專利名稱：35kv變電站無級自動控制補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種變電站電容器補(bǔ)償裝置，特別是一種35KV變電站無級自動控制補(bǔ)償裝置，適用于35KV變電站10KV母線功率因數(shù)的自動補(bǔ)償。
目前社會上利用電容器補(bǔ)償來提高功率因數(shù)的方法大體可分為二類，一是低壓380V就地固定式電容補(bǔ)償及利用接觸器分組自動電容補(bǔ)償。二是高壓10KV就地固定式電容補(bǔ)償。低壓就地固定式電容補(bǔ)償是根據(jù)所需要的電容量直接經(jīng)開關(guān)接到低壓母線上。當(dāng)母線電壓上的負(fù)荷變動時，功率因數(shù)也隨之變化，時有過補(bǔ)或欠補(bǔ)的現(xiàn)象，雖然功率因數(shù)有所提高，但是很不穩(wěn)定。低壓采用接觸器分組電容自動補(bǔ)償，根據(jù)所需電容量進(jìn)行分組投切，對功率因數(shù)的穩(wěn)定有一定提高，但有一定階梯性。這類補(bǔ)償方法都具有分散性，投資大、效果差，不便管理的缺點(diǎn)。高壓10KV就地固定式電容補(bǔ)償，雖克服了分散性，投資較大，不便于管理的缺點(diǎn)，但是由于補(bǔ)償電容量是固定的，這樣由于負(fù)荷的變化，功率因數(shù)也隨之變化，功率因數(shù)很不穩(wěn)定，其過補(bǔ)或欠補(bǔ)現(xiàn)象時有發(fā)生，達(dá)不到電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。綜上所述，目前社會上還沒有一種完善的、科學(xué)的，能夠足以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的各種缺點(diǎn)的功率因數(shù)補(bǔ)償裝置。
本實用新型的任務(wù)在于提供一種35KV變電站無級自動控制補(bǔ)償裝置，它不僅能有效的克服現(xiàn)有技術(shù)的各種缺點(diǎn)，且能實現(xiàn)補(bǔ)償自動化，使電容在投入運(yùn)行時保證電壓從零自動升至所需要的電壓，電容器沒有沖擊電流，延長了使用壽命。為35KV變電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高供電質(zhì)量，節(jié)約能源，提供了一種科學(xué)的、實用的、可靠的、自動化程度較高的、理想的，35KV變電站無級自動控制補(bǔ)償裝置。
本實用新型的任務(wù)是采取如下方案實現(xiàn)的；附

圖1給出了本實用新型的方框圖。
附圖2給出了本實用新型的電路結(jié)構(gòu)原理圖。
根據(jù)附圖1所示，本實用新型由6部分組成，圖1中，〈1〉為信號輸入電路，〈2〉為測量電路(相敏放大器電路)，〈3〉為二組直流放大電路，〈4〉為執(zhí)行電路，〈5〉為a、b、c三相電源部分，〈6〉為直流穩(wěn)壓可調(diào)工作電源部分。
以下將結(jié)合附圖1對本實用新型的工作過程作如下描述根據(jù)附圖1，當(dāng)信號輸入電路〈1〉由10KV母線所用變壓器的二次供給a、c兩相電壓信號(380V)即B相電壓信號及10KV母線總電流互感器供給B相電流信號供給，這兩個信號送入測量電路(即相敏大器電路)〈2〉進(jìn)行綜合后給出電流與電壓的相位差(直流電壓)信號，然后把所測得的直流電壓信號送入執(zhí)行電路〈4〉，由執(zhí)行電路〈4〉根據(jù)送來的信號控制高壓調(diào)壓器電機(jī)的反、正轉(zhuǎn)來調(diào)正電壓大小，并控制投入電容負(fù)荷的大小，從而達(dá)到自動控制補(bǔ)償?shù)哪康摹ｋ妱訖C(jī)的電源和控制電源由所變二次電壓a、b、c三相380伏電源〈5〉供給，直流放大器電路〈3〉的工作電源〈6〉由信號部分1中的變壓器二次經(jīng)整流供給直流放大電路〈3〉工作用。
在附圖2中，RD1、RD2為二支0.5A的熔斷器，TB為變壓器，B為電流互感器，K1、K2是電流互感器的二個輸出端，DL1為油開關(guān)的常開觸點(diǎn)，D1、D2、D3、D4是型號為2CP12的晶體二極管，D6、D7、D8、D9是型號為2CZ11的晶體二極管，D5是型號為2CW4的穩(wěn)壓管，BG1、BG2是型號為3AX25B的晶體三極管，BG3、BG4、BG5、BG6是型號為3AX21的晶體三極管，BG7、BG8、BG9是型號為3AX81的晶體三極管，C1、C2、C7是三支電容值為50μf的電容器，C3、C4是二支電容值為10μf的電容器，C5是電容值為100μf的電容器，C6是電容值為20μf的電容器，R1、R2是二支電阻值為5.6KΩ的電阻器，R4、R5是二支電阻值為10KΩ的電阻器，R6、R7是二支電阻值為4KΩ的電阻器，R11是電阻值為2KΩ的電阻器，R12、R13是二支電阻值為1KΩ的電阻器，R14是電阻為620Ω的電阻器，R16是電阻值為3.9KΩ的電阻器，R3是電阻值為50KΩ的可變電阻器，R8、R9是二支電阻值為22KΩ的可變電阻器，R15是電阻值為12KΩ的可變電阻器，R10是電阻值為560Ω的可變電阻器，J1、J2是二支型號為JRXB－1的繼電器，1ZJ、2EJ是二支型號為DZ－52－380V的中間繼電器，ZC、FC是二支磁力啟動器，RD3、RD4為二支5A的熔斷器，RD5、RD6、RD7為三支容斷器(其容量根據(jù)電機(jī)大小而定)，D為三相電動機(jī)，1ZJ－1是中間繼電器1ZJ的常開觸點(diǎn)、2ZJ－1是中間繼電器2ZJ的常開觸點(diǎn)，J1－1是繼電器J1的常開觸點(diǎn)，J2－1是繼電器J2的常開觸點(diǎn)，ZC1是磁力啟動器ZC的常閉觸點(diǎn)，F(xiàn)C1是磁力啟動器FC的常閉觸點(diǎn)，F(xiàn)C2、FC3、FC4是磁力啟動器FC的常開觸點(diǎn)，ZC2、ZC3、ZC4是磁力啟動器FC的常開觸點(diǎn)，DL2為油開關(guān)的常閉觸點(diǎn)，RJ為熱繼電器，RJ－1為熱繼電器RJ的常閉觸點(diǎn)。HC為油開關(guān)合閘接觸器的線圈，K－1為調(diào)壓器零位開關(guān)的常開觸點(diǎn)，K－2為調(diào)壓器零位開關(guān)的常閉觸點(diǎn)。
以下將結(jié)合附圖2對本實用新型的連接結(jié)構(gòu)做如下描述根據(jù)附圖2、10KV母線所用變壓器二次電壓a、c二相電壓信號分別經(jīng)溶斷器RD1、RD2和油開關(guān)的常開觸點(diǎn)DL1與變壓器TB的初級線圈相連接。變壓器TB的次級線圈的1端接二極管D1的負(fù)極，二極管D1的正極與三極管BG1的集電極相連接，變壓器TB的次線圈的2端經(jīng)電容C1、電阻器R1、可變電阻器R3組成的并聯(lián)電路與公共地線相連接，變壓器TB的次級線圈的3端經(jīng)由電容器C2、電阻器R2和微安表組成的并聯(lián)電路與公共地線相連接。變壓器TB的次級線圈的4端接二極管D2的負(fù)極，二極管D2的正極與三極管BG2的集電極相連接。三極管BG1和BG2的發(fā)射極接公共地線。變壓器TB的次級線圈的第2端與由三極管BG3、BG5、二極管D3電阻器R4、R6、R8所組成的第二組直流放大器的輸入端即三極管BG3的基極相連接。變壓器TB的次級線圈的第3端與由三極管BG4、BG6、二極管D4、電阻器R5、R7、R9所組成的第二組直流放大器的輸入端即三極管BG4的基極相連接。繼電器J1的線圈串接在第一組直流放大器輸出端與電源之間，即三極管BG5的集電極和電源之間。繼電器J2的線圈串接在第二組直流放大器輸出端與電源之間，即三極管BG6的集電極和電源之間。
三相電源線a、b、c經(jīng)插入保險，RD5、RD6、RD7并通過三相閘刀DK對應(yīng)串接正轉(zhuǎn)磁力啟動器ZC的三組主常開觸點(diǎn)ZC2、ZC3、ZC4并經(jīng)過電流熱保護(hù)繼電器RJ與高壓調(diào)壓器的電動機(jī)D相連接。反轉(zhuǎn)磁力啟動器FC的三組常開觸點(diǎn)FC2、FC3、FC4串接在a、b、c三相電源線之間，并且當(dāng)磁力啟動器FC動作時能實現(xiàn)換相的目的。電機(jī)的控制a相電源線經(jīng)熔斷器RD3分別連接繼電器J1的常開觸點(diǎn)J1－1的一端，繼電器J2的常開觸點(diǎn)J2－1的一端中間繼電器的常開觸點(diǎn)1ZJ－1的一端、2ZJ1的一端，油開關(guān)常閉觸點(diǎn)DL2的一端。C相電源線經(jīng)熔斷器RD4和熱繼電器RJ的常閉觸點(diǎn)RJ－1接在中間繼電器1ZJ、2ZJ、磁力啟動器ZC、FC的線卷一端，中間繼電器1ZJ線卷另一端接繼電器J1的常開觸點(diǎn)J1－1的另一端，中間繼電器2ZJ線卷另一端接繼電器J2的常開觸點(diǎn)J2－1另一端，磁力啟動器ZC線卷另一端接磁力起動器FC的常閉觸點(diǎn)FC1的一端，F(xiàn)C1的另一端接中間繼電器1ZJ的常開觸點(diǎn)1ZJ－1的另一端，磁力啟動器FC線卷的另一端接磁力啟動器ZC的常閉觸點(diǎn)ZC1的一端，ZC1的另一端接中間繼電器2ZJ的常開觸點(diǎn)2ZJ－1的另一端。油開關(guān)的常閉觸點(diǎn)DL2的另一端接調(diào)壓器零位開關(guān)的常開觸點(diǎn)K－1的一端，K－1的另一端接磁力啟動器FC線卷的另一端。調(diào)壓器的零位開關(guān)常閉觸點(diǎn)K－2的一端接油開關(guān)控制回路，而另一端接油開關(guān)合閘接觸器的線卷HC的一端。高壓調(diào)壓器的輸入端接10KV母線的A、B、C三相電源，輸出端接補(bǔ)償電容器C。
以下將結(jié)合附圖2對本實用新型的工作原理作詳細(xì)描述根據(jù)附圖2，當(dāng)電容器的油開關(guān)合閘后，油開關(guān)的常開接點(diǎn)DL1閉合，由所變來的a、c兩相380V電壓，根據(jù)兩相電壓向量之和等于第三相電壓的原理，所以該電壓即為B相電壓。經(jīng)熔斷器RD1和RD2給變壓器TB初級端以電壓，變壓器TB開始工作，變壓器TB的二次端，1、2和3、4兩線卷中分別感應(yīng)出兩個16V的電壓信號，并和10KV母線總電流互感器B相電流信號經(jīng)可調(diào)電阻器R10，轉(zhuǎn)變成電壓信號由中間接頭分別送入由二極管D1、D2、三極管BG1、BG2，電熔C1、C2，電阻R1、R2、R3和微安表組成的相敏放大器的，D1、D2的負(fù)極，電容器C1、C2的正極和三極管BG1、BG2的基極，將電壓和電流之間的相位差轉(zhuǎn)換成直流電壓信號，這個電壓信號的大小，正負(fù)是有電流與電壓之間的相位差大小、決定的(也就是負(fù)荷的性質(zhì)決定的)，當(dāng)電流與電壓同相位時，即功率因數(shù)COSφ＝1時(也就是10KV母線沒有無功損耗，是阻性負(fù)荷)，這時相敏放大器沒有直流電壓信號輸出，E、F兩點(diǎn)之間的電位差為零，這時微安表指示為中間，即零值。若B相電流滯后于電壓時(母線是感性負(fù)荷)，E點(diǎn)電位低于F點(diǎn)電位，這個電位差(即直流電壓信號)的大小決定于感性負(fù)荷的大小，感性負(fù)荷越大，電壓信號越大，感性負(fù)荷越小，電壓信號越小，這時的微安表的指針偏右指示。反之若B相電流超前于電壓時(即母線程容性負(fù)荷)，E點(diǎn)電位高于F點(diǎn)的電位、兩電位差的大小(直流信號電壓的大小)決定于容性負(fù)荷的大小，容性負(fù)荷越大，直流電壓信號就越大，反之就越小。這時的微安表的指針偏左指示。經(jīng)相敏放大器測量的直流電壓信號，經(jīng)相敏放大電路的輸出端E、F兩端分別送入由三極管BG3、BG5、二極管D3、電阻R4、R6、可變電阻R8、電容器C3、繼電器J1和三極管BG4、BG6二極管D4、電阻R5、R7、可變電阻R9、電容器C4、繼電器J2組成的兩個直流放大單元進(jìn)行放大。當(dāng)E點(diǎn)的電位低于F點(diǎn)的電位時，該電壓信號經(jīng)D4、電阻R5加到BG3的發(fā)射極和基極之間，由BG3、BG5進(jìn)行放大，繼電器J1動作。當(dāng)E點(diǎn)的電位高于F點(diǎn)電位時，該電壓信號經(jīng)二極管D3、電阻R4加到BG4的發(fā)射極和基極之間，由三極管BG4、BG6進(jìn)行放大，繼電器J2動作。只要E、F兩點(diǎn)的電位差大于或等0.5伏時，繼電器J1和J2就能可靠動作。直流放大器的電源由變壓器TB二次端線卷5、6端供給16V交流電壓，經(jīng)二極管D6～D9橋式正流后，經(jīng)電容C5濾波，三極管BG7、BG8、BG9和穩(wěn)壓二極管D5穩(wěn)壓，輸出一個穩(wěn)定可調(diào)直流電源供給。電動機(jī)電源及控制電源由所變的三相380V交流電源供給即a、b、c三相電源。當(dāng)繼電器J1動作時其常開觸點(diǎn)J1－1閉合，中間繼電器1ZJ動作，其常開觸點(diǎn)1ZJ－1閉合，F(xiàn)C1是反轉(zhuǎn)磁力啟動器FC的常閉接點(diǎn)是閉合的，這時正轉(zhuǎn)磁力啟動器ZC線圈通電工作，磁力啟動器ZC吸合，其主觸點(diǎn)ZC2、ZC3、ZC4由常開變?yōu)槌ｉ]，電動正向轉(zhuǎn)動，使高壓調(diào)壓器的輸出電壓上升容電客負(fù)荷增加，功率因數(shù)COSφ隨之上升。當(dāng)功率因數(shù)COSφ≈1.0時，繼電器J1釋放，觸點(diǎn)J1－1打開，1ZJ釋放，觸點(diǎn)1ZJ－1打開，磁力啟動器ZC釋放，電機(jī)停轉(zhuǎn)。當(dāng)繼電器J2動作時，其常開觸點(diǎn)J2－1閉合，中間繼電器2ZJ動作，其常開觸點(diǎn)2ZJ－1閉合，ZC的常閉接點(diǎn)ZC1是閉合的，這時反轉(zhuǎn)磁力啟動器線卷通電工作，F(xiàn)C磁力啟動器起動。FC2、FC3、FC4由常開變?yōu)槌ｉ]，電動機(jī)D反向旋轉(zhuǎn)，使高壓調(diào)壓器的輸出電壓下降，電容負(fù)荷減少，功率因數(shù)上升，待功率因數(shù)COSφ≈1.0時，繼電器J2釋放，接點(diǎn)J2－1打開，中間繼電器2ZJ釋放，其接點(diǎn)2ZJ－1打開，磁力啟動器FC線圈斷電，磁力起動器FC釋放，電機(jī)D停轉(zhuǎn)。如果電容器的油開關(guān)因故障跳閘或電容器停運(yùn)時，油開關(guān)的常閉接點(diǎn)DL2閉合，這時調(diào)壓器零位開關(guān)的常開觸點(diǎn)K－1是閉合的，所以反轉(zhuǎn)磁力啟動器線圈FC受電，磁力啟動器FC動作，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，待調(diào)壓器降到零位時，打開零位開關(guān)K－1常開接點(diǎn)，磁力啟動器FC線卷失電，磁力啟動器FC釋放，電動機(jī)D停轉(zhuǎn)。以待再投入電容時電壓從零升起。同時油開關(guān)的常開接點(diǎn)DL1打開，自動裝置停止運(yùn)行。為了防止反、正轉(zhuǎn)磁力起動器同時工作，磁力啟動器ZC和FC采用互鎖聯(lián)接的方式，即ZC的常閉觸點(diǎn)ZC1鎖FC，F(xiàn)C的常閉觸點(diǎn)FC1鎖ZC。為可靠的使電容器在零壓投入，特將調(diào)壓器的零位開關(guān)的常開接點(diǎn)K－2串到油開關(guān)合閘接觸器線卷HC合閘回路里，當(dāng)調(diào)壓器未降到零位時，油開關(guān)無法合閘。當(dāng)調(diào)壓器降到零位時，K－2才能閉合，油開關(guān)才可合閘。RD1、RD2用來保護(hù)自動裝置的短路保護(hù)。RD3、RD4是電機(jī)控制回路的短路保護(hù)，RD5、RD6、RD7是電動機(jī)主回路短路保護(hù)。RJ熱繼電器是電動機(jī)的過荷保護(hù)。
本實用新型能使電網(wǎng)功率因數(shù)COSφ自動控制在接近于1.0，調(diào)控平滑無突變，電容器能在零壓投入，沒有沖擊電流發(fā)生，有效的延長了電容器的使用壽命，能最大限度地發(fā)揮電容器的補(bǔ)償作用，對系統(tǒng)的功率因數(shù)的調(diào)控水平自動化大大提高，提高了供電質(zhì)量，大大的減少了無功損耗，且具有顯著節(jié)電功能。
權(quán)利要求1.一種35KV變電站無級自動控制補(bǔ)償裝置，主要由信號輸入電路<1>，測量電路<2>，直流放大電路<3>，執(zhí)行電路<4>所組成，其特征在于a、測量電路的輸出端與直流放大電路的輸入端相連接，直流放大電路的輸出回路里串接執(zhí)行電路中的繼電器J1和J2的線圈，b、執(zhí)行電路中三相電源線串接正轉(zhuǎn)磁力啟動器ZC的三組主常開觸點(diǎn)ZC2、ZC3、ZC4并經(jīng)電流熱保護(hù)繼電器RJ與高壓調(diào)壓器的電動機(jī)D相連接，反轉(zhuǎn)磁力啟動器FC的三組常開觸點(diǎn)FC2、FC3、FC4串接在三相電源線之間，a相電源線分別連接繼電器J1的常開觸點(diǎn)J1-1的一端，繼電器J2常開觸點(diǎn)J2-1的一端，中間繼電器1ZJ和2ZJ的常開觸點(diǎn)1ZJ-1和2ZJ-1的一端，油開關(guān)常閉觸點(diǎn)DL2的一端，C相電源線徑熱繼電RJ的常開觸點(diǎn)RJ-1接在中間繼電器1ZJ、2ZJ和磁力啟動器ZC、FC的線圈一端，中間繼電器1ZJ線圈另一端接繼電器J1的常開觸點(diǎn)J1-1的另一端，中間繼電器2ZJ線圈的另一端接繼電器J2的常開觸點(diǎn)J2-1的另一端，磁力啟動器ZC線圈的另一端接磁力啟動器FC的常閉觸點(diǎn)FC1的一端，F(xiàn)C1的另一端接中間繼電器1ZJ的常開觸點(diǎn)1ZJ-1的另一端，磁力啟動器FC線圈的另一端接磁力啟動器ZC的常閉觸點(diǎn)ZC1的一端，ZC1的另一端接中間繼電器2ZJ的常開觸點(diǎn)2ZJ-1的另一端，油開關(guān)的常閉觸點(diǎn)DL2的另一端接調(diào)壓器零位開關(guān)的常開觸點(diǎn)K-1的一端，K-1的另一端接磁力啟動器FC線卷的另一端，調(diào)壓器零位開關(guān)的常閉觸點(diǎn)K-2的一端接油開關(guān)控制回路，另一端接油開關(guān)合閘接觸器的線圈HC的一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的35KV變電站無級自動控制補(bǔ)償裝置，其特征在于所說的測量電路是一個相敏放大器電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的35KV變電站無級自動控制補(bǔ)償裝置，其特征在于所說的直流放大電路是二組直流放大電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的35KV變電站無級自動控制補(bǔ)償裝置，其特征在于所說的第一組直流放大器的輸出端與電源之間串接繼電器J1的線圈，第二組直流放大器的輸出端與電源之間串接繼電器J2的線圈。
專利摘要一種35KV變電站無級自動控制補(bǔ)償裝置，主要由信號輸入電路、測量電路、直流放大電路、執(zhí)行電路所組成。該裝置不僅能有效的克服現(xiàn)有技術(shù)的各種缺點(diǎn)，且能實現(xiàn)補(bǔ)償自動化，使電容在投入運(yùn)行時保證電壓從零自動升至所需要的電壓，可使電網(wǎng)功率因數(shù)cos自動控制在接近于1.0，且調(diào)控平滑無突變、電容器能在零壓下投入，沒有沖擊電流，有效地延長了電容器的使用壽命提高了供電質(zhì)量減少了無功損耗，具有較顯著的節(jié)電功能，為供電部門提供了一種科學(xué)、實用、可靠、自動化程度較高的、理想的35KV變電站無級自動控制補(bǔ)償裝置。
文檔編號G05F1/70GK2111584SQ91231838
公開日1992年7月29日 申請日期1991年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月19日
發(fā)明者姚傳江, 梁宏輝, 秦篤峰 申請人:山東省東阿縣供電公司