CN209183952U - 低压电容补偿装置及单母线分段系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于单母线分段系统的低压电容补偿装置，包括母线段、电流采样互感器TA1以及无功补偿电路；无功补偿电路包括负荷开关Q、电流互感器TA2以及至少一个电容补偿单元；电流采样互感器TA1的一次侧串入母线段，二次侧接入功率因数补偿控制器PFC，将采集的电流反馈至功率因数补偿控制器PFC。进一步的，还公开了具有该装置的单母线分段系统。本实用新型将电流采样互感器TA1的采集点设在联络母线桥搭接点后方，不受单母线分段系统电源切换影响，提高了电容补偿装置利用率，节能性更好，成本更低，对生产的连续性和稳定性更有保障，非常适合用于主要负载为一、二级负荷的低压配电系统。
Description
技术领域
本实用新型属于电气控制技术领域，具体涉及一种低压电容补偿装置及具有该装置的低压单母线分段系统。
背景技术
单母线分段是当前工业配电系统中十分常用的接线方式，尤其在系统中一、二级负荷较多时，兼顾了可靠性和经济性。而工业配电系统中电机负荷占绝大部分，因此整体功率因数不高，提高功率因数能降低系统视在功率，减少用户在变压器、母线、电缆等方面的投资。因此，合理设计无功电容补偿方案是电气设计的一项重要内容。
目前常见的无功电容补偿装置的电流采样互感器安装在各低压段进线柜进线电缆上，在单母线分段系统处于正常运行状态时(两路进线开关合闸，母联开关分闸)并无问题，但当某一路进线电源故障或需要检修时(一路电源进线开关分闸，母联开关及另一路进线开关合闸)，故障(或检修)电源所在配电段的电容补偿柜因采集不到运行电流，将不再参与无功补偿，整个系统的无功补偿容量降低一半，视在功率上升，变压器存在过载风险。目前常见的解决方法主要有两种：1)增大变压器容量；2)切除部分负载。第一种方法会导致投资成本上升，正常运行时变压器负载过低，节能性差。第二种方法会影响生产的连续性，且不适用于一、二级负荷较多的场合。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型目的在于避免故障或检修时对应段的电容补偿装置退出，提出一种更加可靠的低压电容补偿装置及具有该装置的单母线分段系统。
具体技术方案如下：
一种用于单母线分段系统的低压电容补偿装置，包括母线段以及母线段上设有的无功补偿电路；无功补偿电路包括负荷开关Q、电流互感器TA2和至少一个电容补偿单元，其中，负荷开关Q的进线端连接母线段，出线端并联各电容补偿单元，电流互感器TA2 的一次侧串入无功补偿电路；还包括电流采样互感器TA1，电流采样互感器TA1的一次侧串入母线段，二次侧接入功率因数补偿控制器PFC，将采集的电流反馈至功率因数补偿控制器PFC。
优选的，所述电容补偿单元配置有串接的熔断器FU、投切开关TS、电抗器SR和补偿电容C。
优选的，所述投切开关TS选用采用过零快速投切方式的晶阐管投切开关。
优选的，所述负荷开关Q的出线端还设有接地的浪涌保护器SPD。
优选的，该装置还包括与电流互感器TA2的二次侧连接的电流表。
一种单母线分段系统，包括一条单母线、所述单母线被分为第一母线段和第二母线段；第一母线段和第二母线段通过母联开关QF3相连；第一母线段和第二母线段均设有无功补偿电路和用于接入电网的进线电路，进线电路均设有进线开关QF；无功补偿电路均设有负荷开关Q、电流互感器TA2和至少一个电容补偿单元；第一母线段和第二母线段还设有电流采样互感器TA1，电流采样互感器TA1的一次侧串入母线段，二次侧接入功率因数补偿控制器PFC，将采集的电流反馈至功率因数补偿控制器PFC。
优选的，所述电容补偿单元配置有串接的熔断器FU、投切开关TS、电抗器SR和补偿电容C。
优选的，所述投切开关TS选用采用过零快速投切方式的晶阐管投切开关。
优选的，所述负荷开关Q的出线端还设有接地的浪涌保护器SPD。
优选的，还包括与电流互感器TA2的二次侧连接的电流表。
基于上述系统，功率因数补偿控制器PFC根据采样电流与母线电压计算出当前的有功功率、无功功率、功率因数等参数，以及要达到设定功率因数所需投入的电容器容量，并以此控制晶闸管投切开关的动作，直到当前功率因数与功率因数设定值最接近为止。
本实用新型具有以下有益效果：
(1)将电流采样互感器置于母线桥搭接点之后，可不受单母线分段系统因故障或检修而切换电源的影响，有效解决一路电源切除时系统功率因数下降的问题，提高电容补偿装置利用率。
(2)采用晶阐管投切开关是无机械触点的电子开关，可跟踪负载无功电流变化，对电力电容器组采用过零快速投切，与传统的接触器投切方式相比切除过程中无操作过电压、电弧重燃现象，且响应时间快，可频繁投、切，无噪音，使用寿命长，维修量少。
(3)与加大变压器容量或切除负荷方式相比，节能性更好，成本更低，对生产的连续性和稳定性更有保障，非常适合用于主要负载为一、二级负荷的低压配电系统。
附图说明
图1是一种单母线分段系统的电气系统示意图。
具体实施方式
下面结合图1及具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。
结合图1所示，实施例中公开一种低压电容补偿装置，主要包括负荷开关Q、浪涌保护器SPD、电流采样互感器TA1、电流互感器TA2、功率因数补偿控制器PFC、熔断器 FU、晶闸管投切开关TS、电抗器SR、补偿电容C等。
熔断器FU、晶闸管投切开关TS、电抗器SR以及由多个补偿电容C构成的补偿电容组共同组成单个电容补偿单元。各电容补偿单元采用晶闸管过零投切，可避免产生涌流和操作过电压。电容补偿单元的数量，以及每个电容补偿单元的容量可根据实际负荷计算得出。
电流互感器TA2一次侧串入无功补偿电路，二次侧可根据需求连接电流表或远程监控中心，将采集的电容补偿单元自身的运行电流反馈给电流表或远程控制中心。浪涌保护器SPD用于防止系统过电压。电流采样互感器TA1一次侧串入母线段，二次侧连接功率因数补偿控制器PFC的电流输入端子。需要注意的是，本实施例是将电流采样互感器 TA1布置于装置内部，其采集点设置在联络柜母线桥后方，采样电流接入功率因数补偿控制器PFC。
功率因数补偿控制器PFC中设定有所需功率因数(即功率因数设定值)，功率因数补偿控制器PFC通过电流采样互感器TA1采集本段负载实时电流，同时从母线上采集本段母线电压，得出当前负载的有功功率、无功功率、功率因数等参数信息，并计算出相应的补偿容量，以控制晶闸管投切开关TS对补偿电容组进行投入或切除，以达到功率因数设定值。
实施例中还公开一种采用单母线分段接线方式的低压系统(即单母线分段系统)，具有上述低压电容补偿装置。在现有技术中，电流采样互感器TA1通常置于单母线分段系统的进线开关QF1、QF2的前端，本装置将其移至母线桥搭接点后方(按电流流向顺序)，无论本段进线开关处于分闸位还是合闸位，实际运行电流都会通过电流采样互感器TA1，功率因数补偿控制器PFC的计算和投切控制不受影响。
在单母线分段系统中，例如，当A段电源出现故障或需要检修时，A段进线开关 QF1分闸，母联开关QF3合闸，此时，因A段电容补偿装置的电流采样点位于母线桥搭接点后方，仍能采集到A段负载的运行电流，电容补偿不受影响，配电系统的功率因数相比故障发生前不会降低。
可见，与传统电容补偿装置相比，本装置的电流采样互感器TA1不再安装在进线柜电缆上，而是置于装置内部，采集点位于联络母线桥搭接点后方，不受单母线分段系统电源切换影响，提高了电容补偿装置利用率。与传统的加大变压器容量或切除负荷方式相比，节能性更好，成本更低，对生产的连续性和稳定性更有保障，非常适合用于主要负载为一、二级负荷的低压配电系统。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种低压电容补偿装置，包括母线段以及母线段上设有的无功补偿电路；无功补偿电路包括负荷开关Q、电流互感器TA2以及至少一个电容补偿单元，其中，负荷开关Q的进线端连接母线段，出线端并联各电容补偿单元，电流互感器TA2的一次侧串入无功补偿电路；其特征在于：还包括电流采样互感器TA1，电流采样互感器TA1的一次侧串入母线段，二次侧接入功率因数补偿控制器PFC。
2.根据权利要求1所述的低压电容补偿装置，其特征在于：所述电容补偿单元配置有串接的熔断器FU、投切开关TS、电抗器SR和补偿电容C。
3.根据权利要求2所述的低压电容补偿装置，其特征在于：所述投切开关TS选用晶阐管投切开关。
4.根据权利要求1所述的低压电容补偿装置，其特征在于：所述负荷开关Q的出线端还设有接地的浪涌保护器SPD。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的低压电容补偿装置，其特征在于：还包括与电流互感器TA2的二次侧连接的电流表。
6.一种单母线分段系统，包括一条单母线、所述单母线被分为第一母线段和第二母线段；第一母线段和第二母线段通过母联开关QF3相连；第一母线段和第二母线段均设有无功补偿电路和用于接入电网的进线电路，进线电路均设有进线开关QF；无功补偿电路均设有负荷开关Q、电流互感器TA2和至少一个电容补偿单元；其特征在于：第一母线段和第二母线段还设有电流采样互感器TA1，电流采样互感器TA1的一次侧串入母线段，二次侧接入功率因数补偿控制器PFC。
7.根据权利要求6所述的单母线分段系统，其特征在于：所述电容补偿单元配置有串接的熔断器FU、投切开关TS、电抗器SR和补偿电容C。
8.根据权利要求7所述的单母线分段系统，其特征在于：所述投切开关TS选用晶阐管投切开关。
9.根据权利要求6所述的单母线分段系统，其特征在于：所述负荷开关Q的出线端还设有接地的浪涌保护器SPD。
10.根据权利要求6至9任意一项所述的单母线分段系统，其特征在于：还包括与电流互感器TA2的二次侧连接的电流表。
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| CN201821707501.3U CN209183952U (zh) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | 低压电容补偿装置及单母线分段系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111864735A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-30 | 安徽交通职业技术学院 | 一种投切补偿系统 |
| CN112782449A (zh) * | 2019-11-08 | 2021-05-11 | 河南森源电气股份有限公司 | 一种电流采样切换电路 |
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| CN111864735B (zh) * | 2020-07-22 | 2024-04-16 | 安徽交通职业技术学院 | 一种投切补偿系统 |
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