本實(shí)用新型屬于電氣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種智能電力電容裝置及無功補(bǔ)償系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

為了使電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、合理運(yùn)行，無功補(bǔ)償起著重要的作用，在配網(wǎng)低壓側(cè)安裝優(yōu)質(zhì)可靠的無功補(bǔ)償裝置，能夠提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低變壓器及輸送線路的損耗，保證電網(wǎng)供電質(zhì)量。

一般而言，低壓無功補(bǔ)償裝置由無功補(bǔ)償控制器、低壓電力電容器、熔斷器、接觸器和熱繼電器等散件組成，在運(yùn)行中存在投切容易產(chǎn)生涌流、交流接觸器運(yùn)行有噪聲和可靠性低的缺點(diǎn)，而且接線復(fù)雜、占用空間大，維護(hù)不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種智能電力電容裝置及無功補(bǔ)償系統(tǒng)，具有節(jié)能、集成化、小型化和安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，接線簡易，擴(kuò)容方便，維護(hù)簡單，提高運(yùn)行的可靠性。

本實(shí)用新型提供的一種智能電力電容裝置，包括斷路器、投切開關(guān)、電力電容器和控制電路；

其中，所述斷路器的第一端連接至低壓母線，第二端連接所述投切開關(guān)的第一端；

所述投切開關(guān)的第二端連接至所述電力電容器；

所述投切開關(guān)還與所述控制電路連接，所述控制電路用于根據(jù)所述低壓母線的狀態(tài)控制所述投切開關(guān)的開啟或關(guān)閉，利用所述電力電容器對所述低壓母線進(jìn)行無功補(bǔ)償。

優(yōu)選的，在上述智能電力電容裝置中，所述電力電容器的數(shù)量為三個，且三個所述電力電容器首尾相接后分別與所述低壓母線的三相連接。

優(yōu)選的，在上述智能電力電容裝置中，所述投切開關(guān)的數(shù)量為二個，且分別連接所述低壓母線的三相中的任意兩相。

優(yōu)選的，在上述智能電力電容裝置中，所述控制電路包括第一接口，所述第一接口通過電流變送器連接至所述低壓母線。

優(yōu)選的，在上述智能電力電容裝置中，所述控制電路還包括第二接口，所述第二接口用于連接至其他的智能電力電容裝置。

優(yōu)選的，在上述智能電力電容裝置中，還包括顯示電路，用于顯示電流電壓值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電壓諧波總畸變率和當(dāng)前電容器內(nèi)的溫度參數(shù)。

優(yōu)選的，在上述智能電力電容裝置中，還包括與所述控制電路連接的報警部件，用于當(dāng)過壓、欠壓、缺相、諧波超限或溫度超過預(yù)定閾值時進(jìn)行報警。

優(yōu)選的，在上述智能電力電容裝置中，所述控制電路包括單片機(jī)以及分別與所述單片機(jī)連接的電流采樣部件、電壓互感器、信號反饋部件、溫度傳感器、通訊接口和電容投切控制部件。

優(yōu)選的，在上述智能電力電容裝置中，還包括連接在所述投切開關(guān)與所述電力電容器之間的電抗器。

本實(shí)用新型提供的一種無功補(bǔ)償系統(tǒng)，包括多個如上所述的任一種智能電力電容裝置，多個所述智能電力電容裝置相互連接之后與低壓母線相連接。

從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型所提供的智能電力電容裝置及無功補(bǔ)償系統(tǒng)，由于該智能電力電容裝置包括斷路器、投切開關(guān)、電力電容器和控制電路；其中，所述斷路器的第一端連接至低壓母線，第二端連接所述投切開關(guān)的第一端；所述投切開關(guān)的第二端連接至所述電力電容器；所述投切開關(guān)還與所述控制電路連接，所述控制電路用于根據(jù)所述低壓母線的狀態(tài)控制所述投切開關(guān)的開啟或關(guān)閉，利用所述電力電容器對所述低壓母線進(jìn)行無功補(bǔ)償，因此具有節(jié)能、集成化、小型化和安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，接線簡易，擴(kuò)容方便，維護(hù)簡單，提高運(yùn)行的可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實(shí)施例提供的第一種智能電力電容裝置的示意圖；

圖2是兩個智能電力電容裝置組合運(yùn)行的示意圖；

圖3為本申請實(shí)施例提供的第八種智能電力電容裝置的控制電路的組成示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的核心思想在于提供一種智能電力電容裝置及無功補(bǔ)償系統(tǒng)，具有節(jié)能、集成化、小型化和安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，接線簡易，擴(kuò)容方便，維護(hù)簡單，提高運(yùn)行的可靠性。

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本申請實(shí)施例提供的第一種智能電力電容裝置如圖1所示，圖1為本申請實(shí)施例提供的第一種智能電力電容裝置的示意圖。該裝置包括斷路器1、投切開關(guān)2、電力電容器3和控制電路4；

其中，所述斷路器1的第一端連接至低壓母線5，第二端連接所述投切開關(guān)2的第一端，需要說明的是，該斷路器可以是微型斷路器，例如常見的小型電路開關(guān)，作為電源開關(guān)以及電力電容器的保護(hù)開關(guān)；

所述投切開關(guān)2的第二端連接至所述電力電容器3，需要說明的是，該電力電容器用于提供感性負(fù)載所消耗的無功功率，減少電網(wǎng)電源的感性負(fù)荷；

所述投切開關(guān)2還與所述控制電路4連接，所述控制電路4用于根據(jù)所述低壓母線5的狀態(tài)控制所述投切開關(guān)2的開啟或關(guān)閉，利用所述電力電容器3對所述低壓母線5進(jìn)行無功補(bǔ)償，需要說明的是，控制電路通過計算得到一系列當(dāng)前線路的參數(shù)信息，包括線路電壓、電流、功率因數(shù)、系統(tǒng)無功功率等，同時會接收通信線路的信息以及指令，電容器運(yùn)行狀態(tài)(手動/自動)的指令等，在綜合以上信息之后，對電容器是否投切做出判斷。

該智能電力電容裝置將各個元器件組合起來，可以單臺獨(dú)立運(yùn)行也可以多臺組網(wǎng)運(yùn)行，能夠替代原來無功補(bǔ)償裝置中分散安裝的熔斷器、投切開關(guān)和控制器等。

從上述技術(shù)方案可以看出，本申請實(shí)施例所提供的第一種智能電力電容裝置，由于包括斷路器、投切開關(guān)、電力電容器和控制電路；其中，所述斷路器的第一端連接至低壓母線，第二端連接所述投切開關(guān)的第一端；所述投切開關(guān)的第二端連接至所述電力電容器；所述投切開關(guān)還與所述控制電路連接，所述控制電路用于根據(jù)所述低壓母線的狀態(tài)控制所述投切開關(guān)的開啟或關(guān)閉，利用所述電力電容器對所述低壓母線進(jìn)行無功補(bǔ)償，因此具有節(jié)能、集成化、小型化和安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，接線簡易，擴(kuò)容方便，維護(hù)簡單，提高運(yùn)行的可靠性。

本申請實(shí)施例提供的第二種智能電力電容裝置，在上述第一種智能電力電容裝置的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述電力電容器的數(shù)量為三個，且三個所述電力電容器首尾相接后分別與所述低壓母線的三相連接，也就是采用三角形接法，當(dāng)然這僅僅是一個優(yōu)選方案，還可以采用星形接法，此處不再贅述。

本申請實(shí)施例提供的第三種智能電力電容裝置，在上述第二種智能電力電容裝置的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述投切開關(guān)的數(shù)量為二個，且分別連接所述低壓母線的三相中的任意兩相。

也就是說，當(dāng)電力電容器采用“三角形”接法時，當(dāng)僅有一相投切開關(guān)導(dǎo)通時，三相電容器均沒有接入電網(wǎng)。利用這一特性，在投切共補(bǔ)電容器時只需要在兩相安裝投切開關(guān)，采用這種“二控三”的投切方式可減少一個投切開關(guān)，有效地降低了產(chǎn)品的成本。

本申請實(shí)施例提供的第四種智能電力電容裝置，在上述第一種智能電力電容裝置的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述控制電路包括第一接口，所述第一接口通過電流變送器連接至所述低壓母線。

需要說明的是，在現(xiàn)有技術(shù)中的電流變送器時外置的，通常情況下，一組智能電力電容裝置配備一個電流變送器。而本方案中，裝置連接上電流變送器，利用電流變送器采樣母線電流互感器二次側(cè)的電流值，將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，就能夠通過單獨(dú)的傳輸線連接到智能電力電容裝置。

本申請實(shí)施例提供的第五種智能電力電容裝置，在上述第四種智能電力電容裝置的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述控制電路還包括第二接口，所述第二接口用于連接至其他的智能電力電容裝置。

參考圖2，圖2是兩個智能電力電容裝置組合運(yùn)行的示意圖，可見，左側(cè)的第一個智能電力電容裝置利用其第二接口201連接至右側(cè)的第二個智能電力電容裝置的第一接口202，實(shí)現(xiàn)兩個智能電力電容裝置的協(xié)同工作。另外，從圖2中左側(cè)的第一個智能電力電容裝置可以看出，低壓母線L1、L2和L3分別通過電流變送器連接至該裝置的第一接口，另外還連接到斷路器1QF，該斷路器包括位于三相上的UA、UB和UC，其中UA的另一端連接有投切開關(guān)1KA1，UC的另一端連接有另一個投切開關(guān)1KA2，需要說明的是，這僅僅是一個例子，還可以在UA和UC的另一端連接投切開關(guān)，或者在UB和UC的另一端連接投切開關(guān)，此處并不限制，繼續(xù)以該圖為例，投切開關(guān)1KA1的另一端連接至電力電容器，且另一個投切開關(guān)1KA2的另一端也連接至電力電容器，在這種實(shí)施例中，采用三角形接法的三個電力電容器，實(shí)現(xiàn)與兩個投切開關(guān)的連接，并在控制電路的控制下對低壓母線進(jìn)行無功補(bǔ)償，并且可以與其他的裝置組合起來使用，其具體數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要來定，此處并不限制，另外，還包括其他的接口HL1、HL2和HL3，可用于連接至其他裝置。

本申請實(shí)施例提供的第六種智能電力電容裝置，在上述第一種至第五種智能電力電容裝置中任一種的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

還包括顯示電路，用于顯示電流電壓值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電壓諧波總畸變率和當(dāng)前電容器內(nèi)的溫度參數(shù)，這就能夠讓人們直觀的了解當(dāng)前的低壓母線的參數(shù)情況，并能對裝置的無功補(bǔ)償效果進(jìn)行監(jiān)視。

本申請實(shí)施例提供的第七種智能電力電容裝置，在上述第六種智能電力電容裝置的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

還包括與所述控制電路連接的報警部件，用于當(dāng)過壓、欠壓、缺相、諧波超限或溫度超過預(yù)定閾值時進(jìn)行報警。在這種情況下，就能夠針對異常情況進(jìn)行及時處理，斷開投切開關(guān)，使電容器退出運(yùn)行，避免事態(tài)更嚴(yán)重。

本申請實(shí)施例提供的第八種智能電力電容裝置，在上述第一種至第五種智能電力電容裝置中任一種的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

參考圖3，圖3為本申請實(shí)施例提供的第八種智能電力電容裝置的控制電路的組成示意圖。所述控制電路包括單片機(jī)301以及分別與所述單片機(jī)301連接的電流采樣部件302、電壓互感器303、信號反饋部件304、溫度傳感器305、通訊接口306和電容投切控制部件307。

在這種情況下，電容投切控制部件根據(jù)單片機(jī)的信號動作投切電容器，為減少浪涌電流和過電壓，單片機(jī)可以分相控制，利用微控制器的快速采樣、分析計算和數(shù)據(jù)存儲的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮投切開關(guān)從執(zhí)行機(jī)構(gòu)受指令(得電)到動作完成(觸點(diǎn)閉合或相反)的時間，使投切開關(guān)的觸點(diǎn)在電壓過零時閉合，在電流過零時斷開，從而避開瞬態(tài)過電壓和浪涌電流對觸點(diǎn)的危害，減小觸點(diǎn)的磨損。信號反饋部件主要有手動/自動控制切換，還有參數(shù)設(shè)置功能，主要設(shè)置參數(shù)有電容值、電流互感器變比、投入延時、投入間隔、功率因數(shù)下限、過電壓值、欠壓值、諧波電壓超限值、高溫報警值等。通訊接口主要完成電流變送器的電流信號接收以及每臺智能電力電容裝置的通訊。

本申請實(shí)施例提供的第九種智能電力電容裝置，在上述第一種至第五種智能電力電容裝置中任一種的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

還包括連接在所述投切開關(guān)與所述電力電容器之間的電抗器。

本申請實(shí)施例提供的一種無功補(bǔ)償系統(tǒng)，包括多個如上所述的任一種智能電力電容裝置，多個所述智能電力電容裝置相互連接之后與低壓母線相連接。

在具體工程設(shè)計時，可根據(jù)工程計算需補(bǔ)償總電容量，并進(jìn)行合理分組。如補(bǔ)償容量為750kvar，可以分為15臺40kvar和5臺30kvar的智能電力電容裝置組成。其中設(shè)置一臺為主機(jī)，另外19臺為從機(jī)。每個智能電力電容裝置獨(dú)立采樣，并把數(shù)據(jù)傳送至主機(jī)進(jìn)行分析，主機(jī)發(fā)出控制命令控制20臺智能電力電容裝置有序投切，達(dá)到對電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)哪康?。從機(jī)出現(xiàn)故障時，自動退出補(bǔ)償系統(tǒng)，不影響其它智能電力電容器工作；主機(jī)出現(xiàn)故障時，也自動退出補(bǔ)償系統(tǒng)，由剩下的從機(jī)再次自動產(chǎn)生一個主機(jī)。任何一臺智能電力電容裝置出現(xiàn)故障，不論是主機(jī)還是從機(jī)，整個無功補(bǔ)償系統(tǒng)僅補(bǔ)償容量減少，不影響正常運(yùn)行，避免了傳統(tǒng)無功補(bǔ)償系統(tǒng)中的控制器一旦損壞則整個補(bǔ)償系統(tǒng)癱瘓的情況。

綜上所述，本申請實(shí)施例提供的智能電力電容裝置采用積木結(jié)構(gòu)，接線簡易，擴(kuò)容方便，維護(hù)簡單，采用集成技術(shù)，生產(chǎn)工時比傳統(tǒng)模式減少60％以上，同時減少80％連接線，減少80％的接點(diǎn)，柜內(nèi)簡潔，上述無功補(bǔ)償系統(tǒng)中的各裝置可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以組網(wǎng)運(yùn)行，提高了運(yùn)行可靠性。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。