CN208001158U - 一种低压混合补偿柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低压混合补偿柜，电源进线包括三条母线，三条母线上均串联一低压补偿电路，每一低压补偿电路包括塑壳断路器、测量互感器、采样互感器、APF装置和无源回路，APF装置通过塑壳断路器连接母线，采样互感器一端连接母线，另一端接在APF装置的电流采集端子上，APF装置内设有APF控制器和有源回路，APF控制器连接并控制相互并联后的有源回路和无源回路，有源回路和无源回路另一端分别连接母线，塑壳断路器和APF装置间的连接线上设有测量互感器，无源回路可为电源进线补偿无功功率，有源回路可以实现对电源进线进行谐波电流的补偿，同时无源回路和有源回路的协同工作，有效提高了功率因数和用电安全。

Description

一种低压混合补偿柜

技术领域

本实用新型涉及一种开关柜，具体涉及一种低压混合补偿柜。

背景技术

电能是社会经济发展的比不可少的物质保证，近年来电力用户对电能质量的要求越来越高，而用户端大量非线性负荷的应用也成为电网无功情况恶化的重要因素，从小容量的家用电器到大容量的工业交直流变换装置，都会电网的功率因数下降，现在很多厂区的电力设备中，所用的大多是感性负载，同时在生产过程中还会产生大量的无功功率，不仅增加电力系统线路损耗和设备容量，而且造成耗电增加，直接关系到经济成本；同时由于变压器的设计需要考虑经济性，其铁心的磁化曲线处于非线性的饱和状态，使得在工作时的磁化电流为尖顶型的波形，还会产生谐波，因此会降低输电及用电设备的有效容量和效率，造成设备浪费和电能损失，因此需要一种可以有效对低压开关柜补偿无功且能消除谐波的装置就很有必要。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的公开了一种低压混合补偿柜，可及时补充无功功率且能消除电路中的谐波。

本实用新型的提供一种低压混合补偿柜，它包括接入补偿柜内的电源进线，所述电源进线包括三条母线，三条所述母线上均串联一低压补偿电路，每一所述低压补偿电路包括塑壳断路器、测量互感器、采样互感器、APF装置和无源回路，所述APF装置通过所述塑壳断路器连接与之对应的所述母线，所述采样互感器一端连接所述母线输出端，另一端接在所述APF装置的电流采集端子上，用于监测采集所述母线的电流，所述APF装置内设有APF控制器和有源回路，所述APF控制器连接并控制相互并联后的所述有源回路和所述无源回路，所述有源回路和所述无源回路另一端分别连接与之对应的所述母线，所述APF装置接收所述采样互感器的采集的电流信号并通过所述APF控制器控制所述有源回路对所述母线进行谐波电流补偿，所述塑壳断路器和所述APF装置间的连接线上还安装有所述测量互感器，所述测量互感器用于感应出所述有源回路和所述无源回路的输出电流大小，每一所述低压补偿电路中的测量互感器均与同一仪表连接，以将所述测量传感器感应出的总的输出电流值传送至所述仪表使所述仪表实时显示出来。

进一步地，所述无源回路为若干条并联的TSF支路，每一所述TSF支路包括依次连接的第一熔断器、晶闸管、第一电抗器和第一电容器，每一所述TSF支路的二次回路为所述晶闸管下端阳极引脚和阴极引脚串联连接一指示灯，当所述晶闸管导通时阳极引脚和阴极引脚接通，指示灯常亮显示该TSF支路正常工作。

进一步地，所述TSF支路的数量为6个。

进一步地，所述有源回路为与所述母线串联的谐波补偿电路，所述谐波补偿电路一端与所述母线间连接有保护电路，所述谐波补偿电路另一端与零线接通，所述保护电路包括依次串联的第二断路器和第二熔断器，所述谐波补偿电路包括第一断路器、所述塑壳断路器、第一软启动电阻、第一电感、第一电容、第一频敏电阻器、第一励磁线圈、IGBT模块、第一储能电容和第一限流电阻，所述塑壳断路器和第一软启动电阻串联后与所述第一断路器并联，随后串联所述第一电感接入所述第一励磁线圈中第一线圈的输入端，所述IGBT模块、第一储能电容和第一限流电阻并联后一端连接所述第一励磁线圈中第一线圈的输出端，另一端连接所述第一励磁线圈中第二线圈的输入端，所述第一励磁线圈中第二线圈的输出端与零线接通，所述第一电容和第一频敏电阻器串联后一端连接所述第一励磁线圈中第一线圈输入端，另一端连接所述第一励磁线圈中的第二线圈输出端。

进一步地，所述塑壳断路器上设有手动/自动合闸转换开关。

进一步地，所述APF装置电性电性连接一LCD显示屏。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：在无源回路可为所述电源进线补偿无功功率，有源回路可以实现对所述电源进线进行谐波电流的补偿，通过所述APF装置控制所述无源回路和有源回路的协同工作，响应速度快，不会出现过补或者欠补的情况，有效提高了功率因数和用电安全。

附图说明

图1是本实用新型一种低压混合补偿柜的原理图；

图2是本实用新型低压混合补偿柜一次系统图；

图3是本实用新型的有源回路的电气原理图；

图4是本实用新型的有源回路采样滤波电流的配线图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1，本实用新型的实施例公开了一种低压混合补偿柜，它包括接入补偿柜内的电源进线、塑壳断路器、测量互感器、采样互感器、仪表、APF装置和无源回路，所述电源进线包括三条母线，三条所述母线上均串联一低压补偿电路，每一所述低压补偿电路包括塑壳断路器、测量互感器、采样互感器、APF装置和无源回路，所述APF装置通过所述塑壳断路器连接与之对应的所述母线，所述采样互感器一端连接所述母线输出端，另一端接在所述APF装置的电流采集端子上，用于监测采集所述母线的电流，所述APF装置内设有APF控制器和有源回路，所述APF控制器连接并控制相互并联后的所述有源回路和所述无源回路，所述有源回路和所述无源回路另一端分别连接与之对应的所述母线，所述APF装置接收所述采样互感器的采集的电流信号并通过所述APF控制器控制所述有源回路进行线路补偿，因此所述母线可由所述APF控制器控制所述有源回路进行谐波电流补偿，控制所述无源回路进行无功功率补偿，所述塑壳断路器和所述APF装置间的连接线上还安装有所述测量互感器，所述测量互感器用于感应出所述有源回路和所述无源回路的输出电流大小，每一所述低压补偿电路中的测量互感器均与同一仪表连接，以将所述测量传感器感应出的总的输出电流值传送至所述仪表使所述仪表实时显示出来。

请参考图2，所述无源回路为若干条并联的TSF支路，每一所述TSF支路包括依次连接的第一熔断器、晶闸管、第一电抗器和第一电容器，当母线出现功率因数下降时，可以为所述电源进线补充无功功率，每一所述TSF支路的二次回路为所述晶闸管下端阳极引脚和阴极引脚串联连接一指示灯，当所述晶闸管导通时阳极引脚和阴极引脚接通，指示灯常亮显示该TSF支路正常工作，而当电抗器出现发热过大时，电抗器自身的常闭触点断开切断线路，进而对线路进行保护。在本实施方式中，所述TSF支路的数量为6个。

当母线中出现功率因数减低，缺少无功功率时，所述APF控制器控制其中一路或几路的晶闸管导通，由所述第一电容器为母线进行无功补偿。

请参考图3和图4，所述有源回路为与所述母线串联的谐波补偿电路，所述谐波补偿电路一端与所述母线间连接有保护电路，所述谐波补偿电路另一端与零线接通，这样就可以实现对所述母线的谐波电流补偿，消除所述电源进线中的谐波。

所述保护电路包括依次串联的第二断路器和第二熔断器。

所述谐波补偿电路包括第一断路器、所述塑壳断路器、第一软启动电阻、第一电感、第一电容、第一频敏电阻器、第一励磁线圈、IGBT模块、第一储能电容和第一限流电阻，所述塑壳断路器和第一软启动电阻串联后与所述第一断路器并联，形成所述谐波补偿电路的软启动开关，随后串联所述第一电感接入所述第一励磁线圈中第一线圈的输入端，所述IGBT模块、第一储能电容和第一限流电阻并联后一端连接所述第一励磁线圈中第一线圈的输出端，另一端连接所述第一励磁线圈中第二线圈的输入端，所述第一励磁线圈中第二线圈的输出端与零线接通，所述第一电容和第一频敏电阻器串联后一端连接所述第一励磁线圈中第一线圈输入端，另一端连接所述第一励磁线圈中的第二线圈输出端。

采样互感器测量采集到所述电源进线的母线中出现谐波电流时，所述APF装置控制第一断路器关闭，并带动塑壳断路器常开开关闭合接通所述谐波补偿电路，谐波电流经过所述第一软启动电阻后经过所述第一励磁线圈的第一线圈对所述储能电容缓慢充电，当储能电容充满电后触发IGBT模块导通，从而在所述第一励磁线圈的第二线圈中提供一个与检测出的谐波电流大小相等而相位相反的补偿电流，两者相互抵消而使电网电流中只含有基波分量，所述第一电容和第一频敏电阻器串联形成的滤波电路可以有效过滤谐波电流中的交流部分，从而配合无源回路既可以实现对于线路中的无功功率的补偿，还可以有效消除线路中的谐波。

进一步地，所述APF装置电性电性连接一LCD显示屏，可便于显示所述电源进线中各相电路、电流和功率等数据。

本实用新型中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低压混合补偿柜，它包括接入补偿柜内的电源进线，其特征在于：所述电源进线包括三条母线，三条所述母线上均串联一低压补偿电路，每一所述低压补偿电路包括塑壳断路器、测量互感器、采样互感器、APF装置和无源回路，所述APF装置通过所述塑壳断路器连接与之对应的所述母线，所述采样互感器一端连接所述母线输出端，另一端接在所述APF装置的电流采集端子上，用于监测采集所述母线的电流，所述APF装置内设有APF控制器和有源回路，所述APF控制器连接并控制相互并联后的所述有源回路和所述无源回路，所述有源回路和所述无源回路另一端分别连接与之对应的所述母线，所述APF装置接收所述采样互感器的采集的电流信号并通过所述APF控制器控制所述有源回路对所述母线进行谐波电流补偿，所述塑壳断路器和所述APF装置间的连接线上还安装有所述测量互感器，所述测量互感器用于感应出所述有源回路和所述无源回路的输出电流大小，每一所述低压补偿电路中的测量互感器均与同一仪表连接，以将所述测量传感器感应出的总的输出电流值传送至所述仪表使所述仪表实时显示出来。

2.如权利要求1所述一种低压混合补偿柜，其特征在于：所述无源回路为若干条并联的TSF支路，每一所述TSF支路包括依次连接的第一熔断器、晶闸管、第一电抗器和第一电容器，每一所述TSF支路的二次回路为所述晶闸管下端阳极引脚和阴极引脚串联连接一指示灯，当所述晶闸管导通时阳极引脚和阴极引脚接通，指示灯常亮显示该TSF支路正常工作。

3.如权利要求2所述一种低压混合补偿柜，其特征在于：所述TSF支路的数量为6个。

4.如权利要求1所述一种低压混合补偿柜，其特征在于：所述有源回路为与所述母线串联的谐波补偿电路，所述谐波补偿电路一端与所述母线间连接有保护电路，所述谐波补偿电路另一端与零线接通，所述保护电路包括依次串联的第二断路器和第二熔断器，所述谐波补偿电路包括第一断路器、所述塑壳断路器、第一软启动电阻、第一电感、第一电容、第一频敏电阻器、第一励磁线圈、IGBT模块、第一储能电容和第一限流电阻，所述塑壳断路器和第一软启动电阻串联后与所述第一断路器并联，随后串联所述第一电感接入所述第一励磁线圈中第一线圈的输入端，所述IGBT模块、第一储能电容和第一限流电阻并联后一端连接所述第一励磁线圈中第一线圈的输出端，另一端连接所述第一励磁线圈中第二线圈的输入端，所述第一励磁线圈中第二线圈的输出端与零线接通，所述第一电容和第一频敏电阻器串联后一端连接所述第一励磁线圈中第一线圈输入端，另一端连接所述第一励磁线圈中的第二线圈输出端。

5.如权利要求1所述一种低压混合补偿柜，其特征在于：所述塑壳断路器上设有手动/自动合闸转换开关。

6.如权利要求1所述一种低压混合补偿柜，其特征在于：所述APF装置电性连接一LCD显示屏。