CN204789782U - 低压无功补偿过压保护测试电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种低压无功补偿过压保护测试电路，包括：多组无功补偿单元、监控单元、过压保护单元和过压测试单元。每组无功补偿单元均具有一个电容器组，利用电容器组进行无功补偿。监控单元与多组无功补偿单元相连接，对每一组无功补偿单元相连接的三相电气参数进行测量、记录并进行无功补偿投切控制。过压保护单元对与无功补偿单元相连接的三相电进行测试，当***出现设定的过电压时，切断无功补偿单元与三相电的连接。当***出现设定的过电压时，过压测试单元测试切断无功补偿单元与三相电之间连接所需要的总时间。本实用新型提供的低压无功补偿过压保护测试电路能很好地判断低压无功补偿装置的过压保护性能是否合格。

Description

低压无功补偿过压保护测试电路

技术领域

本实用新型涉及电力设备领域，尤其涉及一种低压无功补偿过压保护测试电路。

背景技术

保持电力***中无功功率的平衡是保证电力***电能质量、电压质量、降低电网损耗以及***安全稳定运行的必要条件，无功功率补偿是实现电网无功平衡的重要措施。无功补偿装置具有提高用户功率因数、增加电网的负载能力、降低线路损耗、稳定***电压水平和提高电能质量的功能，在电力***中普遍使用。

然而，现有市场上适用于配电网中的低压成套无功补偿装置种类繁多、鱼龙混杂，产品的功能性能参差不齐，而且低压无功补偿装置多安装在户外，工作环境恶劣，极易发生故障。为了确保低压无功补偿装置安全、可靠、稳定地运行，对补偿装置的投切准确性、投切方式、动态响应、投切精度等功能和性能以及装置投入电网后对电网实际影响能否达到预期目标均需做出评判，应依据配电网实际情况和相关技术要求开展现场检测工作。

发明内容

本实用新型解决的问题是提供一种低压无功补偿过压保护测试电路，能以确保低压无功补偿装置性能合格、稳定。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种低压无功补偿过压保护测试电路，包括：多组无功补偿单元、监控单元、过压保护单元和过压测试单元。每组无功补偿单元均具有一个电容器组，利用电容器组进行无功补偿。监控单元与多组无功补偿单元相连接，对每一组无功补偿单元相连接的三相电气参数进行测量、记录并进行无功补偿投切控制。过压保护单元对与无功补偿单元相连接的三相电进行测试，当***出现设定的过电压时，切断无功补偿单元与三相电的连接。当***出现设定的过电压时，过压测试单元测试切断无功补偿单元与三相电之间连接所需要的总时间。

可选的，电容器组为三相共补的电容器组、三相分补的电容器组或者两者的组合。

可选的，无功补偿单元包括依次连接的刀开关、断路器、复合开关、热继电器和电容器组，外部电网的三相电通过刀开关与无功补偿单元相连接。

可选的，过压测试单元包括计时器、比较模块、开关和中间继电器，中间继电器与电容器组串联，中间继电器的常开接点与比较模块相连接，将电容器组的两端电压输入至比较模块的第一输入端，比较模块的第二输入端输入阈值电压，当***出现设定的过电压时，比较模块的输入电压大于阈值电压时，比较模块输出闭合信号关闭开关，计时器开始计时；

在过压保护单元进行投切的过程中，当***电压降低并小于或等于阈值电压时，比较模块的输入电压小于或等于阈值电压，比较模块输出断开信号打开开关，计时器结束计时；或者

当过压保护单元完全切断无功补偿单元与三相电的连接时，与电容器组串联的中间继电器的常开接点打开，比较模块无信号输入，比较模块输出断开信号打开开关，计时器结束计时，获得切断无功补偿单元与三相电之间连接所需要的总时间。

可选的，过压保护单元为自断补偿器，当***出现设定的过电压时，过压保护单元依次切断无功补偿单元与三相电之间的连接。

可选的，无功补偿单元还包括指示灯，指示灯并联在电容器组的两端。

可选的，过压保护单元集成在监控单元内。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

由于本实用新型实施例采用过压保护单元对无功补偿单元相连接的三相电压进行测试，当***出现设定的过电压时，过压保护单元依次切断无功补偿单元与三相电的连接；同时利用过压测试单元测试切断无功补偿单元与三相电之间连接所需要的总时间，根据测得切断所需的总时间，从而能很好地判断切断无功补偿单元与三相电之间的时间是否满足要求，有效防止当三相电压过大时由于切断时间过长而引起的无功补偿单元等其它部件的损坏。

附图说明

图1是本实用新型实施例的低压无功补偿过压保护测试电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的无功补偿单元、监控单元的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的过压测试单元的结构示意图；

具体实施方式

由于现有的低压无功补偿装置都没有测试过压保护性能的测试装置，而根据低压无功补偿装置的国家标准，需要保证低压无功补偿装置在电压超过额定电压的110％时，能在规定的时间内切断低压无功补偿装置与外界电网的三相电连接。为此，实用新型人经过研究，提出了一种低压无功补偿装置过压保护测试电路，能以确保低压无功补偿装置性能合格、稳定。

下面结合附图，通过具体实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。

请参考图1，为本实用新型实施例提供的低压无功补偿过压保护测试电路的结构示意图，包括：多组无功补偿单元10、监控单元20、过压保护单元30和过压测试单元40，每组无功补偿单元10均具有一个电容器组，利用电容器组进行无功补偿；监控单元20与多组无功补偿单元10相连接，对每一组无功补偿单元10相连接的三相电气参数进行测量、记录并进行无功补偿投切控制；过压保护单元30对与每一组无功补偿单元10相连接的三相电压进行测试，当***出现设定的过电压时，过压保护单元切断无功补偿单元与三相电的连接；过压测试单元40与无功补偿单元10相连接，当***出现设定的过电压时，过压测试单元40测试切断无功补偿单元与三相电之间连接所需要的总时间。

无功补偿单元10用于补偿设备提高电网的功率因数。在本实施例中，请参考图2，无功补偿单元10包括依次连接的刀开关11、断路器12、复合开关13和电容器组14，外部电网的三相电通过刀开关1与无功补偿单元相连接。其中，电容器组14两端并联有指示灯15，用于判断对应的无功补偿单元是否被投切。每一个无功补偿单元10的每一相都设置有避雷器。

于其他实施例中，复合开关13和电容器组14之间还可以连接有热继电器。

于本实施例中，电容器组14为三相共补的电容器组，即为三个电容有一端共同连接的Y形连接电容器组。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其他实施例中，电容器组还可以为三相分补的电容器组，即为三角形连接的电容器组。

于其他实施例中，不同无功补偿单元的电容器组为三相共补的电容器组和三相分补的电容器组两者的组合。由于三相共补是根据三相总的无功需求来投切电容器组，适合于三相负载较平衡的场合，三相分补是根据每相各自的无功需求投切电容器组，适合三相负载不平衡的场合。为了做到真正的三相无功平衡，把三相共补和三相分补相结合，进行混补，可以用于任何负载。先在Y形接法的电容器组中选择三相共同需要的补偿容量，进行共补，然后在三角形接法的电容器组合中选择单相电容器补偿剩余不平衡状况，即避免了过补或欠补现象的出现，又节省了补偿电容的容量，降低了成本，具有很好的经济性。

监控单元20通过采集外界电网的三相电压、电流信号，获得三相电压、电流、频率和功率因数等负荷参数值，其控制部分包括投切组数、投切门限、编码方式、延时时间、过压切除门限等参数可由用户自行整定，取样物理量为无功功率，取样信号相序自动鉴别、转换，满量程编码跟踪补偿，无投切振荡，适应于精确补偿的现场工作，并根据用户通过显示操作器的设定来决定是否进行功率补偿。

于本实施例中，过压保护单元30与监控单元20集成在一起，为自动补偿控制器PDK。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，过压保护单元30与监控单元20可分开设置。自动补偿控制器PDK一端与各无功补偿单元10内的复合开关13相连接，另一端与外界电网的三相电相连接。当自动补偿控制器PDK检测到三相电过压时，输出信号让复合开关13断开，依次切断无功补偿单元与三相电之间的连接。

于本实施例中，***出现设定的过电压指的是超过400V的110％。于其它实施例中，过电压也可以为其他合适的值。

由于在现有的国标中，当电压超过额定电压的110％时，需要在60秒内切断低压无功补偿装置与外界电网的三相电电连接。然而，在实际的制造中，受电路设计等因素的影响，过压保护单元并不一定能在规定的时间(60秒)内将全部的无功补偿单元都切断，因此需要采用专用的电路来对切断无功补偿单元与三相电之间连接所需要的总时间进行测试，以此来判断过压保护单元的过压保护性能是否合适。

于本实施例中，过压测试单元40包括计时器41、比较模块42、开关43和中间继电器44。中间继电器44与无功补偿单元10内电容器组串联，中间继电器44的常开接点与比较模块42相连接，将电容器组的两端电压输入至比较模块42的第一输入端，比较模块42的第二输入端输入阈值电压。比较模块42的输出与开关43的控制端相连接，计时器41通过开关43与三相电相连接。

由于电容器组14的两端电压为高压(约400V)，而后续的比较模块42为低压器件。因此，在实际使用中，电容器组14的公共端输出的电压需经隔离变压器降压后再经整流和滤波，最后再输入至比较模块42。而阈值电压的设定可通过电阻分压网络实现，通过调整分压电阻来实现阈值电压的调节，具有很好的通用性能。于本实施例中，阈值电压为440V电压经隔离变压器变比后的值。

具体的测试过程为：当***出现设定的过电压时，过压保护单元30和比较模块42同时反应。过压保护单元30输出信号进行投切，依次打开多个复合开关13，切断多个电容器组14和三相电之间的连接。而比较模块42则输出闭合信号关闭开关43，计时器41与三相电相连接，开始计时。

在过压保护单元30进行投切的过程中，即切除部分电容器组和三相电之间的连接，若***电压降低并小于或等于阈值电压时，比较模块42的输入电压小于或等于阈值电压，比较模块42输出断开信号打开开关43，计时器41结束计时，获得切断无功补偿单元与三相电之间连接所需要的总时间。

或者，当***持续处于过电压状态时，过压保护单元30进行投切，依次打开复合开关13，切断无功补偿单元10和三相电之间的连接。当最后一个复合开关13打开后，与电容器组串联的中间继电器44无电流通过，与比较模块42相连接的中间继电器44的常开接点打开，比较模块42无信号输入，比较模块42输出断开信号打开开关43，计时器41结束计时，获得切断无功补偿单元与三相电之间连接所需要的总时间。

根据国家标准，当计时器41上显示的时间小于60秒时，过压保护单元30的投切性能才合格且稳定。

于本实施例中，比较模块42和开关43集成在一起，为过压继电器。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，比较模块42和开关43可分别单独设置。其中，比较模块42为比较器，开关43可为三极管、MOS管等电子开关。比较模块42的输出端与电子开关的控制端电性连接，电子开关根据比较模块42输出的高低电平来实现闭合或打开。

在实际使用中，无论是过压继电器还是电子开关，当其从导通状态到截止状态时会存在一个较大的反向电动势，这个反向电动势会施加在驱动过压继电器或电子开关的器件上，从而使得驱动过压继电器或电子开关的器件损坏。为解决上述问题，于本实施例中，在开关43的两端反向并联一个二极管45。当开关43从导通状态到截止状态时，反向电动势在开关43和二极管45之间形成回路，以做功的形式消耗掉，避免了对驱动过压继电器或电子开关的器件的损害。所述二极管45为快恢复二极管或肖特基二极管。

为进一步增加过压测试单元40检测的可靠性和准确性，设置过压测试单元40还包括与三相电A相和C相相连接的电压表46，电压表实时显示A相和C相之间的电压，使用者可从电压表上可直观查看***是否出现设定的过电压。

综上所述，本实用新型采用过压保护单元对无功补偿单元相连接的三相电进行测试，当***出现设定的过电压时，过压保护单元切断无功补偿单元与三相电的连接；同时利用过压测试单元测试切断无功补偿单元与三相电之间连接所需要的总时间，根据测得切断所需的总时间，从而能很好地判断切断无功补偿单元与三相电之间的时间是否满足要求，有效防止当三相电压过大时由于切断时间过长而引起的无功补偿单元等其它部件的损坏。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种低压无功补偿过压保护测试电路，其特征在于，包括：多组无功补偿单元、监控单元、过压保护单元和过压测试单元，

每组无功补偿单元均具有一个电容器组，利用所述电容器组进行无功补偿；

所述监控单元与所述多组无功补偿单元相连接，对每一组无功补偿单元相连接的三相电气参数进行测量、记录并进行无功补偿投切控制；

所述过压保护单元对与无功补偿单元相连接的三相电压进行测试，当***出现设定的过电压时，切断无功补偿单元与三相电的连接；

当***出现设定的过电压时，所述过压测试单元测试切断无功补偿单元与三相电之间连接所需要的总时间，过压测试单元包括计时器、比较模块、开关和中间继电器，所述中间继电器与电容器组串联，中间继电器的常开接点与比较模块相连接，将电容器组的两端电压输入至比较模块的第一输入端，比较模块的第二输入端输入阈值电压，当***出现设定的过电压时，比较模块的输入电压大于阈值电压时，比较模块输出闭合信号关闭开关，计时器开始计时；

在过压保护单元进行投切的过程中，当***电压降低并小于或等于阈值电压时，比较模块的输入电压小于或等于阈值电压，比较模块输出断开信号打开开关，计时器结束计时；或者

当过压保护单元完全切断无功补偿单元与三相电的连接时，与电容器组串联的中间继电器的常开接点打开，比较模块无信号输入，比较模块输出断开信号打开开关，计时器结束计时，获得切断无功补偿单元与三相电之间连接所需要的总时间。

2.根据权利要求1所述的低压无功补偿过压保护测试电路，其特征在于，所述电容器组为三相共补的电容器组、三相分补的电容器组或者两者的组合。

3.根据权利要求1所述的低压无功补偿过压保护测试电路，其特征在于，所述无功补偿单元包括依次连接的刀开关、断路器、复合开关、热继电器和电容器组，外部电网的三相电通过所述刀开关与所述无功补偿单元相连接。

4.根据权利要求1所述的低压无功补偿过压保护测试电路，其特征在于，所述过压保护单元为自断补偿器，当***出现设定的过电压时，所述过压保护单元依次切断无功补偿单元与三相电之间的连接。

5.根据权利要求1所述的低压无功补偿过压保护测试电路，其特征在于，所述无功补偿单元还包括指示灯，所述指示灯并联在电容器组的两端。

6.根据权利要求1所述的低压无功补偿过压保护测试电路，其特征在于，所述过压保护单元集成在监控单元内。