CN206658051U - 一种低压混合型无功补偿成套设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低压混合型无功补偿成套设备，属于无功补偿设备技术领域。技术方案是：包含电能质量检测表（3）、智能低压油浸电容（4）、控制器（5）和低压APF（6），所述电能质量检测表（3）与智能低压油浸电容（4）互相连接，控制器（5）分别与智能低压油浸电容（4）、低压APF（6）互相连接，控制器（5）、低压APF（6）上都设有电能检测单元，控制器（5）上设有自动模式结构（51）和手动模式结构（52）。本实用新型的有益效果是：控制器能够集中控制智能低压油浸电容和低压APF（有源电力滤波器），优化组合智能低压油浸电容和低压APF的性能特点，达到智能无功补偿的结果。

Description

一种低压混合型无功补偿成套设备

技术领域

本实用新型涉及一种低压混合型无功补偿成套设备，属于无功补偿设备技术领域。

背景技术

对于配变台区的无功补偿的要求，原国电公司在《农村电网建设与改造技术原则》中规定：配变的无功补偿，可按配变容量的10-15%配置，但是未明确其安装的位置和补偿的范围。《农村低压电力技术规程》中也只是列出了为得到所需功率因数每千瓦负荷所需的电容器千乏数，亦未对配变、低压线路及用户电动机的无功补偿容量作出明确的规定。

但实际上，配农网低压台区分散就地补偿并没有落实到位，同时，在实践应用中，如在配变低压侧按其容量的10-15%配置电容器，可能会造成过补偿，既影响配变台区线损统计的准确性，也使低压线路得不到有效的无功补偿，从而降低了整个配变台区运行的经济性。

而且，安装低压无功补偿设备的台区，主要是不带电抗，直接采用接触器投切的自愈式电容器，受限于自愈式电容器本身的特点及运行可靠性不佳，无功支撑能力较弱。低压台区中常见的过电压、合闸涌流，谐波和环境温度等因素，对自愈式电容器的影响更是特别大。尤其是当自愈失败时，会造成元器件的绝缘水平下降，甚至短接，产生鼓肚、爆裂等个别现象。

未安装低压无功补偿设备的台区，其无功补偿容量主要靠上级电源站无功下灌，会出现电网的电压不稳定，末端电压下降，更会造成线损大，降低电能质量，对企业效益的影响很大。

当前低压无功补偿设备的保护控制也存在一定问题，无功补偿控制器一般具有电压时间控制、功率因数控制和电压无功控制三种方式，并不能完全适应各种负荷性质的需要，基本上是假设负荷侧性质为线性状态来设计的。同时，大多缺乏电容器投切后电压、无功变化的动态预算,以及避免产生投、切振荡的闭环技术措施。取样信号一般都取线电压和相电流之间的相位差,这种方式在电流信号较小时,功率因数值常常出错。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种低压混合型无功补偿成套设备，通过采用控制器集中控制智能低压油浸电容和低压APF（有源电力滤波器），优化组合智能低压油浸电容和低压APF的性能特点，达到智能无功补偿的结果，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：一种低压混合型无功补偿成套设备，包含交流变压器、非线性负载、电能质量检测表、智能低压油浸电容、控制器和低压APF，所述电能质量检测表、智能低压油浸电容、控制器、低压APF都连接至交流变压器与非线性负载之间的电网线路，电能质量检测表与智能低压油浸电容互相连接，控制器分别与智能低压油浸电容、低压APF互相连接，控制器、低压APF上都设有电能检测单元，控制器上设有自动模式结构和手动模式结构。

所述智能低压油浸电容共有两组，分别为共补电容组和分补电容组。

所述智能低压油浸电容为智能低压非自愈油式电容。

还包含人机界面，与控制器互相连接。

所述电能质量检测表、智能低压油浸电容、控制器、低压APF连接至同一CAN（控制器局域网络）总线。

所述低压APF包含谐波检测单元、主控器、指令电波单元、控制电路单元、驱动电路和主电路，六者依次连接。

低压APF是市售产品，是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点（传统的只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。

本实用新型的有益效果是：控制器能够集中控制智能低压油浸电容和低压APF（有源电力滤波器），优化组合智能低压油浸电容和低压APF的性能特点，达到智能无功补偿的结果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中：交流变压器1、非线性负载2、电能质量检测表3、智能低压油浸电容4、控制器5、低压APF6、电网线路7、控制板41、自动模式结构51、手动模式结构52、谐波检测单元61、主控器62、指令电波单元63、控制电路单元64、驱动电路65、主电路66。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。

一种低压混合型无功补偿成套设备，包含交流变压器1、非线性负载2、电能质量检测表3、智能低压油浸电容4、控制器5和低压APF6，所述电能质量检测表3、智能低压油浸电容4、控制器5、低压APF6都连接至交流变压器1与非线性负载2之间的电网线路7，电能质量检测表3与智能低压油浸电容4互相连接，控制器5分别与智能低压油浸电容4、低压APF6互相连接，控制器5、低压APF6上都设有电能检测单元，控制器5上设有自动模式结构51和手动模式结构52。

所述智能低压油浸电容4共有两组，分别为共补电容组和分补电容组。

所述智能低压油浸电容4为智能低压非自愈油式电容。

还包含人机界面，与控制器5互相连接。

所述电能质量检测表3、智能低压油浸电容4、控制器5、低压APF6连接至同一CAN（控制器局域网络）总线。

所述低压APF6包含谐波检测单元61、主控器62、指令电波单元63、控制电路单元64、驱动电路65和主电路66，六者依次连接。

低压APF是市售产品，是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点（传统的只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。

一种低压混合型无功补偿成套设备的使用方法，在配农网低压台区的配变低压侧进行补偿，包含如下步骤：

电能质量检测表3、智能低压油浸电容4、控制器5、低压APF 6都连接至非线性负载2与交流变压器1之间的电网线路；检测电网电能质量并对电网电能进行补偿；

电能质量检测表3用于对线路电能进行检测，并将检测结果输送至智能低压油浸电容4；电能质量检测表3还将检测结果输送至控制器5和低压APF 6；控制器5和低压APF 6分别自带电能质量检测单元；在同时存在电能质量检测表3、以及控制器和低压APF 6自带电能质量检测单元的情况下，择一进行工作，或者同时工作；

所述控制器5在自动模式和手动模式两个模式之间切换，在所述自动模式下，控制器5基于其自带电能质量检测单元和/或所述电能质量检测表3检测的电能质量状况，确定无功补偿和谐波治理方案，并控制所述智能低压油浸电容4和/或所述低压APF 6进行无功补偿和/或谐波治理；在所述手动模式下，控制器5的自带电能质量检测单元不再对线路电能进行检测，控制器5与智能低压油浸电容4和低压APF 6进行通信，所述智能低压油浸电容4基于电能质量检测表3检测的电能质量状况，确定并执行无功补偿方案，在所述智能低压油浸电容4补偿后，所述低压APF6基于其自带电能质量检测单元和/或所述电能质量检测表3检测的谐波和无功情况，自行确定与执行需要补偿的无功和谐波治理投入。

在所述自动模式下，在进行无功补偿时，所述控制器5优先采用智能低压油浸电容4进行无功补偿。也就是说，在采用智能低压油浸电容4进行无功补偿之后，再考虑是否采用低压APF 6进行无功补偿及谐波治理。

在实施例一中，所述智能低压油浸电容4共有两组，分别为共补电容组和分补电容组，以根据需要投入使用。共补电容组同时对三相进行补偿；分补电容组包括三个可以独自地对相应相进行补偿的电容。

控制器5根据电能质量及可用电容器情况，以优化的方式确定投入智能低压油浸电容4的组数。如果投入智能低压油浸电容4不能满足无功补偿要求，则投入低压APF6进行小容量调节——更精确的补偿。如果投入智能低压油浸电容4，能够很好地进行无功补偿，则无需在投入低压APF6进行调节。

在实施例一中，在控制器5发生故障的情况下，所述控制器控制器5自动转入手动模式，在手动模式下，所述控制器5只起到通信连接功能。也就是说，在手动模式下，所述控制器5不再确定无功补偿和谐波治理方案，不再控制所述智能低压油浸电容4和/或所述低压APF 6进行无功补偿和/或谐波治理；而且，在所述手动模式下，所述控制器5的电能质量检测单元不再对线路电能进行检测。

在实施例二（另一个实施例）中，所述低压混合型无功补偿成套设备进一步包括人机界面，所述人机界面与所述控制器连接，所述低压混合型无功补偿成套设备的运行状态、故障等信息集中输入到所述控制器，且能够在所述人机界面上显示，其中，所述人机界面是触控屏，通过所述人机界面能够查阅所述智能低压油浸电容4和低压APF6的数据历史曲线、故障历史，所述人机界面具有醒目的报警指示，故障类型划分轻故障、重故障，轻故障为设备可以继续运行，需要维护，重故障为设备必须马上退出运行，进行检修。

可以理解的是，在手动模式下，所述控制器仍然与所述智能低压油浸电容4和/或所述低压APF 6进行通讯，获取其工作状态或补偿相关信息。

在实施例三（第三实施例）中，所述电能质量检测表、智能低压油浸电容、控制器和低压APF 连接至同一CAN总线，并通过所述CAN总线进行通讯，其中，在自动模式下，所述控制器作为主设备，所述电能质量检测表、智能低压油浸电容和低压APF 作为从设备，在手动模式下，所述控制器、电能质量检测表、智能低压油浸电容和低压APF 均作为从设备。

所述电能质量检测表的检测结果通过所述CAN总线输送至所述控制器、所述智能低压油浸电容和所述低压APF 。从而，数据传输更加方便，结构更加简单。而且可以省去控制器和低压APF 自带的电能质量检测单元。

所述智能低压油浸电容4为智能低压非自愈油式电容。

在本发明的低压混合型无功补偿成套设备中，控制器能够集中控制智能低压非自愈油式电容和APF，优化组合智能低压非自愈油式电容和APF的性能特点，达到智能无功补偿的结果。

本发明的低压混合型无功补偿成套设备尤其适用于配农网低压台区应用的各种无功补偿技术。本发明能够有效结合低压有源滤波设备（低压APF）和无源补偿（智能低压油浸电容）的特点，研究具备智能分析控制、保护及较高运行可靠性的新型低压智能无功补偿技术。从而，本发明的低压混合型无功补偿成套设备能够改变当前固有的设备补偿方式，提高设备控制、保护、运行的可靠性。提高效益，减少线损，提升电压质量，减少高电压和低电压问题。本发明通过在配变台区采用新型的智能无功补偿技术，使得低压线路得到有效的无功补偿，提高整个配变台区运行的经济性。此外，本发明能够有效地降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境，提高电能质量，保证企业效益。

Claims (6)

1.一种低压混合型无功补偿成套设备，其特征在于：包含交流变压器（1）、非线性负载（2）、电能质量检测表（3）、智能低压油浸电容（4）、控制器（5）和低压APF（6），所述电能质量检测表（3）、智能低压油浸电容（4）、控制器（5）、低压APF（6）都连接至交流变压器（1）与非线性负载（2）之间的电网线路，电能质量检测表（3）与智能低压油浸电容（4）互相连接，控制器（5）分别与智能低压油浸电容（4）、低压APF（6）互相连接，控制器（5）、低压APF（6）上都设有电能检测单元，控制器（5）上设有自动模式结构（51）和手动模式结构（52）。

2.根据权利要求1所述的一种低压混合型无功补偿成套设备，其特征在于：所述智能低压油浸电容（4）共有两组，分别为共补电容组和分补电容组。

3.根据权利要求1所述的一种低压混合型无功补偿成套设备，其特征在于：所述智能低压油浸电容（4）为智能低压非自愈油式电容。

4.根据权利要求1所述的一种低压混合型无功补偿成套设备，其特征在于：还包含人机界面，与控制器（5）互相连接。

5.根据权利要求1所述的一种低压混合型无功补偿成套设备，其特征在于：所述电能质量检测表（3）、智能低压油浸电容（4）、控制器（5）、低压APF（6）连接至同一CAN总线。

6.根据权利要求1所述的一种低压混合型无功补偿成套设备，其特征在于：所述低压APF（6）包含谐波检测单元（61）、主控器（62）、指令电波单元（63）、控制电路单元（64）、驱动电路（65）和主电路（66），六者依次连接。