CN204144955U - 抽屉式动态无功补偿电容柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种抽屉式动态无功补偿电容柜，包括框式柜体，安装在所述柜体中的至少一个独立的抽屉式投切单元；所述投切单元包括主回路，与所述主回路连接的控制装置，以及与所述控制装置连接的显示装置；所述主回路包括与每根相线连接的磁保持继电器，以及与所述磁保持继电器连接的低压电力电容器，且所述磁保持继电器均与所述控制装置连接。该抽屉式动态无功补偿电容柜采用标准化、模块化抽屉式安装，很好地解决了体积大、成本高、结构复杂、产率低、维护不便的不足，大大减少导线材料成本和安装人工成本。

Description

抽屉式动态无功补偿电容柜

技术领域

本实用新型涉及电气设备技术领域，特别涉及一种抽屉式动态无功补偿电容柜。 

背景技术

电力系统的用电设备在使用时会产生无功功率，而且通常是电感性的，它会使电源的容量使用效率降低，而通过在系统中适当地增加电容的方式就可以得以改善。而异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备，一般采用低压无功补偿电容柜将无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户母线上的补偿方式进行功率补偿。低压无功补偿电容柜可以有效起到提高电网功率因数，节约电能，提高供电质量的作用。 

而传统的低压无功补偿电容柜由智能控制器﹑熔芯﹑复合开关或接触器﹑低压电力电容器﹑指示灯等散件在柜内和柜面由导线连接而组成。这种低压无功补偿设备体积庞大、笨重，成本高、维护不便，而且所用连接导线较多，接头易产生松动而烧毁投切器件；另外，由于不同容量的柜子所用连接导线不同，长短不同，这样在在制作连接导线时要花大量时间；在装配上，由于器件分立且比较多，连接导线也较多，这样装配工艺就比较复杂，装配时间就比较长。 

发明内容

基于此，为解决上述传统电容柜结构复杂散乱，接线多装配复杂费时费事，增容也很困难的问题，本实用新型提供一种抽屉式动态无功补偿电容柜。 

本实用新型的技术方案如下： 

一种抽屉式动态无功补偿电容柜，包括框式柜体，安装在所述柜体中的至少一个独立的抽屉式投切单元；所述投切单元包括主回路，与所述主回路连接的控制装置，以及与所述控制装置连接的显示装置；所述主回路包括与每根相 线连接的磁保持继电器，以及与所述磁保持继电器连接的低压电力电容器，且所述磁保持继电器均与所述控制装置连接。 

在电容柜的柜体中设置独立的投切单元，每个投切单元都具有完整的电路结构，具有独立的补偿功能。通过增减投切单元的数量，就能实现对补偿容量的调整，使得增容补偿容量很容易实现。投切单元之间、投切单元与外部电路之间连接接头少，连接简单快捷方便。接线少而且标准，制作简单方便，连接也很方便，不容易出现故障。 

下面对进一步技术方案进行说明： 

优选的是，所述控制装置包括相互连接的处理器和存储器，与所述处理器连接的采样电路、控制电路，所述采样电路、控制电路均与所述主回路连接。主回路对线路进行补偿，控制电路控制主回路的开闭，采样电路采集主回路以及控制电路中的各种电压、电流和电容信息，存储器将各种信息进行存储，而处理器对各种信息进行运算处理，接收和发出各种指令。 

优选的是，所述柜体中设置有多个空格，所述投切单元安装于所述空格中。将柜体设置成多方格形式，可将投切单元方便地插装在空格中，根据实际需要，能方便地增减投切单元的数量，以实现对补偿容量的调整。另外，设置成这种抽屉格的形式，即整齐的行列形式，投切单元安装连接也很方便，而且其整体外观也很美观。 

优选的是，所述投切单元为三相补偿模块，三根不同相线两两之间各连接一组所述低压电力电容器。将投切单元设计成三相补偿模块，三相补偿适用于三相负载平衡的供配电系统。 

优选的是，所述投切单元为分相补偿模块，每根相线连接一组所述低压电力电容器，且每组所述低压电力电容器与一个磁保持继电器对应连接。将投切单元设计成分相补偿模块，分相补偿适用于三相不平衡及单相配电系统电容补偿。 

优选的是，还包括母排，所述柜体中安装有多个投切单元；所述投切单元具有方形外壳，所述外壳包括后壳体，所述后壳体上设置有与主回路连接的三相四线电源接线铜排；多个投切单元的三相四线电源接线铜排通过母排并联， 且所述母排与母线连接。多个投切单元通过母排连接，然后再连接到电源母线上，将电容柜与电网连接进行补偿。 

优选的是，还包括信号排线，且所述后壳体上设置有信号排线插口；多个投切单元的信号排线插口通过信号排线串联，且所述信号排线与控制装置连接。通信和采样信号线用信号排线连接，以便进行信号采样和信号传输。 

优选的是，所述外壳包括与后壳体相对的前壳体，所述显示装置设置在所述前壳体上。通过设置在前壳体上的显示装置，便于对投切单元进行操作和监控。 

优选的是，所述显示装置包括液晶显示屏，以及指示灯、状态灯、手动自动选择开关和按键。 

本实用新型具有如下突出的优点： 

1、结构简洁、生产简易。由于采用标准模块化生产，这样就大大的节省了连接导线，节省了装配时间，节省了人工成本，采用标准模块化生产后装配一台柜子只需30分钟左右； 

2、采用标准模块化生产以后，抗干扰能力得到提高，可靠性更高，从而大大提高设备的运行率，使用寿命更长； 

3、由于投切单元模块化，接线减少，外露的电子器件减少，提高了安全性，维护也简便； 

4、通过往柜体中插装投切单元，能够方便地扩展补偿容量，可实现分期投资。 

附图说明

图1是本实用新型实施例所述抽屉式动态无功补偿电容柜的前视示意图； 

图2是本实用新型实施例所述抽屉式动态无功补偿电容柜安装单列投切单元的前透视示意图； 

图3是本实用新型实施例所述抽屉式动态无功补偿电容柜安装单列投切单元的后透视示意图； 

图4是本实用新型实施例所述抽屉式动态无功补偿电容柜安装双列投切单 元的前透视示意图； 

图5是本实用新型实施例所述抽屉式动态无功补偿电容柜安装双列投切单元的后透视示意图； 

图6是本实用新型实施例所述抽屉式动态无功补偿电容柜的投切单元的三维状态一时的示意图； 

图7是本实用新型实施例所述抽屉式动态无功补偿电容柜的投切单元的三维状态二时的示意图； 

图8是本实用新型实施例所述抽屉式动态无功补偿电容柜的投切单元为三相补偿模块时的结构示意框图； 

图9是本实用新型实施例所述抽屉式动态无功补偿电容柜的投切单元为分相补偿模块时的结构示意框图。 

附图标记说明：10-抽屉式动态无功补偿电容柜,100-柜体，200-投切单元，200a-三相补偿模块，200b-分相补偿模块，202-前壳体，204-后壳体，204a-电源接线铜排，204b-信号排线插口，210-显示装置，212-指示灯(或状态灯)，214-液晶显示屏，216-按键，218-手动自动选择开关，220-控制装置，222-存储器，224-处理器，226-控制电路，228-采样电路，230-主回路，232-低压电力电容器，300-母排，310-母排夹，400-信号排线，500-端子排。 

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例进行详细说明： 

如图1至图9所示，一种抽屉式动态无功补偿电容柜10，包括框式柜体100，安装在柜体100中的至少一个独立的抽屉式投切单元200。柜体100中设置有多个空格，投切单元200安装于空格中。将柜体100设置成多方格形式，可将投切单元200方便地插装在空格中，根据实际需要，能方便地增减投切单元200的数量，以实现对补偿容量的调整。另外，设置成这种抽屉格的形式，即整齐的行列形式，投切单元200安装连接也很方便，而且其整体外观也很美观。 

在该抽屉式动态无功补偿电容柜的柜体100中设置独立的投切单元200，每个投切单元200都具有完整的电路结构，具有独立的补偿功能。通过增减投切 单元200的数量，就能实现对补偿容量的调整，使得增容补偿容量很容易实现。投切单元200之间、投切单元200与外部电路之间连接接头少，连接简单快捷方便。接线少而且标准，制作简单方便，也很连接方便，不容易出现故障。 

如图6至图9所示，投切单元200具有方形外壳，该投切单元200包括设置在外壳中的主回路230，与主回路230连接的控制装置220，以及与控制装置220连接的显示装置210。主回路230包括与每根相线连接的磁保持继电器(图中未示出)，以及与磁保持继电器连接的低压电力电容器232，且磁保持继电器均与控制装置220连接。通过控制装置220能够控制磁保持继电器的开闭，从而能对低压电力电容器232进行投切。主回路230还包括与磁保持继电器、低压电力电容器232等主要电子器件连接的保护电路(图中未示出)，对其进行保护。 

如图8至图9所示在该投切单元200中，控制装置220包括相互连接的处理器224和存储器222，与处理器224连接的采样电路228、控制电路226，采样电路228、控制电路226均与主回路230连接。主回路230对线路进行补偿，控制电路226控制主回路230的开闭，采样电路228采集主回路230以及控制电路226中的各种电压、电流和电容信息，存储器222将各种信息进行存储，而处理器224对各种信息进行运算处理，接受和发出各种指令。具体地，处理器224采用高速嵌入式处理器LPC2134。而控制电路226主要是控制磁保持继电器，包括信号输入、驱动电路、驱动信号输出，以控制对低压电力电容器232进行投切，电压过零时投，电流过零时切。存储器222用于存储设置参数，无功补偿投切情况统计数据，停电事件统计数据等。而该采样电路228可进行三相电压采样和三相电流采样，三相电压采样包括配电电压采样和继电器输出电压采样，额定电压为3×220V；三相电流采样包括配电电流采样(5A/2.5mA)和电容器电流采样(A/2.5mA)，三相电流经电流互感器接入，额定电流为5A(或1.5A)。此外，还能进行温度采样，能检测电容器内温度，防止发生故障。另外，该投切单元200还具有自动检测功能，能自动检测CT变化，自动检测相序，自动检测设备故障。另外，此处的控制装置中的采样电路、控制电路和主回路结构实现的功能，在现有技术中已有应用。 

如图6所示，该投切单元200的外壳包括前壳体202，以及与前壳体202相对的后壳体204，显示装置210设置在前壳体202上。通过设置在前壳体202上的显示装置210，便于对投切单元200进行操作和监控。显示装置210包括液晶显示屏214，以及指示灯212、状态灯、手动自动选择开关218和按键216。液晶显示屏216主要用于显示工况参数和提示；指示灯212用于指示A、B、C三相投、切、故障指示，采用三色灯指示；手动自动选择开关218能够控制投切单元进行手动投切或者自动投切，即可自动控制和强投电容器选择，与处理器224用光耦隔离；按键216能对液晶界面轮显选择。 

如图7所示，该投切单元200的后壳体204上设置有与主回路230连接的三相四线电源接线铜排204a和信号排线插口204b。而该抽屉式动态无功补偿电容柜200还包括母排300和信号排线400，柜体100中可安装多个投切单元200。多个投切单元200的三相四线电源接线铜排204a通过母排300并联，相邻两个投切单元200之间的母排300通过母排夹310固定，且最后母排300与母线连接。多个投切单元200通过母排300连接，然后再连接到电源母线上，将该电容柜与电网连接进行补偿。 

多个投切单元200的信号排线插口204b通过信号排线400串联，且信号排线400与控制装置220连接。通信和采样信号线用信号排线400连接，并与设置在柜体100上的端子排500连接，以便进行信号采样和信号传输。投切单元200采用一路标准RS485进行连接通信，可以实现多台级联。 

而且，如图8所示，在一种情况下该投切单元200可设置为三相补偿模块200a，在该模块中三根不同相线两两之间各连接一组低压电力电容器232，低压电力电容器232连接成三角形形状。将投切单元200设计成三相补偿模块200a，三相补偿适用于三相负载平衡的供配电系统。因三相回路平衡，回路中无功电流相同，所以在补偿时，调节无功功率参数的信号取自三相中的任意一相，根据检测结果，三相同时投切可保证三相电压的质量。三相电容自动补偿适用于有大量的三相用电设备的厂矿企业中。 

此外，如图9所示，该投切单元200b可设置为分相补偿模块200b，每根相线连接一组低压电力电容器232，且每组低压电力电容器232与一个磁保持继电 器对应连接。将投切单元200设计成分相补偿模块200b，分相补偿适用于三相不平衡及单相配电系统电容补偿的好办法，其原理是通过调节无功功率参数的信号取自三相中的每一相，根据每相感性负载的大小和功率因数的高低进行相应的补偿，对其它相不产生相互影响，故不会产生欠补偿和过补偿的情况。 

另外，还能综合应用同时具有三相补偿模块200a和分相补偿模块200b的投切单元。方便应对各种补偿情况，进行综合补偿，满足不同需求。如图1至图5所示，可以在柜体中对投切单元进行单列安装，也可以进行双列安装。在一个高度为2200mm的标准柜中，最多可以安装12个模块。 

该抽屉式动态无功补偿电容柜10采用模块化抽屉式安装，每个模块为独立的投切单元，实现低压无功补偿的智能化，产品可灵活使用于低压无功补偿的各种场合，具有结构简洁、生产简易、性能提高、维护简便的特点。模块以低压电力电容器232为主体，采用微电子软硬件技术、微型传感器技术和微型网络技术等技术成果，使其具有过零投切、保护、测量、联机、自诊断等系列功能。总之，该抽屉式动态无功补偿电容柜采用标准化、模块化抽屉式安装，很好地解决了体积大、成本高、结构复杂、产率低、维护不便的不足，大大减少导线材料成本和安装人工成本。 

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。 

Claims (9)

1.一种抽屉式动态无功补偿电容柜，其特征在于，包括框式柜体，安装在所述柜体中的至少一个独立的抽屉式投切单元； 

所述投切单元包括主回路，与所述主回路连接的控制装置，以及与所述控制装置连接的显示装置； 

所述主回路包括与每根相线连接的磁保持继电器，以及与所述磁保持继电器连接的低压电力电容器，且所述磁保持继电器均与所述控制装置连接。 

2.根据权利要求1所述的抽屉式动态无功补偿电容柜，其特征在于，所述控制装置包括相互连接的处理器和存储器，与所述处理器连接的采样电路、控制电路，所述采样电路、控制电路均与所述主回路连接。 

3.根据权利要求1所述的抽屉式动态无功补偿电容柜，其特征在于，所述柜体中设置有多个空格，所述投切单元安装于所述空格中。 

4.根据权利要求1所述的抽屉式动态无功补偿电容柜，其特征在于，所述投切单元为三相补偿模块，三根不同相线两两之间各连接一组所述低压电力电容器。 

5.根据权利要求1所述的抽屉式动态无功补偿电容柜，其特征在于，所述投切单元为分相补偿模块，每根相线连接一组所述低压电力电容器，且每组所述低压电力电容器与一个磁保持继电器对应连接。 

6.根据权利要求1-5任意一项所述的抽屉式动态无功补偿电容柜，其特征在于，还包括母排，所述柜体中安装有多个投切单元； 

所述投切单元具有方形外壳，所述外壳包括后壳体，所述后壳体上设置有与主回路连接的三相四线电源接线铜排； 

多个投切单元的三相四线电源接线铜排通过母排并联，且所述母排与母线连接。 

7.根据权利要求6所述的抽屉式动态无功补偿电容柜，其特征在于，还包括信号排线，且所述后壳体上设置有信号排线插口； 

多个投切单元的信号排线插口通过信号排线串联，且所述信号排线与控制装置连接。 

8.根据权利要求6所述的抽屉式动态无功补偿电容柜，其特征在于，所述 外壳包括与后壳体相对的前壳体，所述显示装置设置在所述前壳体上。 

9.根据权利要求8所述的抽屉式动态无功补偿电容柜，其特征在于，所述显示装置包括液晶显示屏，以及指示灯、状态灯、手动自动选择开关和按键。