CN2295285Y

CN2295285Y - 随机无功补偿器

Info

Publication number: CN2295285Y
Application number: CN 97205287
Authority: CN
Inventors: 王永生; 陈文可
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-02-03
Filing date: 1997-02-03
Publication date: 1998-10-21
Anticipated expiration: 2007-02-03

Abstract

本实用新型涉及随机无功补偿器,用于电机提高功率因数和节约耗电的节能装置。它由电容器、放电电阻、防过补控制器、相序保护熔断器、运行指示和执行机构交流接触器等装置构成。防过补控制器的电路由整流电路、稳压电路、比较电路、延时电路、控制电路和执行机构组成。在防过补控制器的作用下,有着提高电容器的使用寿命,并能在网路电压超高时,避免产生功率因数的过补现象,使电网频率始终处于经济运行状态。同时,在电机运行中可节约耗电12%～20%。

Description

随机无功补偿器

本实用新型涉及随机无功补偿器，用於各种交流电机的功率因数的提高和节约耗电的节能装置。

在电力系统中，为了功率因数的提高和节省耗电量，较多的是采用电容器补偿方式的无功就地补偿器，但当电容补偿装置在投入电网运行，在线路电压超过规定的限度时，会产生自身寿命的降低与产生功率“过补”现象，影响电网频率的正常；在单机运行时，会使电度表产生逆转，由此给国家造成经济损失。

中国专利局已公开的专利号ZL91210179.2和ZL91210190.6之无功就地补偿器，虽有熔断器和内熔丝保护，但它只是在电容器本身发生故障时，为不影响电机的正常运行而设置的，无法控制功率过补现象的产生，且在电网突发性停、送电时，亦无法控制电容器产生的高电压而会导致电容器的烧毁。因此，这两项专利技术(包括同类型的其他产品)在社会上没能得到广泛的利用。

鉴于上述技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种使用寿命长、又能避免产生功率因数过补现象，并有节电功能，适用广泛的随机无功补偿器。

本实用新型的目的，可通过下述方案来实现：它是金属壳体及按装在壳体外的执行机构的交流接触器，其内芯是由电容器、放电电阻、防过补控制装置、相序保护熔断器、运行指示等装置组成。相序保护熔断器是在电容器本身发生故障时，退出电网，保护电机的正常运行；运行指示是为显示补偿器是否正常地投入运行；防过补控制装置则是保证整个补偿器能够更安全可靠高寿命地投入运行、并保证国家利益不受损失、使无功补偿器得以广泛应用的必备设施。

防过补控制装置是由整流电路、稳压电路、比较电路、延时电路、控制电路和执行机构组成，其特征是：整流电路由变压器B、整流管ZL和电容C₁组成。ZL的输入端接变压器B的次级线圈；输入端接稳压管输入端和比较器信号输入端。稳压电路是由稳压管Ic₁和电容C₂、C₃组成，IC₁输入端接ZL，其输出端作基准电源C₂提供整机电源。比较电路由比较器Ic_2-1和电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆和二极管D₂组成，R₁接Ic₁输出端，R₂接电源负极，分压后接Ic_2-1的负输入端，R₄接整流电路的正端，R₃接电源负端，分压后接Ic_2-1的正输入端，Ic_2-1的输出端接延时器。延时电路由电容C₄、比较器Ic_2-2和二极管D₁电阻R₇、R₃、R₉、R₁₀组成，C₄和R₉并联，一端接Ic_2-2的正输入端和D₁的正端，另一端接电源负极，D₁的负端接Ic_2-1的输出端，Ic_2-2的输出端接控制器。控制电路由控制器J₁、三极管G、二极管D₃、D₄组成，J₁的一端接Ic的输出端，G的发射极接电源负极，D₃的负极接延时器的输出端。执行机构由交流接触器Kc₀和继电器J_1-1组成，J_1-1的一端接三相电源的B相，KC₀的动作线圈的一端接三相电源的A相或C相。

本实用新型的技术构思是采用比较方法来控制随机无功补偿器的切出回路的。在运行电压升高、功率因数要产生过补现象时，自动断开电源而停止工作；在电压降至正常运行电压，并延时3～5分钟后，随机无功补偿器又自动投入网络工作运行。运行时，是通过电源端a点的电位来监视电压的变化情况，电源电压升高，a点的电位随之升高，电源电压降低，a点电位随之降低，从而与b点电位(基准电压)比较，控制Kc₀的工作，从而达到控制随机无功补偿器的工作运行与切断运行。在切出补偿器回路时，由于电容器还有残留电压，此残留电压，须在3～5分钟时间才会放完，此时间内若使补偿器再度投入运行，势必产生很高的过渡电压(往往是额定电压的3～4倍)使电容器大有烧毁的不良后果，为避免这一恶果，加装了延时器，当电源电压升高并超过额定电压的1.1倍以上，补偿器要有过补现象的产生时，无功补偿控制器工作，使随机无功补偿器退出网路，停止工作；在电源电压回落至额定电压的1.1倍以下，不会产生过补现象时，过3～5分钟后随机无功补偿器又投入网路工作，从而使功率因数得以补偿，并可使电机耗电量降低12％～20％，显示节电功能。

其工作步骤是：接通电源后，经变压器B降压，ZL整流、C₁滤波后分两路，一路做为信号电压源，另一路经Ic₁稳压块稳压供给Ic₂控制器电源和提供Ic_2-1、Ic_2-2基准电源。Ic_2-1为迟滞比较器用的防止输出产生抖动。当电源电压正常时，a点电位比b点电位低，Ic_2-1输出低电位，Ic₂也无输出，G截止使J₁不工作，J_1-1常闭接点接通，Kc₀工作，补偿器投入工作运行。当电源电压大于额电压1.1倍时，a点的电位比b点电位高，Ic_2-1输出高电位，使Ic_2-2的C点电位比D点电位高，同时给C₄充电，使Ic_2-2输出高电位，使G接通，J₁通电，J_1-1断电Kc₀不工作，使补偿器切出回路停止运行；当电源电压回落到额定电压的1.1倍以下时，a点电位比b点电位低，使Ic_2-1无输出，但由于D₄上的充电电压为稳压电源电压值，所以C点电位仍比D点电位高，Ic_2-2仍有输出使G、J₁工作，J_1-1断开，Kc₀不工作，补偿器仍不能投入工作运行，C₄经R₉放电，过3～5分钟时间C点电位降到比D点电位低时，Ic_2-2无输出，G截止，J₁失电，J_1-1常闭接点接通，Kc₀工作使补偿器投入运行。

本实用新型与现有技术相比，解决了就地无功补偿器在运行中，电网电压超过额定限度时可能造成的危害，延长补偿器的使用寿命，使其更可靠的安全运行，且可消除了过补现象的产生，给国家、给企业带来更多的好处，使其更广泛地应用于电力系统中，给国家、给企业节约大量的电力消耗，有着可观的经济效果。

本实用新型的系列规格，适用于不同规格容量的三角形结线的电机及网路的主干线上做为功率因数的补偿和获得节电效果。功率因数补偿可达0.98，节电率可达12％～20％(视负载状况)，是一项对国家、对企业有着较高经济价值的节能技术产品。

图1是本实用新型中控制器的方框图。

图2是本实用新型的无功补偿控制器线路图。

图3是本实用新型整机路线示意图。其中C₀为主电容、R为放电电阻、P为运行指标装置、S为相序保护熔断器。

图4是本实用新型接入电机中使用的路线图。

图5是本实用新型投入星角起动的电机中使用的路线图。

由附图2所示，整流电路由变压器B和型号为R₈的桥块ZL、电解电容C₁组成，ZL接B次级，C₁正极接ZL输出端，负端接桥块负极。稳压电路由型号为7812的稳压块Ic₁和电容C₂、C₃组成，Ic₁的输入端接ZL的正极，负端接ZL负极。比较电路由型号为LM集成比较器IC_2-1和电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆组成，R₁接Ic₁的输出端，R₂接ZL负端，分压后接Ic_2-1的负输入端，R₄接ZL的正端，R₃接ZL的负端，分压后接Ic_2-1的正输入端，Ic_2-1的输出端接延时器，延时电路由型号为LM的集成比较器Ic_2-2和电解电容C₄、电阻R₇、R₈、R₉、R₁₀和型号为2CP14二极管D₁组成，D₁的负极接Ic_2-1的输出端，正极接Ic_2-2的正输入端，C₄和R₉并联后，一端接D₁正极，另一端接地，R₇一端接Ic₁的输出端，R₈一端接地，分压后接Ic_2-2的负输入端。控制电路由型号为H200F继电器J₁和型号为3DG8的三极管G和型号为2CP21的二极管D₃组成，D₃的负极接Ic_2-2的输出端，J₁的线圈一端接IC₁的输出端，G的发射极接地。

执行机构由外壳体上，型号为CI型交流接触器Kc₀和J_1-1组成，J_1-1的一端接三相交流电源B相，Kc₀的动作线圈一端接三相交流电源的C相。

指示灯与放电电阻并联接续。

Claims

1、一种随机无功补偿装置，它包括壳体及与安装在壳体外的交流接触器、电容器、放电电阻、相序保护熔断器，其特征是该结构中具有运行指示装置和防过补控制器，其电路由变压器B、整流管ZL和电容C₁组成，ZL的输入端接变压器B的次级线圈，输出端接稳压管输入端和比较器信号输入端，还有由稳压管Ic₂和电容C₂、C₃组成的稳压电路，Ic₁输入端接ZL，其输出端做基准电源C₂提供整机电源，比较电路由比较器Ic_2-1和电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆和二极管D₂组成，R₁接Ic₁输出端，R₂接电源负极，分压后接Ic_2-1的负输入端，R₄接整流电路的正端，R₃接电源负端，分压后接Ic_2-1的正输入端，Ic_2-1的输出端接延时器。延时电路由电容C₄、比较器Ic_2-2和二极管D₁、电阻R₇、R₈、R₉、R₁₀组成，C₄和R₉并联，一端接Ic_2-2的正输入端和D₁的正端，另一端接电源负极，D₁的负端Ic_1-6的输出端，Ic_2-2的输出端接控制器。控制电路由控制器J₁、三极管G、二极管D₃、D₄组成，J₁的一端接Ic₁的输出端，G的发射极接电源负极，D₃的负极接延时器的输出端。执行机构由交流接触器Kc₀和继电器J_1-1组成，J_1-1的一端接三相电源的B相，Kc₀的动作线圈Kc的一端接三相电源的A相或C相，三相运行指示灯接於电容与相序保护熔断器之间的电路上，与放电电阻并联。