CN109713684A - 一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置 - Google Patents

一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置 Download PDF

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潘兵
陆文文
戴前婷
苏群
焦丙辰
程前
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Abstract

本发明公开了一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置，包括：总开关单元、计量单元、配电出线单元与无功补偿单元；配电线上依次设置计量单元、总开关单元、配电出线单元和无功补偿单元，其中计量单元采用计量互感器串联在配电线上，所述总开关单元包括设置在配电线上的进线总开关，用于对无功补偿单元提供检测信号的测量互感器，以及用于对配电线进行浪涌保护的浪涌保护器；所述配电出线单元上设置漏电保护器和塑壳断路器，用于对输出线路进行保护；所述无功补偿单元由补偿回路总开关、回路电容器组与补偿控制器组成。本发明经过不同的组合大大增多容量级数，每相可以达到31档连续调节，调节精度高达3%，达到无功就地平衡效果。

Description

一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置
技术领域
本发明涉及涉及电力***设备技术领域，具体涉及一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置，可以用于0.4kV电压等级的电能分配、计量、保护和无功功率自动补偿。
背景技术
节能是目前的时代主题和热点。用户功率因数的高低，对电力***发、供、用电设备的充分利用，有着显著的影响，电力用户对***电能质量的要求也越来越高。农网也还存在着无功补偿能力不足，配变过载严重，配电损耗与三相负荷不平衡较大等问题。
适当提高用户的功率因数，不但可以充分发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量，而且可以提高用户用电设备的工作效率，为用户本身节约电能。
由于单相负荷在低压供配电***中大量增加，***中三相不平衡度较高，正常在60%以上，常规补偿方式采用的三相共补补偿必然导致不同相别之间过补与欠补并存；分档过少，一次投切无功容量过多，很难实现补偿后无功就地平衡的目标，以至于公共低压配电网无功补偿装置普遍退出运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提出了一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置，包括：总开关单元、计量单元、配电出线单元与无功补偿单元；配电线上依次设置计量单元、总开关单元、配电出线单元和无功补偿单元，其中计量单元采用计量互感器串联在配电线上，所述总开关单元包括设置在配电线上的进线总开关，用于对无功补偿单元提供检测信号的测量互感器，以及用于对配电线进行浪涌保护的浪涌保护器；所述配电出线单元上设置漏电保护器和塑壳断路器，用于对输出线路进行保护；所述无功补偿单元由补偿回路总开关、回路电容器组与补偿控制器组成。
作为本发明的进一步技术方案为：所述补偿回路总开关与配电线连接，所述补偿控制器与回路电容器组连接并对其输出进行控制，所述补偿控制器的输出端通过补偿回路总开关与配电线连接。
作为本发明的进一步技术方案为：所述回路电容器组采用六组分补电容器回路，其中分补电容器回路由Y型连接的电容器、微型断路器和复合开关组成；所述Y型连接的电容器的输出端连接微型断路器，所述微型断路器的输出端连接复合开关，所述复合开关与补偿控制器连接。
作为本发明的进一步技术方案为：所述回路电容器采用六组分补电容器，基于124888编码方式分配电容器组容量，补偿控制器结合十七域对补偿回路的A、B、C三相每一相进行单独投切操作。
作为本发明的进一步技术方案为：所述124888编码方式对应容量比为1:2:4:8:8:8，控制器对应每相回路电容器容量进行参数设置。
作为本发明的进一步技术方案为：所述十七域由无功功率值和电压值划分形成，其中电压值包括欠电压保护限值、电压下限值、电压上限值和过电压保护限值；无功功率值包括无功功率下限值和无功功率上限值；结合投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组的最大调整电压值及投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组容量的最大调整无功功率值，共同划分十七域。
本发明有益效果是：
本发明经过不同的组合大大增多容量级数，每相可以达到31档连续调节，调节精度高达3%。通过独立分相交流采样方法采集线路的每一相电压、电流等电气量，经采样算法计算，输出各路电压、电流以及三个线电压的有效值，并计算出有功功率、无功功率、功率因数等参数，补偿控制器实时监测***电压及无功功率的变化，计算出每相所需无功数量后，结合设定的电压上限值、电压下限值、无功功率下限，电压调整系数，防抖延时定值，确定当前线路运行所处区域，对应十七域图划分的区域，选取对应每相电容器的投切操作，实现对A、B、C三相全分相精确快速补偿，达到无功就地平衡效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置结构图；
图2为本发明提出的一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置控制策略图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：
参见图1，为本发明提出的一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置结构图；
如图1所示，一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置，包括：总开关单元、计量单元、配电出线单元与无功补偿单元；配电线上依次设置计量单元、总开关单元、配电出线单元和无功补偿单元，其中计量单元采用计量互感器串联在配电线上，所述总开关单元包括设置在配电线上的进线总开关，用于对无功补偿单元提供检测信号的测量互感器，以及用于对配电线进行浪涌保护的浪涌保护器；所述配电出线单元上设置漏电保护器和塑壳断路器，用于对输出线路进行保护；所述无功补偿单元由补偿回路总开关，回路电容器与补偿控制器组成。
其中，补偿回路总开关与配电线连接，所述补偿控制器与回路电容器组连接并对其输出进行控制，所述补偿控制器的输出端通过补偿回路总开关与配电线连接。
本发明实施例中，回路电容器组采用六组分补电容器回路，其中分补电容器回路由Y型连接的电容器、微型断路器和复合开关组成；所述Y型连接的电容器的输出端连接微型断路器，所述微型断路器的输出端连接复合开关，所述复合开关与补偿控制器连接。
六组分补电容器基于124888编码方式分配电容器组容量，补偿控制器结合十七域对补偿回路的A、B、C三相每一相进行单独投切操作。
本发明可以使电容器组经过不同的组合大大增多容量级数，每相皆可以达到31档连续调节，调节精度高达3%，对电容器的容量控制大大提高，实现对A、B、C三相全分相精确快速补偿，达到无功就地平衡效果。该发明装置具有可靠性高、安全性高、配置合理，补偿效果好，便于检修维护等特点，在配电技术领域有较好应用前景。124888编码方式对应容量比为1:2:4:8:8:8，控制器对应每相回路电容器容量进行参数设置。
电容器组经过不同的组合大大增多容量级数，每相可以达到31档连续调节，调节精度高达3%。装置通过独立分相交流采样方法采集线路的每一相电压、电流等电气量，经采样算法计算，输出各路电压、电流以及三个线电压的有效值，并计算出有功功率、无功功率、功率因数等参数，补偿控制器实时监测***电压及无功功率的变化，计算出每相所需无功数量后，结合设定的电压上限值、电压下限值、无功功率下限，电压调整系数，防抖延时定值，确定当前线路运行所处区域，对应十七域图划分的区域，选取对应每相电容器的投切操作，实现对A、B、C三相全分相精确快速补偿，达到无功就地平衡效果。
参见图2，为本发明提出的一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置控制策略图。
如图2所示，十七域由无功功率值和电压值划分形成，其中电压值包括欠电压保护限值、电压下限值、电压上限值和过电压保护限值；无功功率值包括无功功率下限值和无功功率上限值；结合投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组的最大调整电压值及投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组容量的最大调整无功功率值，共同划分十七域。
补偿控制器采用无功功率为主，电压为辅的控制方式，实时监测***电压及无功功率的变化，结合设定的电压上限值、电压下限值、无功功率下限，电压调整系数，防抖延时定值，对应十七域图划分的区域，确认当前线路运行所处区域，补偿控制器经采样算法计算出每相所需无功容量，结合已投入的每相电容器组容量，计算出容量差值，并结合控制器已设置的每相回路对应的电容器容量，对容量进行最合理的分配，在已投入的每相电容器回路中选取对应的电容器回路进行切除或者投入相应的电容器回路，在保证补偿效果的前提下减少电容器组回路投切次数。
区域1：当无功越下限，电压超上限时，补偿控制器经采样算法计算出每相所需无功容量Q，结合已投入的电容器容量Q1，计算出容量差值△Q，当控制器计算出某相△Q对应的容量的数值为10Q1（Q1为第一条单相回路对应的电容器容量）时，根据控制器设置的每相第1、2、3、4、5、6回路对应的电容器容量为Q1、2Q1、4Q1、8Q1、8Q1、8Q1，当第2回路与第4（5/6）回路已投入时，优先切除第4（5/6）回路，再切除第2回路；当第2回路未投入，第3回路已投入时，第4（5/6）回路已投入时，先在第4（5/6）回路选择切除，再切除第3回路，投入第2回路等，结合控制器已设置的每相回路对应的电容器容量，选择最佳回路进行切除,并对容量△Q进行最合理的分配，使切除的电容器回路容量最接近△Q，最终在已投入的电容器回路中选取对应的电容器回路进行切除。
区域2、3、4：当无功正常，电压超上限时，补偿控制器经采样算法计算出每相所需无功容量Q，结合已投入的电容器容量Q1，计算出容量差值△Q，并结合控制器已设置的每相回路对应的电容器容量，对容量△Q进行分配，使切除的电容器回路容量最接近△Q，最终在已投入的电容器回路中选取对应的电容器回路进行切除。具体分配方式参见区域1中描述。
区域5：当无功超上限，电压超上限时，补偿控制器经采样算法计算出每相所需无功容量Q，结合控制器已设置的每相回路对应的电容器容量，对容量Q进行分配，选取总容量最接近Q的电容器回路进行投入。具体分配方式参见区域7中描述。
区域6：当无功越下限，补偿控制器经采样算法计算，计算出每相所需无功容量Q，结合已投入的电容器容量Q1，计算出容量差值△Q，并结合控制器已设置的每相回路对应的电容器容量，对容量△Q进行最合理的分解，使切除的电容器回路容量最接近△Q，最终在已投入的电容器回路中选取对应的电容器回路进行切除。具体分配方式参见区域1中描述。
区域7：当无功超上限，电压接近上限时，补偿控制器经采样算法计算出每相所需无功容量Q，结合控制器已设置的每相回路对应的电容器容量，对容量Q进行的分配，选取总容量最接近Q的电容器回路进行投入。例如当控制器计算出某相对应的所需无功容量Q的数值为10Q1（Q1为第一条单相回路对应的电容器容量）时，根据控制器设置的每相第1、2、3、4、5、6回路对应的电容器容量为Q1、2Q1、4Q1、8Q1、8Q1、8Q1，当第2回路与第4（5/6）回路未投入时，优先投入第4（5/6）回路，再投入第2回路；当第2回路已投入，第3回路未投入时，第4（5/6）回路未投入时，先切除第2回路，在第4（5/6）回路选择投入，最后投入第3回路等，选择最佳回路进行投入。
区域8：当无功越下限，电压正常时，计算出每相所需无功容量Q，结合已投入的电容器容量Q1，计算出容量差值△Q，并结合控制器已设置的每相回路对应的电容器容量，对容量△Q进行进行最合理的分配，使切除的电容器回路容量最接近△Q，最终在已投入的电容器回路中选取对应的电容器回路进行切除。具体分配方式参见区域1中描述。
区域9：无功正常，电压正常，电容器不动作，该区域为正常工作区域。
区域10：当无功超上限，电压正常时，补偿控制器经采样算法计算出每相所需无功容量Q，通过独立分相交流采样方法采集线路的三相电压、三相电流电气量，利用傅里叶算法对电网中的电参数进行实时测量，进行A/D转换后得到的数据存放在数据存储器中，通过这些数据计算出电压、电流以及三个线电压的有效值，并计算出有功功率、无功功率、功率因数等参数, 结合控制器已设置的每相回路对应的电容器容量，对容量Q进行最合理的分配，选取总容量最接近Q的电容器回路进行投入。具体分配方式参见区域7中描述。
区域11：当无功越下限，电压接近下限时，计算出每相所需无功容量Q，结合已投入的电容器容量Q1，计算出容量差值△Q，并结合控制器已设置的每相回路对应的电容器容量，对容量进行进行最合理的分配，使切除的电容器回路容量最接近△Q，最终在已投入的电容器回路中选取对应的电容器回路进行切除。具体分配方式参见区域1中描述。
区域12：当无功超上限，电压接近下限时，补偿控制器经采样算法计算出每相所需无功容量Q，结合控制器已设置的每相回路对应的电容器容量，对容量Q进行最合理的分配，选取总容量最接近Q的电容器回路进行投入。具体分配方式参见区域7中描述。
区域13：当无功超下限，电压超下限时，计算出每相所需无功容量Q，结合已投入的电容器容量Q1，计算出容量差值△Q，并结合控制器已设置的每相回路对应的电容器容量，对容量△Q进行进行分配，使切除的电容器回路容量最接近△Q，最终在已投入的电容器回路中选取对应的电容器回路进行切除。具体分配方式参见区域1中描述。
区域14、15、16：当无功正常，电压超下限时，补偿控制器经采样算法计算出每相所需无功容量Q，结合控制器已设置的每相回路对应的电容器容量，对容量Q进行最合理的分配，选取总容量最接近Q的电容器回路进行投入。参见区域7的实施方式。
区域17：当无功超上限，电压超下限时，补偿控制器经采样算法计算出每相所需无功容量Q，结合控制器已设置的每相回路对应的电容器容量，对容量Q进行最合理的分配，选取总容量最接近Q的电容器回路进行投入。参见区域7的实施方式。
综上所述，该发明装置具有可靠性高、安全性高、配置合理，补偿效果好，便于检修维护等特点，在配电技术领域有较好应用前景。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本发明专利的保护范围。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (6)

1.一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置，其特征在于，包括：总开关单元、计量单元、配电出线单元与无功补偿单元；配电线上依次设置计量单元、总开关单元、配电出线单元和无功补偿单元，其中计量单元采用计量互感器串联在配电线上，所述总开关单元包括设置在配电线上的进线总开关，用于对无功补偿单元提供检测信号的测量互感器，以及用于对配电线进行浪涌保护的浪涌保护器；所述配电出线单元上设置漏电保护器和塑壳断路器，用于对输出线路进行保护；所述无功补偿单元由补偿回路总开关、回路电容器组与补偿控制器组成。
2.根据权利要求1所述的一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置，其特征在于：所述补偿回路总开关与配电线连接，所述补偿控制器与回路电容器组连接并对其输出进行控制，所述补偿控制器的输出端通过补偿回路总开关与配电线连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置，其特征在于：所述回路电容器组采用六组分补电容器回路，其中分补电容器回路由Y型连接的电容器、微型断路器和复合开关组成；所述Y型连接的电容器的输出端连接微型断路器，所述微型断路器的输出端连接复合开关，所述复合开关与补偿控制器连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置，其特征在于：所述回路电容器采用六组分补电容器，基于124888编码方式分配电容器组容量，补偿控制器结合十七域对补偿回路的A、B、C三相每一相进行单独投切操作。
5.根据权利要求4所述的一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置，其特征在于：所述124888编码方式对应容量比为1:2:4:8:8:8，控制器对应每相回路电容器容量进行参数设置。
6.根据权利要求4所述的一种基于124888编码的全分相自动补偿低压综合配电装置，其特征在于：所述十七域由无功功率值和电压值划分形成，其中电压值包括欠电压保护限值、电压下限值、电压上限值和过电压保护限值；无功功率值包括无功功率下限值和无功功率上限值；结合投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组的最大调整电压值及投入的电容器组对无功的影响量最大值所对应的电容器组容量的最大调整无功功率值，共同划分十七域。
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