專利名稱：低壓電容補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償領(lǐng)域，尤其是涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)電容量的準(zhǔn)確補(bǔ)償、電容使用壽命高并具有遠(yuǎn)程報(bào)警功能的低壓電容補(bǔ)償系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
低壓電容無功功率補(bǔ)償柜已廣泛應(yīng)用在工業(yè)電力系統(tǒng)中，可以適用于有電機(jī)，變壓器，電焊機(jī)等的生產(chǎn)設(shè)備線路。通常的電容補(bǔ)償方式存在的如下缺點(diǎn):現(xiàn)有的低壓電容無功功率補(bǔ)償柜通常采用三相電容同時(shí)投切補(bǔ)償，具有投切的補(bǔ)償電容量與電容缺額之間差距較大，補(bǔ)償效果差的缺點(diǎn)；無遠(yuǎn)程告警功能，控制室內(nèi)的監(jiān)控人員無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)低壓電容無功功率補(bǔ)償柜的異常故障，無法第一時(shí)間對(duì)故障進(jìn)行干預(yù)。并且具有一部分電容經(jīng)常被投切，另外的電容經(jīng)常處于切除狀態(tài)；從而造成經(jīng)常投切的電容積累熱量不易散失，影響其使用壽命，并進(jìn)一步導(dǎo)致低壓電容無功功率補(bǔ)償系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障的缺點(diǎn)。中國專利授權(quán)公開號(hào):CN101510692A，
公開日2009年8月19日，公開了一種無功功率補(bǔ)償控制器和投切電容的方法，該方法包括:檢測(cè)并記錄與自身相連的S路電容；根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，確定分補(bǔ)路數(shù)N、共補(bǔ)路數(shù)M以及用于分補(bǔ)的N路中的每一路電容、用于共補(bǔ)的M路中的每一路電容；根據(jù)分補(bǔ)路數(shù)、共補(bǔ)路數(shù)以及用于分補(bǔ)的N路中的每一路電容、用于共補(bǔ)的M路中的每一路電容，統(tǒng)計(jì)多種可用于投切的電容容量之和及其對(duì)應(yīng)的各種電容組合方式，并存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)結(jié)果；檢測(cè)無功缺額，當(dāng)需要投切電容時(shí)，根據(jù)存儲(chǔ)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果和需要投切的電容容量，進(jìn)行投切；其中，S=N+M, N彡1，M彡0，或者N彡0，M彡I。該控制器包括:檢測(cè)記錄模塊、確定模塊、統(tǒng)計(jì)存儲(chǔ)模塊、投切模塊。該發(fā)明沒有對(duì)電容的輪換投切進(jìn)行控制，具有電容使用壽命低的缺點(diǎn)。
中國專利授權(quán)公開號(hào):CN102738806A，
公開日2012年10月17日，公開了一種基于無線數(shù)傳組網(wǎng)的智能電容投切設(shè)備，該裝置包括通信接口，所述通信接口包括無線射頻通信單元和GPRS無線通信單元，所述無線射頻通信單元與CPU主控系統(tǒng)相連，所述GPRS無線通信單元的信號(hào)輸入端與CPU主控系統(tǒng)的信號(hào)輸出端相連。該發(fā)明提供了電容投切的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，缺點(diǎn)為價(jià)格昂貴。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的電容補(bǔ)償不夠準(zhǔn)確、電容容易損壞、沒有遠(yuǎn)程報(bào)警功能的不足，提供了能夠?qū)崿F(xiàn)電容量的準(zhǔn)確補(bǔ)償、電容使用壽命高并具有遠(yuǎn)程報(bào)警功能的低壓電容補(bǔ)償系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方式:一種低壓電容補(bǔ)償系統(tǒng)，包括功率補(bǔ)償控制器、功率因數(shù)表、若干個(gè)電容器、若干個(gè)交流接觸器和若干個(gè)繼電器，電容器的個(gè)數(shù)和交流接觸器的個(gè)數(shù)均與繼電器的個(gè)數(shù)相等；電容器與繼電器、交流接觸器依次電連接；功率補(bǔ)償控制器與各個(gè)交流接觸器分別電連接；功率因數(shù)表與功率補(bǔ)償控制器電連接。功率因數(shù)表用于測(cè)量電路中的功率因數(shù)，功率補(bǔ)償控制器根據(jù)功率因數(shù)及需要補(bǔ)償?shù)碾娙萘繉?duì)交流接觸器進(jìn)行閉合及斷開的操作，熔斷器及繼電器對(duì)系統(tǒng)提供過流、超壓、欠壓、缺相、漏電和短路等保護(hù)。作為優(yōu)選，所述功率補(bǔ)償控制器內(nèi)設(shè)有第一寄存器、第二寄存器、第三寄存器和第四寄存器；還設(shè)有檢測(cè)模塊、計(jì)算模塊、計(jì)時(shí)模塊和投切模塊，各模塊依次連接。作為優(yōu)選，還包括手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)與各個(gè)交流接觸器電連接。作為優(yōu)選，所述繼電器通過通信電纜與設(shè)于控制室內(nèi)的計(jì)算機(jī)電連接；所述計(jì)算機(jī)與報(bào)警燈及音箱電連接。作為優(yōu)選，各電容器的電容容量分為若干個(gè)等級(jí)。作為優(yōu)選，繼電器為電子式熱繼電器。電子式熱繼電器用于提供過流保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、三相不平衡保護(hù)、缺相保護(hù)、漏電保護(hù)、短路保護(hù)和超壓、欠壓保護(hù)。電子式熱繼電器具有測(cè)量參數(shù)直觀、反應(yīng)靈敏、動(dòng)作及時(shí)可靠并可提供遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能的優(yōu)點(diǎn)。電子式熱繼電器與普通熱繼電器相比:熱繼電器起到保護(hù)線路的作用，當(dāng)線路中用電的負(fù)荷突然增大并且負(fù)載的變換很不穩(wěn)定的情況下，會(huì)出現(xiàn)過載電流，此時(shí)熱繼電器動(dòng)作起到保護(hù)電容器的功能。作為優(yōu)選 ，各個(gè)交流接觸器分別通過熔斷器與母排電連接，母排與3個(gè)電流互感器電連接。一旦熱繼電器故障動(dòng)作后，此回路的補(bǔ)償功能失效?？刂剖覂?nèi)的計(jì)算機(jī)通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)故障，監(jiān)控人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)解決故障，提高用戶用電安全，也提高了電容器的使用壽命。一種低壓電容補(bǔ)償系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟:(I)N路電容器分別對(duì)應(yīng)“投切”和“切除”兩種狀態(tài)，各個(gè)電容器的狀態(tài)分別存儲(chǔ)在第一寄存器內(nèi)，控制器的檢測(cè)模塊每隔一定時(shí)間間隔查詢第一寄存器內(nèi)的各個(gè)電容器對(duì)應(yīng)的狀態(tài)；(2)如果N路電容器的狀態(tài)均為“投切”并且功率因數(shù)低于標(biāo)準(zhǔn)范圍的下限值，則控制室內(nèi)的計(jì)算機(jī)通過音箱及報(bào)警燈發(fā)出聲、光信號(hào)，提示系統(tǒng)提供的電容容量不足，需要人工干預(yù)，維護(hù)人員將手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)達(dá)到手動(dòng)檔位進(jìn)行，并進(jìn)行人工維修及更換電容器的操作；(3)當(dāng)功率因數(shù)低于標(biāo)準(zhǔn)范圍的下限值并且處于“切除”狀態(tài)的電容路數(shù)彡N / 3路時(shí)；計(jì)算模塊在處于“切除”狀態(tài)的M路電容器中任選I至S路電容器，S < M < N，計(jì)算每種選擇所得到的電容容量和L ;并使L與電容器組合方式相關(guān)聯(lián)；計(jì)算結(jié)果按照L的大小順序在第二寄存器內(nèi)排列存儲(chǔ)；計(jì)算模塊根據(jù)電壓、電流計(jì)算出無功功率和應(yīng)該投入的電容器缺額I，當(dāng)I > N路中的最小電容器的電容容量時(shí)，選擇最接近I的所對(duì)應(yīng)的電容器組合方式中的一種作為投切的電容器組合；[0025](4)當(dāng)功率因數(shù)低于標(biāo)準(zhǔn)范圍的下限值并且處于“切除”狀態(tài)的電容器路數(shù)< N /3路時(shí)；計(jì)算模塊在N路電容器中任選I至S路電容器，S < M < N，計(jì)算每種選擇所得到的電容容量和J ;并使J與電容器組合方式相關(guān)聯(lián)；統(tǒng)計(jì)結(jié)果按照J(rèn)的大小順序在第三寄存器內(nèi)排列存儲(chǔ)；計(jì)算模塊根據(jù)電壓、電流計(jì)算出無功功率和應(yīng)該投入的電容缺額I，將I與已經(jīng)投切的電容量相加，得到總電容缺額H，選擇最接近H的忌&￡所對(duì)應(yīng)的電容器組合方式中的一種作為投切的電容器組合；(5)投切模塊根據(jù)選定的電容器組合方式控制各個(gè)交流接觸器閉合，從而使選定的各路電容器的電容投切入電路中；(6)計(jì)時(shí)模塊從每個(gè)電容器投切開始時(shí)，對(duì)每個(gè)電容器的投切時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)；計(jì)算模塊計(jì)算各個(gè)電容器的累計(jì)投切時(shí)間，累計(jì)投切時(shí)間存儲(chǔ)于第四寄存器內(nèi)；(7)當(dāng)功率因數(shù)低于標(biāo)準(zhǔn)范圍的下限值時(shí)，結(jié)合第四寄存器存儲(chǔ)的累計(jì)投切時(shí)間
長度，重復(fù)(3)至(4)的操作過程，并選擇Iasa所對(duì)應(yīng)的電容器組合方式中的一種作為投
切的電容器組合；或者選擇所對(duì)應(yīng)的電容器組合方式中的一種作為投切的電容器組合；進(jìn)行投切電容器組合方式的選擇。當(dāng)電壓、電流 出現(xiàn)異常或缺相時(shí)，報(bào)警燈及音箱分別發(fā)出光、聲報(bào)警信號(hào)。本實(shí)用新型采用功率因數(shù)法與無功功率相結(jié)合的控制方法對(duì)電容器投切進(jìn)行控制，兼具二者的優(yōu)點(diǎn)；根據(jù)功率因數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)范圍選擇進(jìn)行投切的時(shí)機(jī)，根據(jù)電壓、電流值計(jì)算出無功功率和應(yīng)該投入的電容缺額，將電容缺額與已經(jīng)投切的電容量相加，得到總電容缺額H ;并進(jìn)一步確定投切的電容器組合方式，電容器組合方式不斷進(jìn)行更新，并且保證不同的電容器可以輪換投切，從而確保電容器不易損壞，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性好。作為優(yōu)選，當(dāng)電壓、電流出現(xiàn)異?；蛉毕鄷r(shí)，報(bào)警燈及音箱分別發(fā)出光、聲報(bào)警信號(hào)。因此，本實(shí)用新型具有如下有益效果:(1)提高電容補(bǔ)償?shù)臏?zhǔn)確性，節(jié)省電能；(2)通過電子式熱繼電器更全面的保護(hù)電容；(3)能夠及時(shí)進(jìn)行故障報(bào)警以便及時(shí)確認(rèn)處理，減少應(yīng)故障帶來的損失。

圖1是本實(shí)用新型的一種原理框圖。圖中:功率補(bǔ)償控制器1、功率因數(shù)表2、電容器3、交流接觸器4、繼電器5、手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)6、通信電纜7、計(jì)算機(jī)8、報(bào)警燈9、音箱10。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。如圖1所示的實(shí)施例是一種低壓電容補(bǔ)償系統(tǒng)，包括功率補(bǔ)償控制器1、功率因數(shù)表2、10個(gè)電容器3、10個(gè)交流接觸器4和10個(gè)繼電器5、手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)6、通信電纜
7、計(jì)算機(jī)8、報(bào)警燈9、音箱10電連接。繼電器為電子式熱繼電器。各個(gè)交流接觸器分別通過熔斷器與母排電連接，母排與3個(gè)電流互感器電連接。各電容器的電容容量分為4個(gè)等級(jí)。各電容器的電容容量分為4個(gè)等級(jí)。分別為第 I 路 5 kvar、第 2 路 5 kvar、第 3 路 20 kvar、第 4 路 20 kvar、第 5 路 30 kvar、第 6 路30 kvar、第 7 路 35 kvar、第 8 路 35 kvar、第 9 路 45 kvar、第 10 路 45 kvar。繼電器為電子式熱繼電器，用于提供過流保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、三相不平衡保護(hù)、缺相保護(hù)、漏電保護(hù)、短路保護(hù)和超壓、欠壓保護(hù)。功率因數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)范圍設(shè)定為0.9至0.99，N=10。一種低壓電容補(bǔ)償系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟:10路電容器分別對(duì)應(yīng)“投切”和“切除”兩種狀態(tài)，各個(gè)電容器的狀態(tài)分別存儲(chǔ)在第一寄存器內(nèi)，控制器的檢測(cè)模塊每隔5秒查詢第一寄存器內(nèi)的各個(gè)電容器對(duì)應(yīng)的狀態(tài)；如果10路電容器的狀態(tài)均為“投切”并且功率因數(shù)低于0.9時(shí)，則控制室內(nèi)的計(jì)算機(jī)通過音箱及報(bào)警燈發(fā)出聲、光信號(hào)，提示系統(tǒng)提供的電容容量不足，需要人工干預(yù)，維護(hù)人員將手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)達(dá)到手動(dòng)檔位進(jìn)行，并進(jìn)行人工維修及更換電容器的操作；當(dāng)功率因數(shù)為0.85，處于“切除”狀態(tài)的電容器路數(shù)為7路>10 / 3路；計(jì)算模塊在處于“切除”狀態(tài)的7路電容器中任選I至3路電容器，計(jì)算每種選擇所得到的電容容量和L ;并使L與電容器組合方式相關(guān)聯(lián)；計(jì)算結(jié)果按照L的大小順序在第二寄存器內(nèi)排列存儲(chǔ)；應(yīng)該投入的電容缺額I為20 kvar,已經(jīng)投切的電容器為第8、第9和第10路；需要補(bǔ)償?shù)目傠娙萑萘繛?56kvar，已經(jīng)補(bǔ)償了 125 kvar，在剩下的7路電容器中采用7路中取I至7路的排列組合方式，計(jì)算模塊計(jì)算各種組合方式的電容量之和，取其中最接近31kvar的組合方式為第5路或第6路電容器。則選擇第5路或第6路的電容器。投切模塊根據(jù)選定的電容器組合方式控制各個(gè)交流接觸器閉合，從而使選定的各路電容器的電容投切入電路中；計(jì)時(shí)模塊從每個(gè)電容器投切開始時(shí)，對(duì)每個(gè)電容器的投切時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)；并將各個(gè)電容器的累計(jì)投切時(shí)間長度存儲(chǔ)于第四寄存器內(nèi)；第四寄存器的各電容器累計(jì)投切時(shí)間沒一個(gè)月清零，然后重新進(jìn)行累計(jì)計(jì)算。當(dāng)功率因數(shù)位于標(biāo)準(zhǔn)范圍，則投切電容器保持穩(wěn)定;檢測(cè)模塊讀取第四寄存器內(nèi)存儲(chǔ)的第5路和第6路電容器的累計(jì)投切時(shí)間長度，第5路的累計(jì)投切時(shí)間長度為30小時(shí)，第6路的累計(jì)投切時(shí)間長度為20小時(shí)，則選擇第6路作為投切電容器；投切模塊將第6路電容器的電容進(jìn)行投切。當(dāng)功率因數(shù)低于標(biāo)準(zhǔn)范圍的下限值并且處于“切除”狀態(tài)的電容器路數(shù)為3路<10/3路時(shí)；計(jì)算模塊在10路電容器中任選I至10路電容器，計(jì)算每種選擇所得到的電容容量和J ;并使J與電容器組合方式相關(guān)聯(lián)；統(tǒng)計(jì)結(jié)果按照J(rèn)的大小順序在第三寄存器內(nèi)排列存儲(chǔ)；計(jì)算模塊根據(jù)電壓、電流計(jì)算出無功功率和應(yīng)該投入的電容缺額I，將I與已經(jīng)投切的電容量相加，得到總電容缺額H，當(dāng)應(yīng)該投入的電容缺額I為23 kvar,已經(jīng)投切的電容為第1、第2、第3路、第4路、第5路、第6路、第7路；計(jì)算模塊將23與第1、第2、第3路、第4路、第5路、第6路、第7路的電容值相加，得到需要補(bǔ)償?shù)目傠娙萑萘繛?68kvar，已經(jīng)補(bǔ)償了 145 kvar，則在10路電容器中采用10路中取I至10路的排列組合方式，計(jì)算各種組合方式的電容量之和，一共有1022種組合方式，取其中最接近168 kvar的組合方式為7路、8路、9路、10路、2路；或者7路、8路、9路、10路、I路；選擇其中一種組合方式。步驟710:檢測(cè)模塊讀取第四寄存器內(nèi)存儲(chǔ)的第7路、8路、9路、10路、2路以及第7路、8路、9路、10路、I路電容器的累計(jì)投切時(shí)間長度，計(jì)算模塊計(jì)算第7路、8路、9路、10路、2路的電容器的平均累計(jì)投切時(shí)間長度；計(jì)算模塊計(jì)算第7路、8路、9路、10路、I路的平均累計(jì)投切時(shí)間長度；第7路、8路、9路、10路、2路的電容器組合方式的平均累計(jì)投切時(shí)間長度為30小時(shí)，第7路、8路、9路、10路、I路的平均累計(jì)投切時(shí)間長度為20小時(shí)，則選擇第7路、8路、9路、10路、I路作為投切電容器組合方式；投切模塊將第7路、8路、9路、10路、I路電容器進(jìn)行投切。當(dāng)電壓、電流出現(xiàn)異常或缺相時(shí)，報(bào)警燈及音箱分別發(fā)出光、聲報(bào)警信號(hào)。應(yīng)理解，本實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求1.一種低壓電容補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征是，包括功率補(bǔ)償控制器(I)、功率因數(shù)表(2)、若干個(gè)電容器(3)、若干個(gè)交流接觸器(4)和若干個(gè)繼電器(5)，電容器的個(gè)數(shù)和交流接觸器的個(gè)數(shù)均與繼電器的個(gè)數(shù)相等；電容器與繼電器、交流接觸器依次電連接；功率補(bǔ)償控制器與各個(gè)交流接觸器分別電連接；功率因數(shù)表與功率補(bǔ)償控制器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓電容補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征是，還包括手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)(6)，手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)與各個(gè)交流接觸器電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓電容補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征是，所述繼電器通過通信電纜(7)與設(shè)于控制室內(nèi)的計(jì)算機(jī)(8)電連接；所述計(jì)算機(jī)與報(bào)警燈(9)及音箱(10)電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓電容補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征是，所述各電容器的電容容量分為若干個(gè)等級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的低壓電容補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征是，繼電器為電子式熱繼電器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或所述的低壓電容補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征是，各個(gè)交流接觸器分別通過熔斷器與母排電連接，母排與3個(gè)電流互感器電連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種低壓電容補(bǔ)償系統(tǒng)，包括功率補(bǔ)償控制器、功率因數(shù)表、若干個(gè)電容器、交流接觸器和繼電器；電容器與繼電器、交流接觸器依次電連接；功率補(bǔ)償控制器與各個(gè)交流接觸器分別電連接；功率因數(shù)表與功率補(bǔ)償控制器電連接。本實(shí)用新型具有提高電容補(bǔ)償?shù)臏?zhǔn)確性，節(jié)省電能；通過電子式熱繼電器更全面的保護(hù)電容；能夠及時(shí)進(jìn)行故障報(bào)警以便及時(shí)確認(rèn)處理，減少應(yīng)故障帶來的損失的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J3/18GK202978281SQ20122061666
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者周永品, 景建良, 陳波, 徐鵬 申請(qǐng)人:杭州萬禾電力科技有限公司