CN212543371U - 一种住宅公变混合式电能质量优化装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型一种住宅公变混合式电能质量优化装置，属于住宅公变混合式电能质量优化装置技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种住宅公变混合式电能质量优化装置硬件结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：包括设置在公变回路中的交流电源、变压器和控制箱，所述变压器的信号输出端通过导线分别与用电负荷的信号采集端、控制箱的信号输入端相连，所述交流电源通过输电线缆与变压器的输入端相连，所述变压器的输出端分别与用电负荷的电源端、控制箱的电源端相连；所述变压器的输出端上还串接有断路器QF1和电流互感器CT1；在控制箱内部，所述电源端依次串接断路器QF2和电流互感器CT2后与电能优化控制器相连；本实用新型安装应用于住宅公变系统。

Description

一种住宅公变混合式电能质量优化装置
技术领域
本实用新型一种住宅公变混合式电能质量优化装置，属于住宅公变混合式电能质量优化装置技术领域。
背景技术
住宅公变是所在地的线路、变压器、到每户的电表全部由供电局安装、维护、管理的简称，采用公变的小区，每户电表都是直接由供电局负责安装的机械表或IC卡电表，用户持电卡直接向供电局购电，每度电的电价按国家规定计费，而电表以外的供电设备，包括线路变压器等都是由供电局负责安装并进行终生维护和管理，不必担心线路或变压器的安装配置不规范或容量不够。
目前低压配电网存在功率因数低、谐波含量高、三相电压不平衡度高、功率冲击大、电压闪变和波动大等电能质量问题，电能质量问题不仅增大了电网的电能损耗、降低了电网的安全性和可靠性，还会影响工业生产和人民用电质量；电能质量下降主要是由于住宅区内用电负荷越来越大，用电种类和规格也变的更加复杂和不可控，包括接入小区的充电桩、家用变频电器及LED等非线性负载，造成谐波、无功增加；又由于传统低压补偿元件可靠性差、级差大，且没有感性补偿能力，无功补偿效果差，传统补偿没有谐波滤除能力，用电生成的谐波将造成电容器件损坏，产生事故隐患，严重影响供电安全。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种住宅公变混合式电能质量优化装置硬件结构的改进。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种住宅公变混合式电能质量优化装置，包括设置在公变回路中的交流电源、变压器和控制箱，所述变压器的信号输出端通过导线分别与用电负荷的信号采集端、控制箱的信号输入端相连，所述交流电源通过输电线缆与变压器的输入端相连，所述变压器的输出端分别与用电负荷的电源端、控制箱的电源端相连；
所述变压器的输出端上还串接有断路器QF1和电流互感器CT1；
在控制箱内部，所述电源端依次串接断路器QF2和电流互感器CT2后与电能优化控制器相连，所述电能优化控制器通过数据通信总线分别与动态无功补偿装置、晶闸管控制电抗器、静止无功发生器的信号输出端相连；
所述电能优化控制器还连接有无线通信模块，所述无线通信模块通过无线网络与监控服务器无线连接。
所述动态无功补偿装置、晶闸管控制电抗器、静止无功发生器的电源输入端均设置有断路器。
所述电能优化控制器的型号为SHDY-BZ-0.4KV；
所述无线通信模块内部使用的芯片型号为ESP8266。
本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：采用本实用新型提供的电能优化装置可以减少因电能质量问题带来的配网系统损耗，装置采用小型化的电能优化模块，将其与相应的物联装置进行结合，可减少运维工作量，提高维护效率，本实用新型提供的混合电能优化装置同其他电能补偿设备比较，治理效果好；使用的电能质量优化装置可以动态补偿无功功率，同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振，同时修正三相不平衡电流，整个装置结构简单，制作成本低，安装后可有效提高配网运行可靠性及用户用电安全性。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
图1为本实用新型的电路结构示意图；
图中：1为交流电源、2为变压器、3为控制箱、4为用电负荷、5为电能优化控制器、6为动态无功补偿装置、7为晶闸管控制电抗器、8为静止无功发生器、9为无线通信模块、10为监控服务器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种住宅公变混合式电能质量优化装置，包括设置在公变回路中的交流电源（1）、变压器（2）和控制箱（3），所述变压器（2）的信号输出端通过导线分别与用电负荷（4）的信号采集端、控制箱（3）的信号输入端相连，所述交流电源（1）通过输电线缆与变压器（2）的输入端相连，所述变压器（2）的输出端分别与用电负荷（4）的电源端、控制箱（3）的电源端相连；
所述变压器（2）的输出端上还串接有断路器QF1和电流互感器CT1；
在控制箱（3）内部，所述电源端依次串接断路器QF2和电流互感器CT2后与电能优化控制器（5）相连，所述电能优化控制器（5）通过数据通信总线分别与动态无功补偿装置（6）、晶闸管控制电抗器（7）、静止无功发生器（8）的信号输出端相连；
所述电能优化控制器（5）还连接有无线通信模块（9），所述无线通信模块（9）通过无线网络与监控服务器（10）无线连接。
所述动态无功补偿装置（6）、晶闸管控制电抗器（7）、静止无功发生器（8）的电源输入端均设置有断路器。
所述电能优化控制器（5）的型号为SHDY-BZ-0.4KV；
所述无线通信模块（9）内部使用的芯片型号为ESP8266。
为保证提供的电能质量合格率，在低压配网住宅公变系统，提高中低压无功补偿设备使用效率，避免中压电缆无功到送等影响，针对电能质量治理的主要问题，本实用新型提供的电能质量优化装置同时具备无功补偿、谐波抑制以及三相不平衡治理等功能，装置同时设置有远程通讯接口，对采集数据进行实时上传，各监控模块相互之间还可通过数据传输端口进行数据交换，通过预设参数根据变化的数据进行自适应调整，进行优化后的供电电能可提高配网运行可靠性及用户用电安全性。
本实用新型将控制箱的电源端和信号控制端接入公变回路，控制箱内主要由并联电抗器组成的静止无功发生器SVG、由采用晶闸管模块作为无触点开关组成的动态无功补偿装置TSC和晶闸管控制电抗器TCR混合组成，在使用时可以结合各功能模块优势，实现对电能质量动态补偿和大容量低成本的优势，减少因电能质量问题带来的配网系统损耗。
本实用新型提供的电能质量优化装置具备无功补偿、谐波抑制以及三相不平衡治理功能，其中静止无功发生器SVG可以显著降低谐波含量，具有体积小，响应速度快，调节方便，可同时补偿无功、三相不平衡以及谐波等优点；静止无功发生器SVG采用全控型电力电子器件组成的桥式变流器来进行动态无功补偿的装置，其工作原理是将桥式变流电路通过电抗器并联(或直接并联)在电网上，适当调节桥式变流电路交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流，使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，从而实现动态无功补偿的目的；
所述动态无功补偿装置TSC采用晶闸管模块作为无触点开关，对多级电容器组进行快速无过渡投切（过零投切），克服了接触器触点烧损、电容电流冲击大等缺点，对各种负荷均能起到良好的补偿效果，由于采用的动态无功补偿装置响应速度快，节能降耗效果显著，可降低线路和变压器损耗，稳定用电系统电压，提高配电系统功率因数。
经过测试，本实用新型投入使用后，额定工作电压为380V，额定容量为200kVA；内置的静止无功发生器（SVG）额定功率为30kVA，内置的晶闸管分组投切电容器（TSC）额定功率为50kvar×4，并要求投切过程中涌流不高于3倍额定电流；使用后无功功率补偿精度为补偿后系统平均功率因数不小于0.98，使谐波电流抑制率不小于50％。
本实用新型可根据实际需求，将小型化电能优化模块与物联技术进行结合应用，可减少运维工作量，提高运维效率，本实用新型提供装置为低压设备，在可靠性、安全性上有一定的保障，采用三相四线接线方式，适用于居民区、商业建筑负载场合，在节能及环保性上具有以下优势：装置动态连续补偿无功功率，补偿后功率因数＞0.99，有效补偿三相负荷不平衡电流，滤除全部或选定次数的谐波；单相动态补偿，不受系统不平衡的影响，并联安装方式，安装简单、方便，易于扩展；整个装置设计选型简单，不需要进行详细的电网分析，只需测量负载电流的大小即可进行电能质量优化。
关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种住宅公变混合式电能质量优化装置，包括设置在公变回路中的交流电源（1）、变压器（2）和控制箱（3），其特征在于：所述变压器（2）的信号输出端通过导线分别与用电负荷（4）的信号采集端、控制箱（3）的信号输入端相连，所述交流电源（1）通过输电线缆与变压器（2）的输入端相连，所述变压器（2）的输出端分别与用电负荷（4）的电源端、控制箱（3）的电源端相连；
所述变压器（2）的输出端上还串接有断路器QF1和电流互感器CT1；
在控制箱（3）内部，所述电源端依次串接断路器QF2和电流互感器CT2后与电能优化控制器（5）相连，所述电能优化控制器（5）通过数据通信总线分别与动态无功补偿装置（6）、晶闸管控制电抗器（7）、静止无功发生器（8）的信号输出端相连；
所述电能优化控制器（5）还连接有无线通信模块（9），所述无线通信模块（9）通过无线网络与监控服务器（10）无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种住宅公变混合式电能质量优化装置，其特征在于：所述动态无功补偿装置（6）、晶闸管控制电抗器（7）、静止无功发生器（8）的电源输入端均设置有断路器。
3.根据权利要求2所述的一种住宅公变混合式电能质量优化装置，其特征在于：所述电能优化控制器（5）的型号为SHDY-BZ-0.4KV；
所述无线通信模块（9）内部使用的芯片型号为ESP8266。
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