CN204741278U - 低压线路末端电压无功补偿系统 - Google Patents

Abstract

本专利涉及无功补偿领域，具体为低压线路末端电压无功补偿系统，其包括，无功补偿电路和本地控制器，所述无功补偿电路包括多个无功补偿支路和互感电路，所述无功补偿支路的投切器件包括三相真空继电器和单相真空继电器，三相真空继电器用于三相电的同时投切；单相真空继电器用于单相电的分别投切，所述单相真空继电器和三相真空继电器信号接入到本地控制器的输入端，所述无线遥感发出模块接入在本地控制器的输出端，所述无线遥感接收模块电信号接在中心控制器的输入端，所述GPRS模块电信号接在中心控制器的输出端。本专利的有益效果在于：能够实时对低压线路段进行针对性无功补偿且能够进行远程监控的无功补偿系统。

Description

低压线路末端电压无功补偿系统

技术领域

本实用新型属于无功补偿领域，特别涉及低压线路末端电压无功补偿系统。

背景技术

高低压配电系统中广泛存在的问题是供电可靠性、电能质量问题以及传输效率问题。其中的传输效率是指配电系统输送至用户的电能，与从输电网络中获得的电能的比值。输送效率与多种因素相关，其中一个重要问题就是无功补偿问题。交流电在通过实际负载时，由于其不可能是纯容性或纯感性的原因，使得有相当部分电能不做功而被消耗，成为无功功率，因此需要对线路中的无功功率进行补偿，这便是无功补偿需要完成的任务。 

用电设备端也称为低压线路的末端，如果用电设备为感性负载或是容性负载，为了提高用电设备的运行质量，常常需要给用电设备进行无功补偿，用电设备端的无功补偿使用自动无功补偿，由于电气元件的干扰，在常常出现信号失真和信号延时的现象，造成使得投切不够准确，长期如此，达不到对整体电路的最优控制。现在为了避免这一点，常常需要定期到现场对各无功补偿的设备进行信号的校正和设备性能的检测，但是由于人为操作需要进行多个设备地点的来回奔波，使得人力成本增加，并且不具有针对性，经济效益无法达到最佳。

另一个问题是：由于低压线路的末端用电设备有的使用单相电，有的使用三相电，现在对于既有三相，又有单相用电设备的无功的补偿方式还是沿用三相用电设备的无功补偿，在三相输电线上同时进行无功补偿，这样虽然能够达到无功补偿效果，但是也减小了其他输电线的功率因数，浪费了电能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够实时对低压线路段进行针对性无功补偿且能够进行远程监控的无功补偿系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供第一方案是：低压线路末端电压无功补偿系统，其包括，无功补偿电路、本地控制器和传输电路，所述传输电路包括无线遥感发出模块、无线遥感接收模块和GPRS模块，所述无功补偿电路包括用于对三相电各路进行投切补偿的多个无功补偿支路和用于反馈三相电功率因数的互感电路，所述无功补偿支路的投切器件包括三相真空继电器和单相真空继电器，三相真空继电器用于三相电的同时投切；单相真空继电器用于单相电的分别投切，所述单相真空继电器和三相真空继电器信号接入到本地控制器的输入端，所述无线遥感发出模块接入在本地控制器的输出端，所述无线遥感接收模块电信号接在中心控制器的输入端，所述GPRS模块电信号接在中心控制器的输出端。

本实用新型的优点在于：在每个独立的用电端设置无功补偿，无功补偿的投切控制由本地控制器进行自动控制，将多地的投且状态和反馈数据通过遥感模块传输到中心控制器中，第一保留了自动控制的投切及时性，在正常工作中由每台本地无功补偿对该处用电设备进行无功补偿。第二通过无线遥感接收模块将各处无功补偿的数据统一收集到中心控制室中碱性管理和监控，人们无需对每个无功补偿装置设身处境的检测和收取数据，减少了人为参与和维修成本。

在低压线路的末端分别设置单相真空继电器和三相继电器，当负载使用单相电时，本地控制器控制三相继电器一直保持闭合，将接有负载的一相所对应的单相真空继电器闭合，使得无功补偿只作用在带有负载的一相上，保证无功补偿更具有针对性；同理当负载为三相用电器时，本地控制器控制三个单相真空继电器闭合，进行无功补偿只需要控制三相真空继电器闭合，就可以使得三相同时并且平衡的进行无功补偿。

方案二：作为第一方案的进一步限定，所述无功补偿支路分为电容性无功补偿支路和电感性无功补偿支路，所述电容性无功补偿支路包括电抗器和电容器，所述电容器设置有三个，三个电容器形成三角形连接，所述电抗器设置为一个，该电抗器与任两个电容器之间形成并联；电感性无功补偿支路包括电抗器和电容器，所述电抗器设置有三个，三个电抗器并联设置，电容器设置有两个，两个电容器连接在任意两个电抗器的电路之间。当用电设备的感性负载较多时候，通过电路的投切，使得电容性无功补偿支路连接在用电回路中，反之，如果用电设备的容性负载较多，通过电路的投切，使得电感性无功补偿支路连接在用电回路中，实现电路的相序保持不变和无功因数保持在合理范围内。

方案三：作为第一方案的另一种优方案，为了方便对电路进行反馈采集，本电路还包括互感电路，互感电路由电压互感器和电流互感器组成，电压互感器用于采集输电线上的电压信号，电流互感器用于采集输电线上的电路信号；电压互感器和电流互感器的输出均与本地控制器电信号连接。通过电压互感器和电流互感器采集电压和电流信号从而在控制器中可以计算出功率因数；并且控制器对于计算出的功率因数与目标功率因数（预设的理想值）进行比较，然后做出相应的动作。

方案四：作为方案二的改进方案，所述电容性无功补偿支路和单相真空继电器的常开触点之间串联有辅助电容；由于无功补偿起到单相无功补偿的电路中三只电容为三角形连接，如果任一单相导通，根据交流三相相序不一致特性，会存在重新输到低压线路电压不平衡的现象，在电容性无功补偿单元再加入辅助电容，将相序调整一致，避免了单相用电器给电路造成电压造成波动现象。

附图说明

图1为本实用新型电路信号传递框图；

图2为本实用新型无功补偿部分的电气原理图。

附图标记列举：中心控制器1 、GPRS模块2 、无线遥感发出模块3 、本地控制器4 、三相负载5 、电流互感器6 、电压互感器7、辅助电容8 、单相负载9；三相真空继电器KM1 、KM2，单相真空继电器K1 、K2 、K3 、K4 、K5 、K6，电抗器L1 、L2 、L3 、L4，电容器C1 、C2 、C3 、C4 、C5 。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细的说明：

如图1和图2所示，低压线路末端电压无功补偿系统，其包括，无功补偿电路、本地控制器4和传输电路，传输电路包括无线遥感发出模块3、无线遥感接收模块和GPRS模块2，无功补偿电路包括用于对三相电各路进行投切补偿的多个无功补偿支路和用于反馈三相电功率因数的互感电路，无功补偿支路的投切器件包括三相真空继电器KM1与KM2和单相真空继电器K1、K2 、K3 、K4 、K5和K6，三相真空继电器KM1与KM2用于三相电的同时投切；单相真空继电器K1 、K2 、K3 、K4 、K5和K6用于单相电的分别投切，单相真空继电器K1 、K2 、K3 、K4 、K5和K6和三相真空继电器KM1/KM2信号接入到本地控制器4的输入端，无线遥感发出模块3接入在本地控制器4的输出端，无线遥感接收模块电信号接在中心控制器1的输入端，GPRS模块2电信号接在中心控制器1的输出端。

在每个独立的用电端均设置无功补偿电路，无功补偿的投切控制由本地控制器4进行自动控制，并且为了更加方便在远程对本地的某个无功补偿进行控制，中心控制器1可以直接给无线遥感接受器3发送控制命令，由于无线遥感模块内部的接受器是利用定制宽频传播，将无线遥感模块应用在无功补偿控制命令的传达，具有失真小的特点。

在低压线路的末端分别设置单相真空继电器K1、K2 、K3 、K4 、K5和K6和三相继电器KM1和KM2，当负载在使用单相电时候，本地控制4器控制三相继电器KM1和KM2一直保持闭合，将皆有负载的一项所对应的单相真空继电器闭合，使得无功补偿只作用在带有单相负载9的一相上，使得无功补偿更具有针对性；同理当负载为三相负载5时，三个单相真空继电器K1/K2/K3事先闭合，进行无功补偿只需要控制三相真空继电器KM1闭合，就可以使得三相同时并且平衡的进行无功补偿。

无功补偿支路分为电容性无功补偿支路和电感性无功补偿支路，电容性无功补偿支路包括电抗器L1和电容器C1～C3，电容器设置有三个，三个电容器C1～C3形成三角形连接，电抗器L1设置为一个，该电抗器L1与任两个电容器之间形成并联；电感性无功补偿支路包括电抗器L2～L4和电容器C4和C5，电抗器L2～L4设置有三个，三个电抗器L2～L4并联设置，电容器C4和C5设置有两个，两个电容器C4和C5连接在任意两个电抗器的电路之间。当用电设备的感性负载较多时候，通过电路的投切，使得电容性无功补偿支路连接在用电回路中，反之，如果用电设备的容性负载较多，通过电路的投切，使得电感性无功补偿支路连接在用电回路中，实现电路的相序保持不变和无功因数保持在合理范围内。

本电路还包括互感电路，互感电路由电压互感器7和电流互感器6组成，电压互感器7用于采集输电线上的电压信号，电流互感器6用于采集输电线上的电路信号；电压互感器7和电流互感器6的输出均与本地控制器4电信号连接。通过电压互感器7和电流互感器6采集电压和电流信号从而在本地控制器4中可以计算出功率因数；并且本地控制器4对于计算出的功率因数与目标功率因数（预设的理想值）进行比较，然后做出相应的动作。

电容性无功补偿支路和单相真空继电器的常开触点k1～k3之间串联有辅助电容8；由于无功补偿起到单相无功补偿的电路中三只电容为三角形连接，如果任一单相导通，根据交流三相相序不一致特性，会存在重新输到低压线路电压不平衡的现象，在电容性无功补偿单元再加入辅助电容8，将相序调整一致，避免了单相用电器给电路造成电压造成波动现象。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.低压线路末端电压无功补偿系统，其包括，无功补偿电路、本地控制器和传输电路，其特征在于：所述传输电路包括无线遥感发出模块、无线遥感接收模块和GPRS模块，所述无功补偿电路包括用于对三相电各路进行投切补偿的多个无功补偿支路和用于反馈三相电功率因数的互感电路，所述无功补偿支路的投切器件包括三相真空继电器和单相真空继电器，三相真空继电器用于三相电的同时投切；单相真空继电器用于单相电的分别投切，所述单相真空继电器和三相真空继电器信号接入到本地控制器的输入端，所述无线遥感发出模块接入在本地控制器的输出端，所述无线遥感接收模块电信号接在中心控制器的输入端，所述GPRS模块电信号接在中心控制器的输出端。

2.根据权利要求1所述的低压线路末端电压无功补偿系统，其特征在于：所述无功补偿支路分为电容性无功补偿支路和电感性无功补偿支路，所述电容性无功补偿支路包括电抗器和电容器，所述电容器设置有三个，三个电容器形成三角形连接，所述电抗器设置为一个，该电抗器与任两个电容器之间形成并联；电感性无功补偿支路包括电抗器和电容器，所述电抗器设置有三个，三个电抗器并联设置，电容器设置有两个，两个电容器连接在任意两个电抗器的电路之间。

3.根据权利要求1所述的低压线路末端电压无功补偿系统，其特征在于：本电路还包括互感电路，互感电路由电压互感器和电流互感器组成，电压互感器用于采集输电线上的电压信号，电流互感器用于采集输电线上的电路信号；电压互感器和电流互感器的输出均与本地控制器电信号连接。

4.根据权利要求2所述的低压线路末端电压无功补偿系统，其特征在于：所述电容性无功补偿支路和单相真空继电器的常开触点之间串联有辅助电容。