專利名稱：智能分相電容補(bǔ)償配電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及調(diào)節(jié)電變量或磁變量的系統(tǒng)領(lǐng)域和供電或配電的電路裝置或系統(tǒng)的領(lǐng)域，尤其涉及一種無功功率補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的無功功率補(bǔ)償方式大都采取三相無功補(bǔ)償方式，這種三相無功補(bǔ)償方式是以三相中的某一相為參考，進(jìn)行補(bǔ)償，在這種情況下，只能保證三相中的一相處于最佳補(bǔ)償狀態(tài)，而不能確保其它兩相的補(bǔ)償效果，易造成過補(bǔ)或欠補(bǔ)的情況，使線路中產(chǎn)生過電壓或大電流的情況，造成在線設(shè)備的損壞；并且在這種情況下，三相中的補(bǔ)償電容一直處于工作狀態(tài)，電容容易損壞；并且在這種情況下，需要的元件比較多，使柜體的尺寸比較大，同時(shí)占用的空間比較大，使得補(bǔ)償裝置和配電裝置必須分開放置，否則，電容器的散熱問題將難以解決，同時(shí)也增加了整個(gè)供電電路的成本?，F(xiàn)有技術(shù)中的補(bǔ)償裝置和配電裝置大都不能實(shí)現(xiàn)后臺(tái)操作，不能進(jìn)行實(shí)時(shí)打印?，F(xiàn)有技術(shù)中的無功補(bǔ)償裝置中大都采用傳統(tǒng)繼電器、交流接觸器，因而在投切過程中，無法實(shí)現(xiàn)零壓差投切，因而在投切過程中存在嚴(yán)重的打火、拉弧及切沖擊電流大等現(xiàn)象，再加上有觸點(diǎn)機(jī)械式投切存在振動(dòng)、噪聲、速度慢、易損壞等缺點(diǎn)，使其無法工作在自動(dòng)頻繁投切運(yùn)行狀態(tài)中。近期雖出現(xiàn)了一些無觸點(diǎn)無功補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)了無沖擊、零壓差投切，但其所用的可控硅元件較多，成本高。另外，現(xiàn)有技術(shù)中的同類產(chǎn)品，還存在柜體內(nèi)電器元件的安裝排列不科學(xué)，造成柜體過大，走線不合理等弊端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述的缺點(diǎn)，提供一種能根據(jù)每一相的情況隨時(shí)監(jiān)控地對(duì)電路進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，同時(shí)具有供、配電功能，裝置尺寸比較小，并能進(jìn)行后臺(tái)操作的智能分相電容補(bǔ)償配電裝置。
本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的它包括一個(gè)柜體，柜體內(nèi)設(shè)置進(jìn)行分相補(bǔ)償配電的各種電器元件，其包括采樣單元、補(bǔ)償單元，在采樣單元和補(bǔ)償單元之間連接進(jìn)行配變監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償控制的微電腦控制單元，其中采樣單元為對(duì)電源的三相分別取樣的分相采樣單元。所述的微電腦控制單元設(shè)置為實(shí)時(shí)功率分析控制器，所述的分相采樣單元分為電流采樣電路和電壓采樣電路，所述的分相電流采樣電路設(shè)置為三個(gè)分別與實(shí)時(shí)功率分析控制器和電源的三相連接的電流互感器1TA1、2TA1、3TA1，電壓采樣電路設(shè)置為三條與電源和實(shí)時(shí)功率分析控制器連接的通路。所述的實(shí)時(shí)功率分析控制器的輸入管腳1、3、5、7連接電流采樣電路，實(shí)時(shí)功率分析控制器的輸入管腳2、4、6連接電壓采樣電路，輸入管腳8接零線。所述的補(bǔ)償單元包括投切電路和電容器，投切電路中的投切元件SSR均設(shè)置為無觸點(diǎn)元件。其還設(shè)置有實(shí)現(xiàn)后臺(tái)操作的RS232通訊接口，通訊接口的一端連接在實(shí)時(shí)功率分析控制器上，另一端連接能指示電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率等的指示單元，其還連接有實(shí)現(xiàn)打印功能的打印機(jī)。它還包括對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行供配電的配電單元。所述的配電單元一端連接用戶，另一端連接在智能分相補(bǔ)償配電裝置的輸出端。所述的柜體上設(shè)置柜門，柜門的上部和下部開設(shè)通風(fēng)柵，通風(fēng)柵的每個(gè)出口呈雨帽狀，柜門的上部設(shè)置有用于安裝實(shí)時(shí)功率分析控制器的顯示屏的窗口。所述的柜體長(zhǎng)度為300-500cm，寬度為150-200cm，高度為500-700cm。它的電器元件的安裝分為五排保護(hù)單元中的保護(hù)器、斷路器、熔斷器安裝在第一、二排和第三排的一部分，采樣單元中的電流互感器安裝在第三排，投切電路中的繼電器安裝在第四排，補(bǔ)償電容器安裝在箱體的第五排，實(shí)時(shí)功率分析控制器安裝在柜門預(yù)留的窗口上。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型的智能分相補(bǔ)償配電裝置的采樣單元采用分相采樣單元，使本裝置的分相補(bǔ)償成為可能。
2、其采用實(shí)時(shí)功率分析控制器后，大大簡(jiǎn)化了無功補(bǔ)償電路，不但節(jié)約了空間，而且大大減少了電路中的電容器的數(shù)量，相應(yīng)地散熱量也大大地減少，使補(bǔ)償單元和配電單元設(shè)置在一個(gè)機(jī)柜中成為可能，從而大大降低了無功補(bǔ)償設(shè)備和配電設(shè)備的成本；這樣還使大部分的電容器在補(bǔ)償配電過程中，不需要一直處于工作狀態(tài)，有了一定的空閑時(shí)間，延長(zhǎng)了電容器的使用壽命。
3、其采用的實(shí)時(shí)功率分析控制器具有配變監(jiān)測(cè)功能，能夠做到隨時(shí)地對(duì)電源的每一相的功率輸出情況進(jìn)行檢測(cè)，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)情況，隨時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償，不會(huì)造成過補(bǔ)或欠補(bǔ)的情況，使每一相的補(bǔ)償達(dá)到最佳補(bǔ)償狀態(tài)，提高了整個(gè)電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低了線路損耗，這樣還使整個(gè)智能分相電容補(bǔ)償配電裝置具有完善的越限報(bào)警和過壓、欠壓、缺相、缺零、諧波越限保護(hù)閉鎖功能，使系統(tǒng)的工作更加安全。
4、本實(shí)用新型設(shè)置的RS232通訊接口，可對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行后臺(tái)操作，存儲(chǔ)或處理供電系統(tǒng)中的各種參數(shù)，供電系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)和參數(shù)可根據(jù)需要存儲(chǔ)一段時(shí)間，以便查詢，RS232通訊接口上還可連接打印機(jī)，隨時(shí)打印需要的供電系統(tǒng)參數(shù)。
5、本實(shí)用新型把現(xiàn)有技術(shù)中投切單元中的傳統(tǒng)繼電器、交流接觸器均改為采用無觸點(diǎn)元件，使本控制系統(tǒng)沒有交流接觸器的通、斷沖擊，不但確保了電容器的小電流切換，而且避免了切換過程中的振動(dòng)、噪聲、速度慢、易損壞等缺點(diǎn)，大大降低了設(shè)備的維修率，使使用本實(shí)用新型的電網(wǎng)更加環(huán)保。
6、本實(shí)用新型柜體的結(jié)構(gòu)設(shè)置使電器元件安裝非常簡(jiǎn)易，部分元件可直接插接到柜體上，簡(jiǎn)化了補(bǔ)償配電裝置的安裝過程，上方設(shè)置的安裝孔可使柜體直接固定到需要安裝本裝置的地方，柜門上通風(fēng)柵的設(shè)置可以加快箱體內(nèi)的散熱，通風(fēng)柵雨帽狀的設(shè)置使本裝置安裝在室外時(shí)，雨水不能流入柜體內(nèi)，避免了一些突發(fā)事件。
7、本實(shí)用新型中電器元件的這種集中安裝排列，使電路中元件的排列非常緊湊，有效地減小了柜體的尺寸，使本裝置占用的空間比較小。
總之，本實(shí)用新型集無功功率補(bǔ)償和照明配電于一體，具有“補(bǔ)償”和“配電”雙重功能，該裝置能自動(dòng)檢測(cè)各相負(fù)載的功率因數(shù)，而自動(dòng)分相地投入各相所需的電容量，使各相的無功補(bǔ)償達(dá)到最佳狀態(tài)。對(duì)改善電網(wǎng)功率因數(shù)、提高電網(wǎng)效率、減少線路損耗、改善電壓質(zhì)量、節(jié)約用電、增大變壓器有功容量、降低配電成本、節(jié)約空間等有顯著效果。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖2是本實(shí)用新型的柜體結(jié)構(gòu)圖圖3是本實(shí)用新型的箱體中電器元件的安裝排列圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型主要由采樣單元、微電腦控制單元、補(bǔ)償單元、指示單元、保護(hù)單元、配電單元等組成，采樣單元分為電流采樣電路和電壓采樣電路，其對(duì)整個(gè)電源的電流和電壓參數(shù)進(jìn)行采樣，微電腦控制單元設(shè)置為實(shí)時(shí)功率分析控制器，其對(duì)整個(gè)智能分相電容補(bǔ)償配電裝置進(jìn)行配變監(jiān)測(cè)及對(duì)補(bǔ)償電容進(jìn)行分配，保護(hù)單元主要起對(duì)整個(gè)智能分相電容補(bǔ)償配電裝置和電網(wǎng)的保護(hù)作用，在電網(wǎng)中出現(xiàn)大電壓或大電流時(shí)，發(fā)出信號(hào)到實(shí)時(shí)功率分析控制器，進(jìn)入自保狀態(tài)，并同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，指示單元主要是顯示電網(wǎng)中的各種隨機(jī)參數(shù)，補(bǔ)償單元由投切電路和補(bǔ)償電容器組成投切電路連接于實(shí)時(shí)功率分析控制器，當(dāng)實(shí)時(shí)功率分析控制器向投切電路發(fā)出投切信號(hào)，投切元件SSR動(dòng)作，接通或斷開補(bǔ)償電容器，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償作用。配電單元是對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行供配電的電路。
如圖1所示，本實(shí)用新型的作用過程是這樣的，當(dāng)本實(shí)用新型的智能分相電容補(bǔ)償配電裝置工作時(shí)，電路中的電流分相采樣電路中的電流互感器1TA1、2TA1、3TA1和電壓分相采樣電路不停地對(duì)電網(wǎng)中的電流和電壓進(jìn)行檢測(cè)，將信號(hào)傳輸?shù)綄?shí)時(shí)功率分析控制器的輸入端口，然后經(jīng)實(shí)時(shí)功率分析控制器的分析比較，如果檢測(cè)出電源的三相負(fù)載的功率因數(shù)不符合要求時(shí)，實(shí)時(shí)功率分析控制器將發(fā)出信號(hào)到補(bǔ)償單元的投切電路，驅(qū)動(dòng)投切電路中的投切元件SSR作用，切斷或接通補(bǔ)償電容器，然后電流分相采樣電路和電壓分相采樣電路再采樣，直到檢測(cè)到整個(gè)電網(wǎng)的三相負(fù)載的功率因數(shù)達(dá)到要求值；如果檢測(cè)到電網(wǎng)中的電流或電壓超過額定電流或電壓，實(shí)時(shí)功率分析控制器將自動(dòng)進(jìn)入自保狀態(tài)，并同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。配電單元連接于用戶和整個(gè)智能分相補(bǔ)償配電裝置的輸出端口之間，將經(jīng)過智能分相補(bǔ)償配電裝置處理過的三相負(fù)載的功率因數(shù)處于平衡狀態(tài)的電輸送到用戶。
如圖2所示，當(dāng)需要將本裝置安裝到墻上時(shí)，可用固定物通過固定孔1將其固定到墻體上。
如圖3所示，當(dāng)安裝本裝置時(shí)，一些元件可直接插到預(yù)留的窗口或位置上，例如，實(shí)時(shí)功率分析控制器可直接插到預(yù)留的柜門4上的窗口3上，然后剩下的可按照?qǐng)D3中的排列設(shè)置直接安裝到箱體中，即可完成安裝，柜門上部和下部的通風(fēng)柵2起到通風(fēng)散熱的作用。
本實(shí)用新型可廣泛使用于存在單相負(fù)載和三相負(fù)載的用電系統(tǒng)中，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償和配電的雙重作用。
權(quán)利要求1.一種智能分相電容補(bǔ)償配電裝置，其特征在于它包括一個(gè)柜體，柜體內(nèi)設(shè)置用于分相補(bǔ)償配電的各種電器元件，其包括采樣單元、補(bǔ)償單元，在采樣單元和補(bǔ)償單元之間連接進(jìn)行配變監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償控制的微電腦控制單元，其中采樣單元為對(duì)電源的三相分別取樣的分相采樣單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能分相電容補(bǔ)償配電裝置，其特征在于所述的微電腦控制單元設(shè)置為實(shí)時(shí)功率分析控制器，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能分相補(bǔ)償配電裝置，其特征在于所述的分相采樣單元包括電流采樣電路和電壓采樣電路，所述的分相電流采樣電路設(shè)置為三個(gè)分別與實(shí)時(shí)功率分析控制器和電源的三相連接的電流互感器1TA1、2TA1、3TA1，電壓采樣電路設(shè)置為三條與電源和實(shí)時(shí)功率分析控制器連接的通路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能分相補(bǔ)償配電裝置，其特征在于所述的實(shí)時(shí)功率分析控制器的輸入管腳1、3、5、7連接電流采樣電路，實(shí)時(shí)功率分析控制器的輸入管腳2、4、6連接電壓采樣電路，輸入管腳8接零線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能分相電容補(bǔ)償配電裝置，其特征在于所述的補(bǔ)償單元包括投切電路和電容器，所述的投切電路中的投切元件均設(shè)置為無觸點(diǎn)元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能分相電容補(bǔ)償配電裝置，其特征在于它還設(shè)置有實(shí)現(xiàn)后臺(tái)操作的RS232通訊接口，通訊接口的一端連接在實(shí)時(shí)功率分析控制器上，另一端連接能指示電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率等的指示單元，其還連接有實(shí)現(xiàn)打印功能的打印機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的智能分相電容補(bǔ)償配電裝置，其特征在于它還包括對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行供、配電的配電單元，所述的配電單元一端連接用戶，另一端連接在智能電容補(bǔ)償配電裝置的輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能分相電容補(bǔ)償配電裝置，其特征在于所述的柜體上設(shè)置柜門，在柜門的上部和下部開設(shè)通風(fēng)柵，通風(fēng)柵的每個(gè)出口呈雨帽狀，柜門的上部設(shè)置有用于安裝實(shí)時(shí)功率分析控制器的顯示屏的窗口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能分相電容補(bǔ)償配電裝置，其特征在于所述的柜體長(zhǎng)度為300-500cm，寬度為150-200cm，高度為500-700cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能分相電容補(bǔ)償配電裝置，其特征在于電器元件的安裝分為五排保護(hù)單元中的保護(hù)器、斷路器、熔斷器安裝在第一、二排和第三排的一部分，采樣單元中的電流互感器安裝在第三排，投切電路中的投切元件安裝在第四排，補(bǔ)償電容器安裝在箱體的第五排，實(shí)時(shí)功率分析控制器安裝在柜門預(yù)留的窗口上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種能根據(jù)每一相的情況隨時(shí)監(jiān)控地對(duì)電路進(jìn)行補(bǔ)償，同時(shí)能對(duì)整個(gè)電網(wǎng)進(jìn)行配電，并能進(jìn)行后臺(tái)操作的智能分相電容補(bǔ)償配電裝置，它包括一個(gè)柜體，柜體內(nèi)設(shè)置采樣單元、補(bǔ)償單元，在采樣單元和補(bǔ)償單元之間連接進(jìn)行配變監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償控制的微電腦控制單元，其中采樣單元為對(duì)電源的三相分別取樣的分相采樣單元。本實(shí)用新型具有“補(bǔ)償”和“配電”的雙重功能，該裝置能自動(dòng)檢測(cè)各相負(fù)載的功率因數(shù)，而自動(dòng)分相地投入各相所需的電容量，使各相的無功補(bǔ)償達(dá)到最佳狀態(tài)。對(duì)改善電網(wǎng)功率因數(shù)、提高電網(wǎng)效率、減少線路損耗、改善電壓質(zhì)量、節(jié)約用電、增大變壓器有功容量、降低配電成本等有顯著效果，可廣泛使用于任何存在單相負(fù)載不平衡現(xiàn)象的用電系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)G05F1/70GK2591837SQ02256020
公開日2003年12月10日 申請(qǐng)日期2002年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月15日
發(fā)明者郭金成, 姚曉峰, 矯立學(xué) 申請(qǐng)人:青島揚(yáng)志科技發(fā)展有限公司