634.9的发明专利。再由中央控制模块提供控制信号，将无功补偿需求量实时显示在LCD液晶显示屏上。

Claims (4)

1. 一种配电变压器无功补偿真实需求监测装置，其特征在于：包括电参量采集模块（1）、RS-485总线（2）、中央控制模块（3）、LCD显示模块（4）和电源电路（5），其中电参量采集模块（1）通过RS-485总线（2）与中央控制模块（3）的数据输入端连接，中央控制模块（3）的输出端与LCD显示模块（4）的输入端连接，电源电路（5）分别与中央控制模块（3）和LCD显示模块（4）电源端连接。

2.根据权利要求1所述一种配电变压器无功补偿真实需求监测装置，其特征在于：所述电参量采集模块（1）采用CE-A电量隔离变送器。

3.根据权利要求1所述一种配电变压器无功补偿真实需求监测装置，其特征在于：所述中央控制模块（3）采用Microchip公司的PIC18F4420。

4.根据权利要求1所述一种配电变压器无功补偿真实需求监测装置，其特征在于：所述电源电路（5）采用集成稳压器LM2576。