CN2924883Y - 三相不平衡调节及无功补偿装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种三相不平衡调节及无功补偿装置。应用于配电***进行无功补偿和三相不平衡调节。它由控制器、复合开关、电容器组成。由控制器控制复合开关，复合开关实现电容器投切。本实用新型的优点是能有效地实现负荷平衡调节和无功补偿。

Description

三相不平衡调节及无功补偿装置
技术领域
本实用新型涉及一种应用于配电***进行无功补偿和三相不平衡调节的电力电子装置。具体地说是一种三相不平衡调节及无功补偿装置。
背景技术
无功功率是在电力***电源和负载之间来回流动的一部分能量，它并没有对负载做功，但是它的流动会造成线路上的能量损耗，并且增加了线路的电压降落，因此，进行无功补偿具有很好的经济效益；低压配电网是电力***的末端，低压配电网采用三相四线制方式，配电变压器低压侧采用Yn0接线，电网的不平衡会增加线路及变压器的损耗，降低变压器的出力，影响电网的供电质量，甚至会影响电能表的精度，造成计量***计费损失，由于三相负荷不平衡造成中线电流增大，会降低供电***的可靠性，影响配电***的和安全运行。由于负荷分配不均，负荷性质也不一致，造成低压供电***无功不足，负荷不平衡。尤其是经济水平较为发达的地区表现更为明显。无功不足、负荷不平衡这两个问题已成为配电***的两大难题。针对无功不足的问题，国内解决的办法是：合理配置低压无功补偿电容器，其补偿的原则多数是共补与分补相结合，并采取可控硅投切、接触器运行的技术模式并附加电压质量监测***，其采取手段多是通过远红外或GPRS通讯***去实现。目前这项技术已基本成熟，但它没有考虑到如何去改善配电低压***三相不平衡的情况。因此，三相不平衡的问题已成为当前配电***亟待解决的问题，也是配电***的技术空白。对于三相不平衡补偿的研究，都局限于三相三线制的中压配电网，采用三角形的电纳网络，补偿负序电流和谐波电流，而对于三相四线制的低压配电网中的零序电流分量的补偿，均未采取有效的补偿措施。
中国专利CN88202441，它公开了一个进行无功补偿的实现方案，它的控制电路部分由分立元件构成，其优点是电路简单，成本较低，容易实现，但是不足之处是功能单一，不能实现高级运算功能。
中国专利CN98223360，它公开了一种新型无功补偿装置，其优点在于控制器由单片机构成，并且具有智能投切算法，但是其不足之处在于它的整体功能仍然只有无功补偿，无变压器状态监测功能，无通信功能，不适合于配电自动化***的通讯，无法实现对配电变压器的全面监控，
中国专利CN2468202Y，公开了低压综合无功补偿装置，只是在传统无功补偿装置进一步改进，增加了通讯，变压器状态监测的功能。电容器的投切还只是传统的通过控制器控制交流接触器的方式，安全性，可靠性有限。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种三相不平衡调节及无功补偿装置，克服已有技术中无功补偿装置只能补偿无功，不能对三相不平衡状态进行调整的缺点。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种三相不平衡调节及无功补偿装置，它包括微机控制器、复合开关、电容器，其特征是控制器与各复合开关之间采用485通信；相间电容和相地电容分别为三角形连接和星型连接，分别跨接在二相之间将一相的有功转移到另一相无功得到补偿；利用复合开关对电容器投切，即A、B、C三相分别通过单极开关接单相组复合开关及三相组合复合开关，单相组复合开关出来的A、B、C三相电分别连接相地电容；三相组复合开关出来的A、B、C三相电分别连接相间电容。
本实用新型具有如下特点和优点：
1、本装置的主要部件之一采用了智能复合开关，根据不同的容量需求，共有多组。在投切的瞬间具有可控硅过零投切的优点，在正常接通期间又具有接触器无功耗的优点。弥补可控硅和交流接触器在低压无功补偿应用方面的不足。所有复合开关都有通迅接口，可以通过通迅来进行控制。
2、相间电容和相地电容是本装置的主要部件，当***需要调节时，通过复合开关的投切将电容器投入或退出，改变***的运行参数，从而达到调整的目的，提高***运行的技术指标。
●相间AB电容组数可以0-4选择配置
●相间BC电容组数可以0-4选择配置
●相间CA电容组数可以0-4选择配置
●单相组组数可以三相0-4各选择配置
●三相组组数可以0-3选择配置
3.本装置调整的基本原理是“平衡”三相负荷(不是平衡功率因数)，本装置能使无功功率潮流控制在一个三相电容器组容量的+0.75~-0.4倍内。因此在功率潮流较小(轻)的情况下也会有一定的无功负荷，但在功率潮流较大的情况下，补偿度就相当可观，功率因数能达到0.999。对于长期处于低负荷运行的变压器，要提高功率因数，选择共补容量较小的电容器即可。
4、最佳方式处理电容器，单相电容器的调整主要是用来调整三相间不平衡无功负载的，但也是三相总无功的一部分，本装置能很好地处理好相间相地电容的作用。处理好电容器投入数量处于低量，中量，高量三个阶段的动作行为。
附图说明
下面结合附图及实施例进一步详述本实用新型的方案。
附图1是本实用新型的构成原理示意图；
附图2是本实用新型控制原理图。
1、控制器；2通用串行接口；3、模拟量输入接口；4、485接口；5、单相组复合开关；6、相地电容；7、相间电容；8、三相组复合开关；9、单极开关；10、避雷针；11、三相断路器；12、0.4KV母线接线端子；13、取样单元；14、隔离单元；15、中央处理器；16、通讯模块；17、显示模块；18、键盘。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型由安装在一个箱体内的多个部件构成，主要包括控制器(1)，复合开关(5)(8)，电容器组(6)(7)，一个箱体内可以根据需要配备适当数量的电容器组，电容器容量，相间电容和相地电容组分别为三角和星型接线，因此可以很容易地进行容量的扩展。
如图2所示，本实用新型的控制器(1)由多个内部功能单元构成。主要包括中央处理器(15)、取样单元(13)、隔离单元(14)、通讯模块(16)，包括通用串行接口(2)，485接口(4)、显示模块(17)、键盘(18)等组成。
结合附图1，附图2，用户侧UA，UB，UC三相相电压和IA，IB，IC，各相电流，经过用户提供电流互感器，通过本装置模拟量接口(3)进入，经过控制器取样单元(13)，隔离单元(14)，进入中央处理器(15)，形成控制器(1)工作判断所必要的参量。计算出需补偿的电容器组容量，给出补偿方案，控制器通过485总线控制复合开关对电容器组进行投切。变压器的低压侧电源经过0.4KV母线接线端子，进入三相断路器(11)。从断路器出来后，母线接避雷针(10)。A，B，C，三相分别通过单极开关(9)接单相组复合开关(5)，三相组复合开关(8)，经过复合开关分别分配到各个级别容量的电容器上。从单相组复合开关(5)出来的A，B，C三相电分别连接相地电容(6)。从三相组复合开关(8)出来的A，B，C三相电分别连接相间电容(7)。
装置中控制器的中央处理器(15)由双CPU组成，是整个装置测量、显示、运算、通讯和执行的中心处理机构。控制器(1)通过对变压器三相电压，三相电流进行监测，它能够根据电网三相电压的幅值、不平衡程度以及中性点位移电压的幅值和相位等，计算***需要补偿的电容器容量和组别，从而发出准确的指令，对变压器进行不平衡调节和无功补偿。控制器采用而次电源技术，可抵御各种电磁干扰，所有的采集接口全部采用光/电隔离，可消除一次***对控制器的干扰，控制器还设置了watchdog自复位电路，可实现***的自动复位。控制器设有通讯模块(16)，可作为配网自动化***的一个子站接入自动化***中。控制器(1)可同时三相不平衡调节、无功补偿的综合控制，有效地降低设备的投资成本。控制器键盘(18)操作方便，用键盘操作可浏览电流、电压功率、功率因数、时钟、谐波(3~15次)等数据，并可对运行时钟、参数进行设置，汉字显示。
本实用新型利用微机控制、智能复合开关和电容器组等组成一套自动调节装置。该装置挂接在变压器低压侧，装置首先根据用户负载情况、无功情况，中线电流等参数，调整装置中的复合开关的投切情况，通过相间和相对地电容的有机组合，平衡调节变压器的三相的有功负载，补偿变压器功率因数，使变压器运行在最合理状态，具有有效地负荷平衡调节和无功补偿功能。可广泛应用于配电***内。

Claims (1)

1、一种三相不平衡调节及无功补偿装置，它包括微机控制器、复合开关、电容器，其特征是控制器与各复合开关之间采用485通信；相间电容和相地电容分别为三角形连接和星型连接，分别跨接在二相之间将一相的有功转移到另一相无功得到补偿；利用复合开关对电容器投切，即A、B、C三相分别通过单极开关(9)接单相组复合开关(5)及三相组合复合开关(8)，单相组复合开关(5)出来的A、B、C三相电分别连接相地电容(6)；三相组复合开关(8)出来的A、B、C三相电分别连接相间电容(7)。
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