CN212063502U - 一种电力系统无功功率补偿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力工程技术领域，针对未能及时发现无功功率补偿电路损坏的问题，旨在提供一种电力系统无功功率补偿装置，包括与供电网连接的无功功率补偿电路，包括：提醒单元、降压单元、整流稳压单元、检测比较单元、开关单元。通过检测比较单元以将接收到的稳压信号与电压阈值信号VERF进行比较，以实时监控供电网和无功功率补偿电路之间的电压值，以使得在稳压信号低于电压阈值信号VERF是向开关单元发出低压信号，以使得开关单元控制提醒单元向用户端发出警报信号，以便用户及时获知无功功率补偿电路的工作状态，已在用户端接收到警报信号时，及时去检查电路，以排除故障。

Description

一种电力系统无功功率补偿装置

技术领域

本实用新型涉及电力工程技术领域，尤其是涉及一种电力系统无功功率补偿装置。

背景技术

大多数用电设备是根据电磁感应原理工作的，如变压器、电动机等，他们依靠电场和磁场的交换，才能进行能量的转换和传递。为了建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，电源所提供的最大功率称为视在功率，电能转换为其他形式的能量需要的功率称为有功功率，有功功率和视在功率的比值称为功率因数。无功功率补偿装置在电力系统中所起的作用是提高电网的功率因数，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。

目前，应用最广的投切开关是由晶闸管和磁保持继电器并联构成的复合开关，复合开关在开通过程中，主要通过在电压过零点时，导通磁保持继电器进而导通复合开关，其中，电压过零点是电路的关键，而在传统的低压无功补偿的过零检测电路中，普遍使用如图1所示的结构，该电路包含有2个串联的晶闸管驱动器moc3083，在正常情况下，moc3083可以实现在电压过零点时触发晶闸管导通，从而使电容器投入电网。但是在实际的配电网中，电网是有谐波存在的，且非常复杂不定，甚至有发生电压畸变的情况，这些容易导致moc3083发生误动。由于moc3083的误动，使得电容器不能在过零点时准确投入电网，这样会造成很大的冲击涌流，从而损坏晶闸管，严重时可能导致电容器发生爆炸等现象。因无功功率补偿装置在出现损坏后，工作人员因不能及时获知情况以使得工作人员不能及时对电路进行检修，在此过程中，因无法对变压器和输送电线进行无功功率补偿，输送线路和变压器存在一定的损耗，因此，需要对此进行改进。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种减小输送线路和变压器损耗的电力系统无功功率补偿装置。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种电力系统无功功率补偿装置，包括与供电网连接的无功功率补偿电路，包括：

提醒单元，用于向用户端发送报警信号；

降压单元，耦接于供电网和无功功率补偿电路的连接节点处；

整流稳压单元，耦接于降压单元以对降压单元的输出电压进行稳压并输出稳压信号；

检测比较单元，耦接于整流稳压单元且预设有电压阈值信号VERF以在稳压信号低于电压阈值信号VERF时输出低压信号；

开关单元，耦接于检测比较单元且串联于提醒单元的供电回路以在接收到低压信号时控制提醒单元发送报警信号。

通过采用上述技术方案，降压电路用于将供电网的电压降到适合接入到电路内的电压值，以使得电路中的接入电压不易过高，电路不易被烧坏。通过设置整流稳压单元对从降压单元处输出的电压进行整流稳压，以便检测比较电路获得较稳定的电压；通过检测比较单元以将接收到的稳压信号与电压阈值信号VERF进行比较，以实时监控供电网和无功功率补偿电路之间的电压值，以使得在稳压信号低于电压阈值信号VERF是向开关单元发出低压信号，以使得开关单元控制提醒单元向用户端发出警报信号，以便用户及时获知无功功率补偿电路的工作状态，已在用户端接收到警报信号时，及时去检查电路，以排除故障，从而使得无功功率补偿电路保持在较佳的工作状态，变压器和输送线路不易出现无功功率损耗。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述整流稳压单元包括整流子单元和稳压子单元，整流子单元耦接于稳压子单元，整流子单元耦接于降压单元，所述整流子单元用于对降压单元输出端的电压进行A/D转换。

通过采用上述技术方案，通过整流子单元对降压单元输出的电压进行整流，以使得去除电路中的杂波，进而减小杂波对检测数据准确性的影响，通过设置稳压子单元以稳定整流后的电压，以使得输入到检测比较电路处的电压较稳定，以便检测比较单元进行检测比较。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述整流子单元和所述稳压子单元之间串联有滤波单元。

通过采用上述技术方案，通过设置滤波单元进一步滤除电路中的杂波，以使得在电路中的传输信号杂波较少，以便检测比较单元进行信号大小的比较。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述检测比较电路包括比较器N1，所述比较器N1的反相输入端与稳压子单元连接，所述比较器N1的同相输入端与电压阈值信号VERF连接，比较器N1的信号输出端与开关电路电连接。

通过采用上述技术方案，比较器N1可以对两个输入端的信号进行比较，以便实时监测比较接收到的稳压信号与电压阈值信号VERF的大小，且比较器N1的灵敏度高，以在稳压信号小于电压阈值信号VERF时第一时间输出低压信号到开关单元处，以便开关单元及时向用户端发出警报，通知工作人员及时进行检修查看。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述开关电路包括NPN型的三极管T1，三极管T1 的基极与比较器N1的信号输出端连接，三极管T1的集电极与提醒单元电连接，三极管T1的发射极接地。

通过采用上述技术方案，在稳压信号小于电压阈值信号VERF时，比较器N2的信号输出端输出高电平信号，根据NPN型三极管导通条件可知，三极管T1导通，提醒单元的供电回路接通，提醒单元得电并向用户端发送报警信号，以及时通知工作人员进行检修，以减小电路的无功功率损耗。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述三极管T1的集电极串联有延时闭合继电器KM1。

通过采用上述技术方案，通过设置延时闭合继电器KM1，以在电容器出现误动时，通过三极管T1延时导通以使得提醒单元延时发送报警信号，降低了信号误发送的概率。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述提醒模块包括信号发射器，延时闭合继电器KM1串联在信号发射器的供电回路。

通过采用上述技术方案，信号发射器具有发送信号的功能，三极管T1导通后，信号发射器得电工作，经过延时后以向用户端发送报警信号，以便工作人员及时获知信号。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述提醒模块还包括发光二极管D1，延时闭合继电器KM1串联在发光二极管D1串联的供电回路。

通过采用上述技术方案，通过设置发光二极管D1以在延时闭合继电器KM1得电后得电并发出亮光，以免在用户在例行维护和检修时，通过观察发光二极管D1便可以获知此时电路是否处于导通状态。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.通过检测比较单元以将接收到的稳压信号与电压阈值信号VERF进行比较，以实时监控供电网和无功功率补偿电路之间的电压值，以使得在稳压信号低于电压阈值信号VERF是向开关单元发出低压信号，以使得开关单元控制提醒单元向用户端发出警报信号，以便用户及时获知无功功率补偿电路的工作状态，已在用户端接收到警报信号时，及时去检查电路，以排除故障；

2.通过设置延时闭合继电器KM1，以在电容器出现误动时，通过三极管T1延时导通以使得提醒单元延时发送报警信号，降低了信号误发送的概率。

附图说明

图1是现有技术中无功功率补偿电路的电路图；

图2是本实施例的电路图。

图中，1、降压单元；2、整流稳压单元；21、整流子单元；22、稳压子单元；3、滤波单元；4、检测比较单元；5、开关单元；6、提醒单元。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图2，为本实用新型公开的一种电力系统无功功率补偿装置，包括与供电网电连接的无功功率补偿电路（见图1），无功功率补偿电路采用的是现有的电路图。补偿装置还包括耦接于无功功率补偿电路与供电网连接端的降压单元1、耦接于降压单元1以对降压单元1的输出电压进行稳压并输出稳压信号的整流稳压单元2、耦接于整流稳压单元2且预设有电压阈值信号VERF以在稳压信号低于电压阈值信号VERF时输出低压信号的检测比较单元4、用于向用户端发送报警信号的提醒单元6、耦接于检测比较单元4且串联于提醒单元6的供电回路以在接收到低压信号时控制提醒单元6得电并发送报警信号的开关单元5。

降压单元1对供电网的电压进行降压，并将降压后的电压输送至整流稳压单元2进行整流以及稳压，整流稳压后得到较稳定的直流电，检测比较单元4接收到整流稳压单元2传输的稳压信号后，通过将该稳压信号与电压阈值信号VERF进行大小比较，并在比较得出小于电压阈值信号VERF的稳压信号时，向开关单元5传输低压信号，开关单元5在接收到低压信号后，控制提醒单元6发出警报信号，以通知工作人员对补偿装置进行检修。

降压单元1包括变压器，变压器设有一次侧和二次侧，一次侧的线圈匝数多于二次侧的线圈匝数，变压器的一次侧与无功功率补偿电路的信号输出端电连接，变压器的二次侧与整流稳压单元2电连接。

整流稳压单元2包括整流子单元21和稳压子单元22，整流子单元21耦接于稳压子单元22，整流子单元21耦接于变压器的二次侧，整流子单元21用于对降压单元1输出端的电压进行A/D转换。

整流子单元21包括全波整流桥，全波整流桥与变压器电连接。

全波整流桥与稳压子单元22之间串联有滤波单元3，滤波单元3包括第一电阻R1以及第一有极电容C1、第二有极电容C2，第一电阻R1串联在全波整流桥和稳压子单元22之间，第一有极电容C1的一端电连接于全波整流桥和第一电阻R1的连接节点，第一有极电容C1的另一端接地，第二有极电容C2的一端电连接于稳压子单元22和第一电阻R1的连接节点，第二有极电容C2的另一端接地。

稳压子单元22包括稳压二极管D1，第一电阻R1经第二电阻R2后与稳压二极管D1的阴极连接，稳压二极管D1的正极接地，第一电阻R1与稳压二极管D1的阴极之间电连接有PNP型的晶体管T2，晶体管T2的基极电连接于第一电阻R1与稳压二极管D1阴极的连接节点，晶体管T2的集电极接地，第一电阻R1经第三电阻R3后与晶体管T2的发射极电连接。晶体管T2的集电极和发射极之间连接有第四电阻R4。

检测比较电路包括比较器N1，比较器N1的反相输入端与第三电阻R3电连接，比较器N1的同相输入端经第五电阻R5后与电压阈值信号VERF电连接连接，比较器N1的信号输出端与开关电路电连接。

开关电路包括NPN型的三极管T1，三极管T1 的基极与比较器N1的信号输出端连接，三极管T1的集电极串联在提醒单元6的供电回路，三极管T1的发射极接地。

提醒模块6包括信号发射器，三极管T1的集电极串联有延时闭合继电器KM1，延时闭合继电器KM1包括常开型触点开关KM1-1，常开型触点开关KM1-1串联在信号发射器的供电回路中信号发射器与用户端信号连接。以在三极管T1导通后延时闭合，以使得信号发射器延时发送信号，在本实施例中，延时闭合继电器KM1延时闭合时间预设为5S。

延时闭合继电器KM1包括常闭型触点开关KM1-2，提醒模块6还包括发光二极管D1，发光二极管D1的阳极与电源电压VCC电连接，发光二极管D1的阴极与常闭型触点开关KM1-2连接后接地。在无功功率补偿电路正常工作时，发光二极管D1亮起，以提示此时无功功率补偿电路处于正常工作状态。

本实施例的实施原理为：

接入电路的电压经过变压器降压器降压变为适合电路的电压值，再经过全波整流桥的A/D转换后输入到滤波单元3以滤除杂波，最后经过稳压单元处理进行稳压处理后得到稳定的输出电压，稳压单元向比较器N1输出稳压信号，比较器N1将稳压信号与电压阈值信号VERF进行信号大小的比较，并在稳压信号小于电压阈值信号VERF时，向三极管Q1输出高电平信号，以使得三极管Q1导通，信号发射器所在电路导通，以使得信号发射器在延时预设时间后向用户端发送报警信号，以提醒工作人员及时对电路进行检修，以减少线路和电气设备的无功功率的损耗。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电力系统无功功率补偿装置，包括与供电网连接的无功功率补偿电路，其特征在于：包括：

提醒单元(6)，用于向用户端发送报警信号；

降压单元(1)，耦接于供电网和无功功率补偿电路的连接节点处；

整流稳压单元(2)，耦接于降压单元(1)以对降压单元(1)的输出电压进行稳压并输出稳压信号；

检测比较单元(4)，耦接于整流稳压单元(2)且预设有电压阈值信号VERF以在稳压信号低于电压阈值信号VERF时输出低压信号；

开关单元(5)，耦接于检测比较单元(4)且串联于提醒单元(6)的供电回路以在接收到低压信号时控制提醒单元(6)发送报警信号。

2.根据权利要求1所述的一种电力系统无功功率补偿装置，其特征在于：所述整流稳压单元(2)包括整流子单元(21)和稳压子单元(22)，整流子单元(21)耦接于稳压子单元(22)，整流子单元(21)耦接于降压单元(1)，所述整流子单元(21)用于对降压单元(1)输出端的电压进行A/D转换。

3.根据权利要求2所述的一种电力系统无功功率补偿装置，其特征在于：所述整流子单元(21)和所述稳压子单元(22)之间串联有滤波单元(3)。

4.根据权利要求2所述的一种电力系统无功功率补偿装置，其特征在于：所述检测比较电路包括比较器N1，所述比较器N1的反相输入端与稳压子单元(22)连接，所述比较器N1的同相输入端与电压阈值信号VERF连接，比较器N1的信号输出端与开关电路电连接。

5.根据权利要求4所述的一种电力系统无功功率补偿装置，其特征在于：所述开关电路包括NPN型的三极管T1，三极管T1 的基极与比较器N1的信号输出端连接，三极管T1的集电极与提醒单元(6)电连接，三极管T1的发射极接地。

6.根据权利要求5所述的一种电力系统无功功率补偿装置，其特征在于：所述三极管T1的集电极串联有延时闭合继电器KM1。

7.根据权利要求6所述的一种电力系统无功功率补偿装置，其特征在于：所述提醒单元(6)包括信号发射器，延时闭合继电器KM1串联在信号发射器的供电回路。

8.根据权利要求6所述的一种电力系统无功功率补偿装置，其特征在于：所述提醒单元(6)还包括发光二极管D1，延时闭合继电器KM1串联在发光二极管D1串联的供电回路。

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