CN208433758U - 一种无功补偿设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无功补偿设备，包括电源开关、电流检测回路、二次回路熔断器、若干路自动补偿单元、一路手动补偿单元及避雷器，所述电源开关的前端与供电系统电源电连接，电源开关的后端分别和二次回路熔断器、若干路自动补偿单元、一路手动补偿单元及避雷器电连接，且若干路自动补偿单元、一路手动补偿单元和避雷器并接于电源开关的后端。本实用新型通过增加了一个手动补偿单元，其手动补偿单元不受无功功率自动补偿控制器的控制，不需安装交流接触器和热继电器，直接采用小型断路器手动控制三相电力电容器的投入或切除，使供电系统电力变压器空载和轻载时能获得最佳补偿。

Description

一种无功补偿设备

技术领域

本实用新型属于电力电容器无功补偿技术领域，具体是涉及一种无功补偿设备。

背景技术

目前，利用电力电容器对电网进行无功补偿的无功补偿设备由于能提高电网功率因数，降低输送电电压损失，提高电网输送电的能力，因而被广泛应用。

但现有无功补偿设备在实际运用中，当一个供电系统中的感性设备停止运行时，取样互感器获得的电流信号降低，无功功率自动补偿控制器经过计算后输出切除自动补偿单元的开关信号，所有的自动补偿单元逐步退出运行。大多数品牌的无功功率自动补偿控制器，设计时都设置了封锁电流，如某品牌无功功率自动补偿控制器，当取样互感器二次侧电流小于150毫安，无功功率自动补偿控制器就处于封锁状态，所有自动补偿单元在3分钟内强行切除。也就是说，按照取样互感器的变比，以二次侧电流150毫安计算求得一次侧电流，低于一次侧电流时的无功功率都得不到补偿。

一般的单位，也就是一天一个班生产，没有三班倒；甚至有的单位有时还一天一个班都生产不正常，电力变压器空载运行的时间远远大于负荷运行时间。电力变压器是由铁芯和感性绕组构成的，即使在空载运行时，也要消耗一定量的有功功率和无功功率，也需要一定量的无功补偿容量，只不过需要的容量小得多，远小于所安装的无功补偿设备中的任意一组三相电力电容的容量，因而不能在智能控制器上设置循环投切一组电容的方式进行补偿。

公开号为CN2840467Y的中国专利公开了一种智能型无功补偿设备，该装置主回路中：刀开关通过铜排及导线连接至分路断路器，断路器通过导线连接交流接触器，交流接触器通过导线连接电容器接至刀开关下；控制回路中：刀开关上电压通过二次熔断器端子至电压表；电流互感器至电流端子到无功补偿器；刀开关下A相电压至各交流接触器线圈下，B、C相电压至功率因数表及电压表，无功补偿器出线至各交流接触器线圈上。可以显著提高功率因数，减少无功电流，降低电力损失，提高用电质量，充分发挥变压器潜力和增加电力系统裕度。但该无功补偿设备不能解决电力变压器轻载及空载运行时的有效补偿问题。电力变压器即使空载运行，也要消耗一定的有功功率和无功功率，且无功功率远大于有功功率。八小时之外，双休日节假日这样一算，电力变压器轻载空载运行的时间远远大于负荷运行时间，因此考虑电力变压器轻载空载时的有效补偿问题，很有必要。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种无功补偿设备。

本实用新型是通过如下技术方案予以实现的。

一种无功补偿设备，包括电源开关、电流检测回路、二次回路熔断器、若干路自动补偿单元、一路手动补偿单元及避雷器，所述电源开关的前端与供电系统电源电连接，电源开关的后端分别和二次回路熔断器、若干路自动补偿单元、一路手动补偿单元及避雷器电连接，且若干路自动补偿单元、一路手动补偿单元和避雷器并接于电源开关的后端。

所述电流检测回路包括三个电流互感器和三个电流表，其中三个电流互感器安装在电源开关的下端，且三个电流互感器的二次侧一端分别与三个电流表一端电连接，三个电流表另一端与三个电流互感器的二次侧另一端电连接后并接地。

所述二次回路熔断器包括熔断器4FU、熔断器5FU及熔断器 6FU，其中，熔断器4FU、熔断器5FU、熔断器6FU的前端分别与电源开关电连接，熔断器4FU的后端与手动自动转换开关的本体触点b1电连接；熔断器5FU的后端与热继电器FR的辅助触头电连接；熔断器6FU的后端与手动自动转换开关的本体触点b3电连接。

所述自动补偿单元包括依次电连接的小型断路器QF、交流接触器KM，热继电器FR和三相电力电容器C，其中交流接触器KM的线圈上端分别电连接有手动自动转换开关和无功功率自动补偿控制器，交流接触器KM的线圈下端和对应热继电器FR的辅助触点上端电连接；无功功率自动补偿控制器的电源端子Ua、电源端子Uc分别和手动自动转换开关的本体触点b2、本体触点b4电连接，无功功率自动补偿控制器的电流端子Ib和功率因数表电流端子电连接，无功功率自动补偿控制器的电流端子I*和取样电流互感器的二次侧一端电连接并接地。

所述取样电流互感器二次侧另一端和功率因数表电流端子另一端电连接，无功功率自动补偿控制器的输出端子分别和对应的交流接触器线圈及手动自动转换开关的对应触点电连接。

所述交流接触器KM的辅助触点上端全部连接成一点后和二次回路熔断器中的熔断器4FU后端电连接，热继电器FR的辅助触点下端连接成一点后和二次回路熔断器中的熔断器5FU的后端电连接。

所述手动补偿单元包括小型断路器*QF和三相电力电容器*C，其中小型断路器*QF的前端与自动补偿单元和避雷器并接在一起，小型断路器*QF的后端与三相电力电容器*C电连接。

所述无功补偿设备还包括电压切换回路，电压切换回路由电压表、电压切换回路转换开关、电压切换回路熔断器1FU、电压切换回路熔断器2FU和电压切换回路熔断器3FU组成，其中电压切换回路熔断器1FU、电压切换回路熔断器2FU和电压切换回路熔断器3FU 的前端分别和电源开关上端母线L1、母线L2、母线L3电连接，电压切换回路转换开关分别安装在电压切换回路熔断器1FU、电压切换回路熔断器2FU和电压切换回路熔断器3FU上，电压表一端与电压切换回路转换开关的本体触点b2、本体触点b6电连接，另一端与电压切换回路转换开关的本体触点b8、本体触点b12电连接；电压切换回路转换开关的本体触点b1和电压切换回路熔断器1FU的后端电连接，电压切换回路转换开关的本体触点b5、本体触点b7和电压切换回路熔断器2FU的后端电连接，电压切换回路转换开关的本体触点b11和电压切换回路熔断器3FU后端电连接。

所述交流接触器KM的辅助触点下端还连接有投切指示灯。

所述避雷器为三个，其中三个避雷器一端和自动补偿单元及手动补偿单元一起并接于电源开关下端，三个避雷器另一端连接成一点后接地。

所述自动补偿单元数量为1～12。

本实用新型的有益效果是：

与现有技术相比，本实用新型通过增加了一个手动补偿单元，其手动补偿单元不受无功功率自动补偿控制器的控制，不需安装交流接触器和热继电器，直接采用小型断路器控制三相电力电容器的投入或切除。电力变压器的容量不同，手动补偿单元中三相电力电容器的容量大小不同，一般按照所配电力变压器的空载有功损耗和无功损耗配置三相电力电容器的容量。手动补偿单元采用人工投入或切除的方式运行，正常生产时间由于负荷大，取样互感器能获得较大的电流信号，无功功率自动补偿控制器能正常控制所有自动补偿单元的投入或切除，这时可以将手动补偿单元退出运行，减少电力电容器带电运行的时间，延长电力电容器的使用寿命。正常生产时以外的时间，如每工作日八小时之外及双休日节假日，都可以将手动补偿单元投入运行。也可以增加二路手动补偿单元，两路手动补偿单元轮换工作，进一步提高三相电力电容器的使用寿命。采用本实用新型所述的技术方案，可以让供电系统得到最有效的补偿，达到节能降耗、提高经济效益的目的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中电压切换回路及接点示意图；

图3是本实用新型中自动补偿单元交流接触器触点及指示灯连接示意图；

图4是本实用新型中手动自动转换开关接点表。

图中：1-电源开关，2-电流检测回路，3-二次回路熔断器，4-自动补偿单元，5-手动补偿单元，6-避雷器，7-取样电流互感器，8-功率因数表，9-无功功率自动补偿控制器，10-手动自动转换开关，11- 电压表，12-电压切换回路转换开关，21-电流互感器，22-电流表。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示，本实用新型所述的一种无功补偿设备，包括电源开关1、电流检测回路2、二次回路熔断器3、若干路自动补偿单元4、一路手动补偿单元5及避雷器6，所述电源开关1的前端与供电系统电源电连接，电源开关1的后端分别和二次回路熔断器3、若干路自动补偿单元4、一路手动补偿单元5及避雷器6电连接，且若干路自动补偿单元4、一路手动补偿单元5和避雷器6并接于电源开关1的后端。电源开关1是本实用新型的电源总开关，型号和类型不论，可以是开启式刀开关或刀熔开关，也可以是塑料外壳式断路器。所述手动补偿单元5还可以采用二路，两路手动补偿单元轮换工作，进一步提高三相电力电容器的使用寿命，可以让供电系统得到最有效的补偿，达到节能降耗、提高经济效益的目的。

所述电流检测回路2包括三个电流互感器21和三个电流表22，其中三个电流互感器21安装在电源开关1的下端，且三个电流互感器21的二次侧一端分别与三个电流表22一端电连接，三个电流表 22另一端与三个电流互感器21的二次侧另一端电连接后并接地。即三个电流表22另一端连接成一点后再与三个电流互感器21的二次侧另一端电连接并接地。电流检测量回路用于测量和显示无功补偿设备的工作电流。

所述二次回路熔断器3包括熔断器4FU、熔断器5FU及熔断器 6FU，其中，熔断器4FU、熔断器5FU、熔断器6FU的前端分别与电源总开关1电连接，熔断器4FU的后端与手动自动转换开关10的本体触点b1电连接；熔断器5FU的后端与热继电器FR的辅助触头电连接；熔断器6FU的后端与手动自动转换开关10的本体触点b3电连接。

所述自动补偿单元包括依次电连接的小型断路器QF、交流接触器KM，热继电器FR和三相电力电容器C，其中交流接触器KM的线圈上端分别电连接有手动自动转换开关10和无功功率自动补偿控制器9，交流接触器KM的线圈下端和对应热继电器FR的辅助触点上端电连接；无功功率自动补偿控制器9的电源端子Ua、电源端子 Uc分别和手动自动转换开关10的本体触点b2、本体触点b4电连接，无功功率自动补偿控制器9的电流端子Ib和功率因数表8电流端子电连接，无功功率自动补偿控制器9的电流端子I*和取样电流互感器 7的二次侧一端电连接并接地。所述取样电流互感器7二次侧另一端和功率因数表8电流端子另一端电连接。无功功率自动补偿控制器9 的输出端子分别和对应的交流接触器线圈及手动自动转换开关10的对应触点电连接。手动自动转换开关10的作用是给无功功率自动补偿控制器9提供交流电源，但当无功功率自动补偿控制器9不能正常工作时，或其它必要的时候，可以手动投入或切除各路自动补偿单元。

所述交流接触器KM的辅助触点上端全部连接成一点后和二次回路熔断器3中的熔断器4FU后端电连接，热继电器FR的辅助触点下端连接成一点后和二次回路熔断器3中的熔断器5FU的后端电连接。

所述手动补偿单元5包括小型断路器*QF和三相电力电容器*C，其中小型断路器*QF的前端与自动补偿单元4和避雷器6并接在一起，小型断路器*QF的后端与三相电力电容器*C电连接。手动补偿单元5不受无功功率自动补偿控制器9和手动自动转换开关10的控制独立运行。

如图2所示，还包括电压切换回路，电压切换回路由电压表11、电压切换回路转换开关12、电压切换回路熔断器1FU、电压切换回路熔断器2FU和电压切换回路熔断器3FU组成，其中电压切换回路熔断器1FU、电压切换回路熔断器2FU和电压切换回路熔断器3FU 的前端分别和电源开关1上端母线L1、母线L2、母线L3电连接，电压切换回路转换开关12分别安装在电压切换回路熔断器1FU、电压切换回路熔断器2FU和电压切换回路熔断器3FU上，电压表11一端与电压切换回路转换开关12的本体触点b2、本体触点b6电连接，另一端与电压切换回路转换开关12的本体触点b8、本体触点b12电连接；电压切换回路转换开关12的本体触点b1和电压切换回路熔断器1FU的后端电连接，电压切换回路转换开关12的本体触点b5、本体触点b7和电压切换回路熔断器2FU的后端电连接，电压切换回路转换开关12的本体触点b11和电压切换回路熔断器3FU后端电连接。

上述功率因数表8的电压线圈也接在该电压切换回路上，电流线圈串接在电流取样互感器二次回路中。该电压切换电路安装在电源开关1上方，便于在电源开关合闸前也能显示功率因数和切换显示三相线电压。

如图3所示，所述交流接触器KM的辅助触点下端还连接有投切指示灯。

所述避雷器6为三个，其中三个避雷器6一端和自动补偿单元4 及手动补偿单元5一起并接于电源开关1下端，三个避雷器6另一端连接成一点后接地。避雷器6对系统进行过电压保护。

上述技术方案中，所述功率因数表8的电流信号取自取样电流互感器7二次侧，电压信号取自电压切换电路熔断器1FU和电压切换电路熔断器3FU后端。

无功功率自动补偿控制器9的作用是：根据取样电压和取样电流计算系统实际功率因素，当实际功率因素低于设定值时，输出开关信号，自动补偿单元投入运行，当实际功率因数大于设定值时，输出开关信号，自动补偿单元退出运行。无功功率自动补偿控制器9输出开关信号时是循环输出的，自动补偿单元也是循环投入或切除的，无功功率自动补偿控制器9还能进行目标功率因数、投切延时、过压、回路数及电流互感器变比等设置，各项参数设定好后，按照设定好的参数自动运行。

上述功率因数表8能直观显示系统实际功率因数。

取样电流互感器7安装在系统总屏的某一相上，这一相一般是三相中电流最大的一相。取样电流互感器7二次侧获得的取样电流和电流取样相之外的另两相电压信号输入无功功率自动补偿控制器9进行比较计算，获得输出投切开关信号。

在实际应用中根据需要可以做成1～12路自动补偿单元，相应地，也应选用对应路数的手动自动转换开关10和无功功率自动补偿控制器9。本技术方案优选设置八路自动补偿单元，现以八路自动补偿单元为例对本技术方案进一步详细说明如下：

如图1所示，本实用新型的创新点在于增设一路手动补偿单元5，在设置八路自动补偿单元的实施例中，八路自动补偿单元4、一路手动补偿单元5和避雷器6并接于电源开关1的后端。

所述八路自动补偿单元分别具有八个小型断路器1QF～8QF、八个交流接触器1KM～8KM、八个热继电器1FR～8FR和八个三相电力电容器1C～8C。其中小型断路器1QF、交流接触器1KM、热继电器1FR、三相电力电容器1C依次连接构成第一路自动补偿单元；小型断路器2QF、交流接触器2KM、热继电器2FR、三相电力电容器 2C依次连接构成第二路自动补偿单元；小型断路器3QF、交流接触器3KM、热继电器3FR、三相电力电容器3C依次连接构成第三路自动补偿单元；小型断路器4QF、交流接触器4KM、热继电器4FR、三相电力电容器4C依次连接构成第四路自动补偿单元；小型断路器 5QF、交流接触器5KM、热继电器5FR、三相电力电容器5C依次连接构成第五路自动补偿单元；小型断路器6QF、交流接触器6KM、热继电器6FR、三相电力电容器6C依次连接构成第六路自动补偿单元；小型断路器7QF、交流接触器7KM、热继电器7FR、三相电力电容器7C依次连接构成第七路自动补偿单元；小型断路器8QF、交流接触器8KM、热继电器8FR、三相电力电容器8C依次连接构成第八路自动补偿单元。

在八路自动补偿单元中，二次回路熔断器3仍然包括熔断器4FU、熔断器5FU及熔断器6FU，所述熔断器4FU、熔断器5FU、熔断器 6FU的前端分别与电源开关1电连接；熔断器4FU的后端与手动自动转换开关10的本体触点b1电连接；熔断器5FU的后端分别与热继电器辅助触头1FR、热继电器辅助触头2FR、热继电器辅助触头 3FR、热继电器辅助触头4FR、热继电器辅助触头5FR、热继电器辅助触头6FR、热继电器辅助触头7FR、热继电器辅助触头8FR电连接；熔断器6FU的后端分别与手动自动转换开关10的本体触点b3、本体触点b6、本体触点b8、本体触点b10、本体触点b12、本体触点b14、本体触点b16、本体触点b18、本体触点b20电连接。具体接点表如图4所示。

熔断器4FU、熔断器5FU、熔断器6FU用于给无功功率自动补偿控制器9、交流接触器1KM～8KM线圈、投切指示灯1XD～8XD 提供交流电源，并提供短路保护。

所述手动自动转换开关10的本体触点b2和本体触点b4分别与无功功率自动补偿控制器9的电压取样端子Ua和电压取样端子Uc 电连接；无功功率自动补偿控制器9的电流端子Ib和功率因数表8 电流端子电连接，无功功率自动补偿控制器9的电流端子I*和取样电流互感器7二次侧一端电连接并接地。

如图3所示，所述交流接触器1KM、交流接触器2KM、交流接触器3KM、交流接触器4KM、交流接触器5KM、交流接触器6KM、交流接触器7KM、交流接触器8KM的辅助触点下端分别电连接有投切指示灯1XD、投切指示灯2XD、投切指示灯3XD、投切指示灯4XD、投切指示灯5XD、投切指示灯6XD、投切指示灯7XD、投切指示灯 8XD。

如图1、图2所示，所述功率因数表8电流信号取自取样电流互感器7二次侧，电压信号取自电压切换电路熔断器1FU、3FU后端。所述取样电流互感器7二次侧另一端和功率因数表8电流端子另一端电连接。无功功率自动补偿控制器9的输出端子分别和对应的交流接触器线圈及手动自动转换开关10的对应触点电连接。

Claims (10)

1.一种无功补偿设备，其特征在于：包括电源开关(1)、电流检测回路(2)、二次回路熔断器(3)、若干路自动补偿单元(4)、一路手动补偿单元(5)及避雷器(6)，所述电源开关(1)的前端与供电系统电源电连接，电源开关(1)的后端分别和二次回路熔断器(3)、若干路自动补偿单元(4)、一路手动补偿单元(5)及避雷器(6)电连接，且若干路自动补偿单元(4)、一路手动补偿单元(5)和避雷器(6)并接于电源开关(1)的后端。

2.如权利要求1所述的无功补偿设备，其特征在于：所述电流检测回路(2)包括三个电流互感器(21)和三个电流表(22)，其中三个电流互感器(21)安装在电源开关(1)的下端，且三个电流互感器(21)的二次侧一端分别与三个电流表(22)一端电连接，三个电流表(22)另一端与三个电流互感器(21)的二次侧另一端电连接后接地。

3.如权利要求1所述的无功补偿设备，其特征在于：所述二次回路熔断器(3)包括熔断器4FU、熔断器5FU及熔断器6FU，其中，熔断器4FU、熔断器5FU、熔断器6FU的前端分别与电源开关(1)电连接，熔断器4FU的后端与手动自动转换开关(10)的本体触点b1电连接；熔断器5FU的后端与热继电器FR的辅助触头电连接；熔断器6FU的后端与手动自动转换开关(10)的本体触点b3电连接。

4.如权利要求1所述的无功补偿设备，其特征在于：所述自动补偿单元(4)包括依次电连接的小型断路器QF、交流接触器KM，热继电器FR和三相电力电容器C，其中交流接触器KM的线圈上端分别电连接有手动自动转换开关(10)和无功功率自动补偿控制器(9)，交流接触器KM的线圈下端和对应热继电器FR的辅助触点上端电连接；无功功率自动补偿控制器(9)的电源端子Ua、电源端子Uc分别和手动自动转换开关(10)的本体触点b2、本体触点b4电连接，无功功率自动补偿控制器(9)的电流端子Ib和功率因数表(8)电流端子电连接，无功功率自动补偿控制器(9)的电流端子I*和取样电流互感器(7)的二次侧一端电连接并接地。

5.如权利要求4所述的无功补偿设备，其特征在于：所述交流接触器KM的辅助触点上端全部连接成一点后和二次回路熔断器(3)中的熔断器4FU后端电连接，热继电器FR的辅助触点下端连接成一点后和二次回路熔断器(3)中的熔断器5FU的后端电连接。

6.如权利要求1所述的无功补偿设备，其特征在于：所述手动补偿单元(5)包括小型断路器*QF和三相电力电容器*C，其中小型断路器*QF的前端与自动补偿单元(4)和避雷器(6)并接在一起，小型断路器*QF的后端与三相电力电容器*C电连接。

7.如权利要求1所述的无功补偿设备，其特征在于：所述无功补偿设备还包括电压切换回路，电压切换回路由电压表(11)、电压切换回路转换开关(12)、电压切换回路熔断器1FU、电压切换回路熔断器2FU和电压切换回路熔断器3FU组成，其中电压切换回路熔断器1FU、电压切换回路熔断器2FU和电压切换回路熔断器3FU的前端分别和电源开关(1)上端母线L1、母线L2、母线L3电连接，电压切换回路转换开关(12)分别安装在电压切换回路熔断器1FU、电压切换回路熔断器2FU和电压切换回路熔断器3FU上，电压表(11)一端与电压切换回路转换开关(12)的本体触点b2、本体触点b6电连接，另一端与电压切换回路转换开关(12)的本体触点b8、本体触点b12电连接；电压切换回路转换开关(12)的本体触点b1和电压切换回路熔断器1FU的后端电连接，电压切换回路转换开关(12)的本体触点b5、本体触点b7和电压切换回路熔断器2FU的后端电连接，电压切换回路转换开关(12)的本体触点b11和电压切换回路熔断器3FU后端电连接。

8.如权利要求4所述的无功补偿设备，其特征在于：所述交流接触器KM的辅助触点下端还连接有投切指示灯。

9.如权利要求1所述的无功补偿设备，其特征在于：所述避雷器(6)为三个，其中三个避雷器(6)一端和自动补偿单元(4)及手动补偿单元(5)一起并接于电源开关(1)下端，三个避雷器(6)另一端连接成一点后接地。

10.如权利要求1所述的无功补偿设备，其特征在于：所述自动补偿单元(4)数量为1～12。