本實(shí)用新型涉及配電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種配電臺區(qū)及其無功補(bǔ)償系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)、社會、工業(yè)的快速發(fā)展及人們生活水平的快速提高，對電力的需求與日俱增，對配電質(zhì)量的要求也越來越高。逐漸增加的電力負(fù)荷，造成電力系統(tǒng)的無功分布不合理，加重了電力系統(tǒng)的損耗，影響配電質(zhì)量。因此，需要對配電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償，以保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。

目前配電臺區(qū)的無功補(bǔ)償通常采用傳統(tǒng)的電容分級投切補(bǔ)償裝置，然而隨著對電力負(fù)荷的不斷增加，配電網(wǎng)中出現(xiàn)非線性負(fù)載及沖擊性電流的頻率越來越高，單純的電容分級投切補(bǔ)償不能對三相有功功率相間轉(zhuǎn)移進(jìn)行不平衡調(diào)節(jié)，對沖擊性負(fù)荷的跟蹤補(bǔ)償速度慢，無法對負(fù)載進(jìn)行容感性無功補(bǔ)償，導(dǎo)致配電網(wǎng)容易出現(xiàn)系統(tǒng)功率因數(shù)不達(dá)標(biāo)、電容器經(jīng)常損壞、變壓器單相過載、中線帶電等問題，給生產(chǎn)生活帶來不便，嚴(yán)重存在安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種配電臺區(qū)及其無功補(bǔ)償系統(tǒng)，能夠?qū)θ嚯娏鞑黄胶?、沖擊性負(fù)載及穩(wěn)定無功負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償，解決配電臺區(qū)由于無功沖擊和三相用電不均而導(dǎo)致的電能質(zhì)量問題。

一種配電臺區(qū)的無功補(bǔ)償系統(tǒng)，其包括靜止無功發(fā)生器、電容補(bǔ)償裝置及控制監(jiān)測裝置，所述控制監(jiān)測裝置分別連接所述靜止無功發(fā)生器及所述電容補(bǔ)償裝置，所述靜止無功發(fā)生器和所述電容補(bǔ)償裝置分別用于與配電臺區(qū)中電流互感器的初級線圈連接，其中所述靜止無功發(fā)生器包括依次連接的數(shù)字信號處理器、控制器、IGBT驅(qū)動器及逆變器，所述數(shù)字信號處理器和所述逆變器還分別用于連接所述電流互感器的初級線圈，所述數(shù)字信號處理器還連接所述控制監(jiān)測裝置。

作為一種實(shí)施方式，所述控制監(jiān)測裝置包括串行通信接口及觸點(diǎn)輸出端口，所述串行通信接口連接所述數(shù)字信號處理器，所述觸點(diǎn)輸出端口連接所述電容補(bǔ)償裝置的接觸器。

作為一種實(shí)施方式，所述控制監(jiān)測裝置還包括顯示器，所述顯示器通過所述串行通信接口連接所述數(shù)字信號處理器。

作為一種實(shí)施方式，所述控制監(jiān)測裝置還包括溫度傳感器、散熱風(fēng)扇及控制電路，其中所述控制電路分別連接所述串行通信接口、所述散熱風(fēng)扇及所述溫度傳感器，所述溫度傳感器還連接所述數(shù)字信號處理器。

作為一種實(shí)施方式，所述控制監(jiān)測裝置還包括USB接口，所述USB接口連接所述數(shù)字信號處理器。

作為一種實(shí)施方式，所述控制監(jiān)測裝置還包括網(wǎng)絡(luò)接口，所述網(wǎng)絡(luò)接口連接所述數(shù)字信號處理器。

作為一種實(shí)施方式，所述控制監(jiān)測裝置還包括無線通訊模塊，所述無線通訊模塊連接所述數(shù)字信號處理器。

作為一種實(shí)施方式，所述無線通訊模塊包括WIFI模塊及GPRS模塊中至少一種。

作為一種實(shí)施方式，所述控制監(jiān)測裝置還包括存儲器，所述存儲器連接所述數(shù)字信號處理器。

作為一種實(shí)施方式，所述靜止無功發(fā)生器及所述控制監(jiān)測裝置集成在配電臺區(qū)設(shè)置有防雷開關(guān)的配電箱中。

一種配電臺區(qū)，其包括如上述任一項所述無功補(bǔ)償系統(tǒng)，其中所述配電臺區(qū)中電流互感器的初級線圈分別與所述電容補(bǔ)償裝置、所述數(shù)字信號處理器和所述逆變器連接。

上述無功補(bǔ)償系統(tǒng)，SVG和電容補(bǔ)償裝置共同采用一套互感器對電網(wǎng)數(shù)據(jù)采樣，對于沖擊性負(fù)載以及三相電流不平衡，由SVG進(jìn)行快速補(bǔ)償，對電網(wǎng)中穩(wěn)態(tài)的無功功率則由電容補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償，相當(dāng)于將SVG嵌入到傳統(tǒng)電容補(bǔ)償裝置進(jìn)行應(yīng)用，利用SVG快速、連續(xù)、高精度的容感性無功補(bǔ)償、以及相間有功功率轉(zhuǎn)移補(bǔ)償電網(wǎng)，配合電容補(bǔ)償裝置解決配電臺區(qū)由于無功沖擊和三相用電不均而導(dǎo)致的電能質(zhì)量問題。

附圖說明

圖1為一實(shí)施例的配電臺區(qū)的無功補(bǔ)償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為另一實(shí)施例的配電臺區(qū)的無功補(bǔ)償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一實(shí)施例的無功補(bǔ)償系統(tǒng)中控制監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為另一實(shí)施例的無功補(bǔ)償系統(tǒng)中控制監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為一實(shí)施例的無功補(bǔ)償系統(tǒng)中靜止無功發(fā)生器及控制監(jiān)測裝置的集成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為一實(shí)施例的配電臺區(qū)的無功補(bǔ)償系統(tǒng)的補(bǔ)償時序示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施方式。相反地，提供這些實(shí)施方式的目的是使對本實(shí)用新型的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認(rèn)為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實(shí)施方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

例如，一種配電臺區(qū)的無功補(bǔ)償系統(tǒng)，包括靜止無功發(fā)生器(Static Var Generator，SVG)、電容補(bǔ)償裝置及控制監(jiān)測裝置，所述控制監(jiān)測裝置分別連接所述靜止無功發(fā)生器及所述電容補(bǔ)償裝置，所述靜止無功發(fā)生器和所述電容補(bǔ)償裝置分別用于與配電臺區(qū)中電流互感器的初級線圈連接，其中所述靜止無功發(fā)生器包括依次連接的數(shù)字信號處理器、控制器、IGBT驅(qū)動器及逆變器，所述數(shù)字信號處理器和所述逆變器還分別用于連接所述電流互感器的初級線圈，所述數(shù)字信號處理器還連接所述控制監(jiān)測裝置。

為了進(jìn)一步理解上述配電臺區(qū)的無功補(bǔ)償系統(tǒng)，請參閱圖1，一實(shí)施例的配電臺區(qū)的無功補(bǔ)償系統(tǒng)10，包括靜止無功發(fā)生器11、電容補(bǔ)償裝置12及控制監(jiān)測裝置13，所述控制監(jiān)測裝置分別連接所述靜止無功發(fā)生器及所述電容補(bǔ)償裝置，所述靜止無功發(fā)生器和所述電容補(bǔ)償裝置分別用于與配電臺區(qū)中電流互感器的初級線圈連接，即，所述靜止無功發(fā)生器和所述電容補(bǔ)償裝置共用一套電流互感器接入配電臺區(qū)，共同通過該電流互感器實(shí)時檢測配電臺區(qū)的電流。例如，配電臺區(qū)為三相輸出，其輸出端包括三個電流互感器，則靜止無功發(fā)生器和電容補(bǔ)償裝置共同對三個電流互感器一次側(cè)分別進(jìn)行采樣。

其中，所述靜止無功發(fā)生器包括依次連接的數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)111、控制器112、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)驅(qū)動器113及逆變器114，所述數(shù)字信號處理器和所述逆變器還分別用于連接所述電流互感器的初級線圈，所述數(shù)字信號處理器還連接所述控制監(jiān)測裝置。

具體實(shí)施中，DSP連接上述電流互感器，獲取上述電流互感器一次側(cè)的采樣電流，根據(jù)該采樣電流分析當(dāng)前的電流信息、負(fù)載信息，判斷配電臺區(qū)是否處于三相電流不平衡狀態(tài)并計算負(fù)載電流的無功含量。若配電臺區(qū)是否處于三相電流不平衡狀態(tài)，DSP計算出達(dá)到平衡狀態(tài)時各相所需轉(zhuǎn)換的電流值，然后將各相所需轉(zhuǎn)換的電流值發(fā)送給控制器，由控制器控制上述IGBT驅(qū)動器，驅(qū)動逆變器工作，將不平衡電流從電流大的相轉(zhuǎn)移到電流小的相，最后達(dá)到三相平衡狀態(tài)。DSP計算出負(fù)載電流的無功含量之后，判斷該無功含量是否大于預(yù)設(shè)值，是則向控制監(jiān)測裝置發(fā)送上述無功含量，由控制監(jiān)測裝置根據(jù)上述無功含量控制電容補(bǔ)償裝置對配電臺區(qū)的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償；否則DSP將上述無功含量發(fā)送給控制器，由控制器控制上述IGBT驅(qū)動器，驅(qū)動逆變器工作，產(chǎn)生滿足要求的無功補(bǔ)償電流，最終實(shí)現(xiàn)動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康摹Ｆ渲?，上述預(yù)設(shè)值根據(jù)電容補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償容量進(jìn)行設(shè)置，例如，電容補(bǔ)償裝置只能進(jìn)行50KVar以上的大容量補(bǔ)償，則上述預(yù)設(shè)值大于或等于50KVar。又如，按照如圖6所示的補(bǔ)償時序示意圖對配電臺區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償。

上述無功補(bǔ)償系統(tǒng)，SVG和電容補(bǔ)償裝置共同采用一套互感器對電網(wǎng)數(shù)據(jù)采樣，對于沖擊性負(fù)載以及三相電流不平衡，由SVG進(jìn)行快速補(bǔ)償，對電網(wǎng)中穩(wěn)態(tài)的無功功率則由電容補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償，相當(dāng)于將SVG嵌入到傳統(tǒng)電容補(bǔ)償裝置進(jìn)行應(yīng)用，利用SVG快速、連續(xù)、高精度的容感性無功補(bǔ)償、以及相間有功功率轉(zhuǎn)移補(bǔ)償電網(wǎng)，配合電容補(bǔ)償裝置解決配電臺區(qū)由于無功沖擊和三相用電不均而導(dǎo)致的電能質(zhì)量問題。

在其中一個實(shí)施例中，如圖2所示，所述控制監(jiān)測裝置13包括串行通信接口131及觸點(diǎn)輸出端口132，所述串行通信接口連接所述數(shù)字信號處理器，所述觸點(diǎn)輸出端口連接所述電容補(bǔ)償裝置的接觸器。即，控制監(jiān)測裝置通過串行通信接口及觸點(diǎn)輸出端口分別連接SVG及電容補(bǔ)償裝置。例如，控制監(jiān)測裝置通過串行通信接口連接SVG中的DSP。例如，串行通信接口為RJ485接口。又如，當(dāng)需要由電容補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)充時，控制監(jiān)測裝置通過上述觸點(diǎn)輸出端口控制電容補(bǔ)償裝置的接觸器閉合，從而投切該電容補(bǔ)償裝置，使電容補(bǔ)償裝置對配電臺區(qū)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。

在其中一個實(shí)施例中，如圖3所示，所述控制監(jiān)測裝置還包括顯示器133，所述顯示器通過所述串行通信接口連接所述數(shù)字信號處理器。例如，該顯示器為觸控顯示器。又如，該顯示器為小屏幕觸控顯示器，又如，該顯示器的尺寸為7英寸，分辨率為800×480。又如，該顯示器的尺寸為8英寸，分辨率為1024×768。這樣，能清晰顯示系統(tǒng)中的各項參數(shù)或波形等信息，同時不會占用過多面積。

具體地，顯示器用于顯示控制監(jiān)測裝置的操作界面及無功補(bǔ)償系統(tǒng)的電力數(shù)據(jù)、電力波形等。例如，電力數(shù)據(jù)包括電網(wǎng)側(cè)、SVG、負(fù)載側(cè)的各項電力參數(shù)及電容補(bǔ)償裝置的投切參數(shù)。又如，電力數(shù)據(jù)包括電網(wǎng)側(cè)的各相電壓、電流、功率因數(shù)、電壓總諧波畸變率、電流總諧波畸變率、系統(tǒng)頻率、有功功率、無功功率，SVG的各相補(bǔ)償電流、負(fù)載率、IGBT溫度、機(jī)器容量，以及負(fù)載側(cè)的各相電流、電流總諧波畸變率、有功功率、無功功率等。又如，電力波形包括例如各相的電網(wǎng)電壓波形、電網(wǎng)電流波形、負(fù)載電流波形、補(bǔ)償電流波形、電網(wǎng)電壓諧波總畸變率波形、電網(wǎng)輸入線的電流諧波畸變總數(shù)波形、負(fù)載輸入線的電流諧波畸變總數(shù)波形等。

在其中一個實(shí)施例中，如圖4所示，所述控制監(jiān)測裝置還包括溫度傳感器134、散熱風(fēng)扇135及控制電路136，其中所述控制電路136分別連接所述串行通信接口、所述散熱風(fēng)扇及所述溫度傳感器，所述溫度傳感器還連接所述數(shù)字信號處理器。

具體地，所述控制電路根據(jù)溫度傳感器檢測的溫度值，控制所述散熱風(fēng)扇工作。例如，當(dāng)溫度傳感器檢測到的溫度值大于預(yù)設(shè)閾值時，開啟散熱風(fēng)扇并實(shí)時調(diào)整所述散熱風(fēng)扇的啟動周期、工作模式、占空比等。又如，上述預(yù)設(shè)閾值接近室溫。又如，上述預(yù)設(shè)閾值為20℃。溫度傳感器還連接數(shù)字信號處理器，以向數(shù)字信號處理器發(fā)送檢測到的溫度值。

在其中一個實(shí)施例中，所述控制監(jiān)測裝置還包括USB接口，所述USB接口連接所述數(shù)字信號處理器。通過該USB接口，用戶可以使用U盤或其他可移動存儲介質(zhì)將數(shù)字信號處理器所分析/存儲的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，例如導(dǎo)出文件為excel文檔。

在其中一個實(shí)施例中，所述控制監(jiān)測裝置還包括網(wǎng)絡(luò)接口，所述網(wǎng)絡(luò)接口連接所述數(shù)字信號處理器。通過網(wǎng)絡(luò)接口，所述控制監(jiān)測裝置能夠通過網(wǎng)絡(luò)與外部設(shè)備通信，例如進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

在其中一個實(shí)施例中，所述控制監(jiān)測裝置還包括無線通訊模塊，所述無線通訊模塊連接所述數(shù)字信號處理器。例如，所述無線通訊模塊包括WIFI模塊及GPRS模塊中至少一種。這樣，控制監(jiān)測裝置能通過無線通訊模塊與外部設(shè)備進(jìn)行無線通訊連接，從而向外部設(shè)備傳輸系統(tǒng)參數(shù)或接受外部設(shè)備發(fā)送的指令、設(shè)置信息等。

在其中一個實(shí)施例中，為了方便安裝以及方便整套系統(tǒng)的配合使用，所述靜止無功發(fā)生器及所述控制監(jiān)測裝置集成在配電臺區(qū)設(shè)置有防雷開關(guān)的配電箱中。例如，所述靜止無功發(fā)生器及所述控制監(jiān)測裝置的集成結(jié)構(gòu)如圖5所示，除了防雷開關(guān)51之外，配電箱內(nèi)還包括端子排52和微型斷路器53，其中散熱風(fēng)扇137集成在配電箱上部的兩側(cè)，防雷開關(guān)51、端子排52及微型斷路器53集成在配電箱內(nèi)的上半部，SVG11集成在配電箱內(nèi)部，控制監(jiān)測裝置的顯示器133設(shè)置于配電箱內(nèi)的左側(cè)中部，或者設(shè)置于配電箱內(nèi)其他未被占用的地方，其中配電箱的外殼上開有進(jìn)線口54。

本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種配電臺區(qū)，其包括上述任一實(shí)施例所述的無功補(bǔ)償系統(tǒng)，所述配電臺區(qū)中電流互感器的初級線圈分別與所述無功補(bǔ)償系統(tǒng)中的電容補(bǔ)償裝置、數(shù)字信號處理器和逆變器連接。

上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。