CN208479188U - 一种体积小、成本低的智能电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种体积小、成本低的智能电容器，解决的是体积大、成本高的技术问题，通过采用智能电容器包括混补电容器组合及分补电容器组合，混补电容器组合与分补电容器组合间通过智能开关进行切换；所述混补电容器组合包括串联的3个电容器，所述电容器设有电源端子、信号端子、第一网线端子、第二网线端子及接地端子；电源电子包括端子UN，端子UA，端子UB，及端子UC；所述3个电容器为分补电容器，第一共补电容器及第二共补电容器的技术方案，较好的解决了该问题，可用于智能电网应用中。

Description

一种体积小、成本低的智能电容器

技术领域

本实用新型涉及智能电容器领域，具体涉及一种体积小、成本低的智能电容器。

背景技术

在电力系统中，无功负荷越来越多，使得电网总电流增大，功率因数降低、设备的容量和有功损耗增大，为了减少无功功率在电网中的传输，应尽可能地进行无功功率补偿。考虑到投资经济性和补偿效果，通常会在配电网系统中安装电容器组以节能降耗。智能电容器作为无功补偿设备，以电力电容器为主体，电容器在投切过程中的特性直接影响到电器元件和电网系统的安全，因此需要对智能电容器进行测试以保证其符合安全性能要求。

目前，智能电容器由无功补偿控制器、熔断器、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等多个分散的元件在柜内和柜面经由导线连接而组成的自动无功补偿装置，存在体积大、成本高的技术问题。因此，提供一种体积小、成本低的智能电容器就很有必要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中存在的体积大、成本高技术问题。提供一种新的智能电容器，该智能电容器具有体积小、成本低，补偿效果更好、体积更小、功耗更低、价格更廉、节约成本更多、使用更加灵活、维护更加方便、使用寿命更长、可靠性更高的特点。

为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：

一种体积小、成本低的智能电容器，用于0.4kV低压配电网，所述智能电容器连接有电能表，智能电容器包括混补电容器组合及分补电容器组合，所述混补电容器组合与分补电容器组合间通过智能开关进行切换；所述智能开关为受控于电能表实施分合闸控制的外置断路器；所述电能表通过单模数控制器控制外置断路器。

本实用新型的工作原理：本实用新型通过将多个分散的无功补偿控制器、熔断器、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等元件在柜内和柜面经由导线连接集成组成的自动无功补偿装置。能够减小体积，通过减少原件，能够降低成本。

上述方案中，为优化，进一地，所述混补电容器组合包括串联的3个电容器，所述电容器设有电源端子、信号端子、第一网线端子、第二网线端子及接地端子；电源电子包括端子UN，端子UA，端子UB，及端子UC；

所述3个电容器为分补电容器，第一共补电容器及第二共补电容器；所述分补电容器的第二网线端子连接第一共补电容器的第一网线端子，第一共补电容器的第二网线端子连接第二共补电容器的第一网线端子，所述分补电容器的第一网线端子连接有二次电流互感器；所述分补电容器的电源端子，第一共补电容器的电源电子及第二共补电容器的电源端子均依次通过混补控制器、二次电流互感器、第一电源开关后与母线电压连接；第一电源开关包括端子N，端子A，端子B及端子C；所述第二共补电容器的信号端子连接有温补指示器；

所述混补控制器还与第一电源开关连接，用于三相电压取样。

进一步地，所述分补电容器的信号端子连接有指示灯HL1，指示灯HL2 及指示灯HL3，指示灯HL1，指示灯HL2及指示灯HL3共同与第一电源开关的端子N连接；所述第一共补电容器的信号端子连接有并联的指示灯HL4及指示灯HL5，第二共补电容器的信号端子连接有并联的指示灯HL6及指示灯 HL7，指示灯HL4，指示灯HL5，指示灯HL6及指示灯HL7共同与第一电源开关的端子B连接。

进一步地，所述共补电容器组合包括串联的3个电容器，所述电容器设有电源端子、信号端子、第一网线端子、第二网线端子及接地端子；电源电子包括端子UA，端子UB，及端子UC；

所述3个电容器包括第三共补电容器，第四共补电容器及第五共补电容器；所述第三共补电容器的第二网线端子与第四共补电容器的第一网线端子连接，第四共补电容器的第二网线端子与第五共补电容器的第一网线端子连接；所述第三共补电容器的第一网线端子依次通过共补控制器、二次电流互感器连接到第二电源开关后与母线电压连接；第二电源开关包括端子A，端子B及端子C；所述二次电流互感器连接在端子B及端子C之间，所述第五共补电容器的信号端子连接有共补指示器；所述第三共补电容器的电源端子、第四共补电容器的电源端子及第五共补电容器的电源电子均连接到第二电源开关；所述共补控制器还与3个电容器的电源端子连接。

进一步地，所述第三共补电容器的信号端子连接有指示灯HL1及指示灯 HL2，第四共补电容器的信号端子连接有指示灯HL3及指示灯HL4；第五共补电容器的信号端子连接有指示灯HL5及指示灯HL6；指示灯HL1、指示灯 HL2、指示灯HL3、指示灯HL4、指示灯HL5及指示灯HL6均与第二电源开关的端子B连接。

进一步地，所述3个电容器为金属化膜电力电容器。

进一步地，所述与母线电压连接是通过多芯铜线连接，所述多芯铜线的截面积不小于10mm²。

进一步地，所述多芯铜线的截面积为16mm²。

本实用新型中的单台产品自具测量、判断、控制、投切、保护、通讯等功能，集成了现代测控、电力电子、网络通讯、自动化控制、金属化膜电力电容器等先进技术，可单机使用；也可单台产品之间经网络线形成一个自适应的控制网络系统，同样具有测量、判断、控制、投切、保护、通讯等的功能。

本实用新型的有益效果：

效果一，采用集成设计，利用走线优势，减小体积，降低成本；

效果二，降低线损；

效果三，单台产品自具测量、判断、控制、投切、保护、通讯等功能，集成了现代测控、电力电子、网络通讯、自动化控制、金属化膜电力电容器等先进技术，可单机使用；也可单台产品之间经网络线形成一个自适应的控制网络系统，同样具有测量、判断、控制、投切、保护、通讯等的功能；

效果四，采样、控制电路防护，可靠性高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1，混补电容器组合连接示意图。

图2，混补电容器组合待指示灯示意图。

图3，共补电容器组合连接示意图。

图4，共补电容器组合待指示灯示意图。

图5，外置断路器结构示意图。

图6，单相断路器与电能表连接示意图。

图7，三相四线断路器与电能表连接示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本实施例提供一种体积小、成本低的智能电容器，用于0.4kV低压配电网，所述智能电容器连接有电能表，智能电容器包括混补电容器组合及分补电容器组合，所述混补电容器组合与分补电容器组合间通过智能开关进行切换；所述智能开关为受控于电能表实施分合闸控制的外置断路器；所述电能表通过单模数控制器控制外置断路器。

如图5为本实施例中外置断路器外部尺寸及结构图。本实施中的外置断路器为WSB01系列电能表用外置断路器。由电能表实施分合闸控制的外置断路器。断路器额定绝缘电压500V，适用于交流50Hz，额定工作电压230V/400V，额定控制电压AC220V，额定电流125A以下的线路中。外置断路器的控制部分采用单模数设计，宽度仅18mm，能够实现小体积的设计。电能表用外置断路器控制部分的电路采用高速CPU，通过检测状态来控制断路器的分合闸状态，并对断路器的分合闸状态进行反馈，控制电路对数字信息具有很强的处理能力，是一般MPU的处理能力的20倍，采用了精密抗干扰能力强劲的处理芯片，对各种干扰有着很强的抗扰能力。控制部分的机构采用电机和齿轮组合机构，通过齿轮机构带动断路器内轴，实现断路器的分合闸控制，具有高可靠性和长使用寿命。

WSB01系列电能表用外置断路器操作机构对断路器的合闸时间小于2s，分闸速度小于0.6s。

断路器控制信号采用AC220V，控制单元供电从控制信号线取电，分合闸动作时从相线短暂用电，合分闸后，产品处于低功耗状态，相线泄露电流小于 0.2mA。断路器反馈信号采用220V，当断路器处于合闸状态时，反馈电平为 220V,当断路器处于分闸状态时，反馈端无反馈信号；单相断路器反馈信号从相线取电，三相断路器反馈信号从三相取电，任缺一相时仍能正常反馈；

断路器控制模式分远程全自动控制方式和远程半自动控制方式，即“自动”方式和“手动”方式，可通过断路器面板上的模式开关进行设置；断路器控制电路的电源采用内取电，无需用户外接电源，直接从断路器内部的相线和零线取电。如图6，是外置断路器与电能表的连接示意图。其中，单相断路器进线端左侧接L，右侧接N；如图7，三相四线断路器进线端从左到右依次为1，3， 5，N，即产品的右侧接零线，断路器的控制单元在产品的左侧；断路器的控制端和反馈信号端有防插反装置，具有防插反功能；断路器正面设有红色的控制信号指示灯，当控制信号为AC220V时，指示灯亮，当控制信号为0V时，指示灯灭；以识别当前电能表的控制状态。远程全自动控制方式的断路器控制信号和动作状态满足。

优选地，为了降低线损，如图1，所述混补电容器组合包括串联的3个电容器，所述电容器设有电源端子、信号端子、第一网线端子、第二网线端子及接地端子；电源电子包括端子UN，端子UA，端子UB，及端子UC；

所述3个电容器为分补电容器，第一共补电容器及第二共补电容器；所述分补电容器的第二网线端子连接第一共补电容器的第一网线端子，第一共补电容器的第二网线端子连接第二共补电容器的第一网线端子，所述分补电容器的第一网线端子连接有二次电流互感器；所述分补电容器的电源端子，第一共补电容器的电源电子及第二共补电容器的电源端子均依次通过混补控制器、二次电流互感器、第一电源开关后与母线电压连接；第一电源开关包括端子N，端子A，端子B及端子C；所述第二共补电容器的信号端子连接有温补指示器；

所述混补控制器还与第一电源开关连接，用于三相电压取样。

本实施例中，二次电流互感器用于电流采样给混补控制器，混补控制器还采用电压，从而完成对于功率因数的提高。本实施中网线选用0.5mm²绝缘铜芯线。信号线连接导线规格，信号线上所载电流很小，选择强度合适的铜导线即可，一般采用载面积为0.75mm²左右的多芯铜导线。接线结束并校核确认无误后，用万用表检查三相电源线各相之间及各相与大地之间是否短路，将面板上的拔拉开关拔至“自动”位置。

如图2，所述分补电容器的信号端子连接有指示灯HL1，指示灯HL2及指示灯HL3，指示灯HL1，指示灯HL2及指示灯HL3共同与第一电源开关的端子N连接；所述第一共补电容器的信号端子连接有并联的指示灯HL4及指示灯HL5，第二共补电容器的信号端子连接有并联的指示灯HL6及指示灯HL7，指示灯HL4，指示灯HL5，指示灯HL6及指示灯HL7共同与第一电源开关的端子B连接。共补电容器的信号线端子从中间到边侧排列为：空、C2 状态指示、C1状态指示。分补电容器的信号线端子从中间到边侧排列为：CA 状态指示、CB状态指示、CC状态指示。

如图3，所述共补电容器组合包括串联的3个电容器，所述电容器设有电源端子、信号端子、第一网线端子、第二网线端子及接地端子；电源电子包括端子UA，端子UB，及端子UC；

所述3个电容器包括第三共补电容器，第四共补电容器及第五共补电容器；所述第三共补电容器的第二网线端子与第四共补电容器的第一网线端子连接，第四共补电容器的第二网线端子与第五共补电容器的第一网线端子连接；所述第三共补电容器的第一网线端子依次通过共补控制器、二次电流互感器连接到第二电源开关后与母线电压连接；第二电源开关包括端子A，端子B及端子C；所述二次电流互感器连接在端子B及端子C之间，所述第五共补电容器的信号端子连接有共补指示器；所述第三共补电容器的电源端子、第四共补电容器的电源端子及第五共补电容器的电源电子均连接到第二电源开关；所述共补控制器还与3个电容器的电源端子连接。

如图4，所述第三共补电容器的信号端子连接有指示灯HL1及指示灯 HL2，第四共补电容器的信号端子连接有指示灯HL3及指示灯HL4；第五共补电容器的信号端子连接有指示灯HL5及指示灯HL6；指示灯HL1、指示灯HL2、指示灯HL3、指示灯HL4、指示灯HL5及指示灯HL6均与第二电源开关的端子B连接。

其中，所述3个电容器为金属化膜电力电容器。

为了进一步减小线损，保证连接线的电阻较小，因此，所述与母线电压连接是通过多芯铜线连接，所述多芯铜线的截面积不小于10mm²，能够满足单台总容量为30kvar。

最优的，所述多芯铜线的截面积为16mm²。

尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本实用新型，但是本实用新型不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本实用新型精神和范围内，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

Claims (8)

1.一种体积小、成本低的智能电容器，用于0.4kV低压配电网，其特征在于：所述智能电容器连接有电能表，智能电容器包括混补电容器组合及分补电容器组合，所述混补电容器组合与分补电容器组合间通过智能开关进行切换；所述智能开关为受控于电能表实施分合闸控制的外置断路器；所述电能表通过单模数控制器控制外置断路器。

2.根据权利要求1所述的体积小、成本低的智能电容器，其特征在于：所述混补电容器组合包括串联的3个电容器，所述电容器设有电源端子、信号端子、第一网线端子、第二网线端子及接地端子；电源电子包括端子UN，端子UA，端子UB，及端子UC；

所述3个电容器为分补电容器，第一共补电容器及第二共补电容器；所述分补电容器的第二网线端子连接第一共补电容器的第一网线端子，第一共补电容器的第二网线端子连接第二共补电容器的第一网线端子，所述分补电容器的第一网线端子连接有二次电流互感器；所述分补电容器的电源端子，第一共补电容器的电源电子及第二共补电容器的电源端子均依次通过混补控制器、二次电流互感器、第一电源开关后与母线电压连接；第一电源开关包括端子N，端子A，端子B及端子C；所述第二共补电容器的信号端子连接有温补指示器；

所述混补控制器还与第一电源开关连接，用于三相电压取样。

3.根据权利要求2所述的体积小、成本低的智能电容器，其特征在于：所述分补电容器的信号端子连接有指示灯HL1，指示灯HL2及指示灯HL3，指示灯HL1，指示灯HL2及指示灯HL3共同与第一电源开关的端子N连接；所述第一共补电容器的信号端子连接有并联的指示灯HL4及指示灯HL5，第二共补电容器的信号端子连接有并联的指示灯HL6及指示灯HL7，指示灯HL4，指示灯HL5，指示灯HL6及指示灯HL7共同与第一电源开关的端子B连接。

4.根据权利要求2所述的体积小、成本低的智能电容器，其特征在于：所述智能电容器还包括共补电容器组合，共补电容器组合包括串联的3个电容器，所述电容器设有电源端子、信号端子、第一网线端子、第二网线端子及接地端子；电源电子包括端子UA，端子UB，及端子UC；

所述3个电容器包括第三共补电容器，第四共补电容器及第五共补电容器；所述第三共补电容器的第二网线端子与第四共补电容器的第一网线端子连接，第四共补电容器的第二网线端子与第五共补电容器的第一网线端子连接；所述第三共补电容器的第一网线端子依次通过共补控制器、二次电流互感器连接到第二电源开关后与母线电压连接；第二电源开关包括端子A，端子B及端子C；所述二次电流互感器连接在端子B及端子C之间，所述第五共补电容器的信号端子连接有共补指示器；所述第三共补电容器的电源端子、第四共补电容器的电源端子及第五共补电容器的电源电子均连接到第二电源开关；所述共补控制器还与3个电容器的电源端子连接。

5.根据权利要求4所述的体积小、成本低的智能电容器，其特征在于：所述第三共补电容器的信号端子连接有指示灯HL1及指示灯HL2，第四共补电容器的信号端子连接有指示灯HL3及指示灯HL4；第五共补电容器的信号端子连接有指示灯HL5及指示灯HL6；指示灯HL1、指示灯HL2、指示灯HL3、指示灯HL4、指示灯HL5及指示灯HL6均与第二电源开关的端子B连接。

6.根据权利要求2-5任一所述的体积小、成本低的智能电容器，其特征在于：所述3个电容器为金属化膜电力电容器。

7.根据权利要求6所述的体积小、成本低的智能电容器，其特征在于：所述与母线电压连接是通过多芯铜线连接，所述多芯铜线的截面积不小于10mm²。

8.根据权利要求7所述的体积小、成本低的智能电容器，其特征在于：所述多芯铜线的截面积为16mm²。