無功補(bǔ)償、三相不平衡和低電壓治理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無功補(bǔ)償、三相不平衡和低電壓治理系統(tǒng)，屬于電網(wǎng)無功補(bǔ)償、三相不平衡和低電壓治理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，居民的生活水平得以快速提高，各種先進(jìn)的現(xiàn)代化家用電器迅速走入家庭，居民的用電負(fù)荷也隨之增加，目前居民所使用的家用電器與以往所使用的已有很大的不同，過去僅僅是白熾燈、電飯鍋、電炒鍋，而現(xiàn)在是節(jié)能燈、電冰箱、吸油煙機(jī)、液壓電視、空調(diào)、電磁爐、洗衣機(jī)等各種家用電器，從用電負(fù)荷性質(zhì)的角度說有本質(zhì)上的區(qū)別，過去用電是阻性負(fù)荷(功率因數(shù):COSO = 1)，而現(xiàn)在用電趨于感性負(fù)荷(功率因數(shù):COSO < 0.5)。這就需要無功補(bǔ)償以提升功率因數(shù)。
[0003]此外低壓電網(wǎng)三相不平衡一直就是困擾供電單位的主要問題之一，在城市民用電網(wǎng)和農(nóng)用電網(wǎng)中由于大量單相負(fù)荷的存在，三相間的電流不平衡現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。三相負(fù)荷不平衡，輕則降低線路和配電變壓器的供電效率，重則會(huì)因重負(fù)荷相超載過多，可能造成某相導(dǎo)線燒斷、開關(guān)燒壞甚至配電變壓器單相燒毀等嚴(yán)重后果。
[0004]三相不平衡具體會(huì)對線路或者設(shè)備造成以下影響:
[0005]1、線路損耗與通過電流的平方成正比。三相負(fù)載不平衡使得線路損耗大大增加，如某相電流為3A，其余電流為0，如能平均分配到三相變?yōu)槊肯?A，則線損將降為原線損的1/3，此外如考慮三相不平衡還會(huì)導(dǎo)致中性線有電流，使中性線也產(chǎn)生損耗，線損會(huì)下降更多。
[0006]2、配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電主設(shè)備，當(dāng)其在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行時(shí)，將會(huì)造成配變損耗的增加，因?yàn)榕渥兊墓β蕮p耗在負(fù)載容量相同時(shí)，其銅耗和鐵耗是和不平衡度成正比的。
[0007]此外配電變壓器在三相負(fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行，其輸出的容量就無法達(dá)到額定值，其備用容量亦相應(yīng)減少，過載能力也降低，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致配變發(fā)熱甚至燒損。
[0008]3、配變在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行，將產(chǎn)生零序電流，該電流將隨三相負(fù)載不平衡的程度而變化，不平衡度越大，則零序電流也越大。
[0009]運(yùn)行中的配變?nèi)舸嬖诹阈螂娏鳎瑒t其鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通。(高壓側(cè)沒有零序電流)這迫使零序磁通只能以油箱壁及鋼構(gòu)件作為通道通過，而鋼構(gòu)件的導(dǎo)磁率較低，零序電流通過鋼構(gòu)件時(shí)，即要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，從而使配變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱。配變的繞組絕緣因過熱而加快老化，導(dǎo)致設(shè)備壽命降低。
[0010]4、三相負(fù)載不平衡時(shí)，配電變壓器各相輸出電流就不相等，其內(nèi)部三相壓降就不相等，這必將導(dǎo)致配電變壓器輸出電壓三相不平衡。同時(shí)三相負(fù)載不平衡時(shí)，中性線就會(huì)有電流通過。因而使中性線產(chǎn)生阻抗壓降，從而導(dǎo)致中性點(diǎn)漂移，致使各相相電壓發(fā)生變化。負(fù)載重的一相電壓降低，而負(fù)載輕的一相電壓升高，容易造成電壓高的一相所接用電設(shè)備燒壞，而電壓低的一相所接用電設(shè)備則可能無法使用。
[0011]智能無功補(bǔ)償控制器適用于低壓配電系統(tǒng)，可廣泛用于戶外臺(tái)式變壓器、室內(nèi)配電站、箱式變電站以及冶金、機(jī)械、礦山、鐵路、化工等企業(yè)或者低壓用戶進(jìn)行無功功率自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償控制?？刂破髦饕怯糜诳刂齐娙萜鹘M的投切，對電網(wǎng)的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償控制，以達(dá)到提高功率因數(shù)和提高變壓器的負(fù)載能力等目的?？刂品绞揭话惴譃槿喙惭a(bǔ)型、三相分補(bǔ)型、三相共補(bǔ)+分補(bǔ)混合型三種。如申請?zhí)枮?2256020.3，實(shí)用新型名稱為《智能分相電容補(bǔ)償配電裝置》的中國專利申請文件，其公開了一種無功補(bǔ)償裝置，采樣單元采集三相的電流和電壓并將采集信息輸出給控制單元，控制單元根據(jù)接收到的信息作出無功補(bǔ)償?shù)呐袛?，然后控制相?yīng)的電容器投切。該申請并沒有給出一種有效的無功補(bǔ)償裝置，而且它不能解決三相不平衡和低電壓問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012]本實(shí)用新型的目的是提供無功補(bǔ)償、三相不平衡和低電壓治理系統(tǒng)，用以進(jìn)行無功補(bǔ)償、三相不平衡和低電壓治理。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案包括一種無功補(bǔ)償、三相不平衡和低電壓治理系統(tǒng)，包括用于采集三相電流和電壓的采集單元、控制單元和不平衡補(bǔ)償單元，所述不平衡補(bǔ)償單元包括任兩相之間均連接的至少一條補(bǔ)償線路，補(bǔ)償線路上串設(shè)有不平衡補(bǔ)償電容和控制開關(guān)；所述控制單元控制連接所述控制開關(guān)。
[0014]所述任兩相之間均連接有兩個(gè)所述補(bǔ)償線路。
[0015]所述無功補(bǔ)償、三相不平衡和低電壓治理系統(tǒng)還包括分相補(bǔ)償單元，所述分相補(bǔ)償單元包括若干個(gè)分相補(bǔ)償電容。
[0016]本實(shí)用新型提供了一種較為新穎的三相不平衡和低電壓治理裝置和系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于采集三相電流和電壓的采集單元、控制單元和不平衡補(bǔ)償單元，不平衡補(bǔ)償單元包括任兩相之間均連接的至少一條補(bǔ)償線路，補(bǔ)償線路上串設(shè)有不平衡補(bǔ)償電容和控制開關(guān)，控制單元控制連接控制開關(guān)。
[0017]通過比較任兩相的有功電流之間的特定的關(guān)系，然后在滿足其他兩個(gè)條件后投入該兩相的連線上的不平衡補(bǔ)償電容，能夠快速、準(zhǔn)確地投入電容器，從而有效改善每相的功率因數(shù)，改善相與相之間的不平衡度，并可提升每相的相電壓，并保證補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。實(shí)現(xiàn)了對三相中每相無功功率、低電壓和三相不平衡的最優(yōu)補(bǔ)償。
[0018]在電容進(jìn)行切除時(shí)，一個(gè)條件是根據(jù)三相有功電流之間的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行判斷切除，另一個(gè)條件是根據(jù)三相功率因數(shù)進(jìn)行判斷切除，這兩個(gè)條件是或的關(guān)系，只要有一個(gè)滿足條件即可切除對應(yīng)的電容，所以這種切除方法能夠有效、快速地進(jìn)行電容切除，保證了功率的平穩(wěn)，避免了過補(bǔ)的情況。
[0019]本實(shí)用新型提供的三相不平衡和低電壓治理裝置和系統(tǒng)可單獨(dú)用于補(bǔ)償無功、也可單獨(dú)用于三相負(fù)荷不平衡和低電壓治理，也可兩種或三種配合使用。本實(shí)用新型提供的三相不平衡和低電壓治理裝置和系統(tǒng)的主要作用如下:
[0020]I)降低線路的電能損耗；
[0021]2)降低配電變壓器的電能損耗、提高變壓器容量利用率，降低配電網(wǎng)的維護(hù)成本；
[0022]3)降低變壓器零序電流，提高供電設(shè)備使用壽命，提升經(jīng)濟(jì)利益；
[0023]4)降低線路電壓降和電網(wǎng)電壓不平衡度，從而提高電能質(zhì)量，解除用電設(shè)備安全隱患。
【附圖說明】
[0024]圖1是不平衡補(bǔ)償電容投切方法實(shí)施例1中的用于分相補(bǔ)償?shù)碾娙莺腿嗑€路之間連接關(guān)系圖；
[0025]圖2是不平衡補(bǔ)償電容投切方法實(shí)施例1中的用于不平衡補(bǔ)償?shù)碾娙莺腿嗑€路之間連接關(guān)系圖；
[0026]圖3是不平衡補(bǔ)償電容投切方法實(shí)施例1中的控制器和晶閘管之間的連接關(guān)系圖；
[0027]圖4是不平衡補(bǔ)償電容投切方法實(shí)施例1中的三相不平衡控制器的結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖5是不平衡補(bǔ)償電容投切方法實(shí)施例2中的電容和三相線路之間連接關(guān)系圖；
[0029]圖6是不平衡補(bǔ)償電容投切方法實(shí)施例2中的控制器和晶閘管之間的連接關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0031]不平衡補(bǔ)償電容投切方法實(shí)施例1
[0032]如圖1所示，為用于分相補(bǔ)償?shù)碾娙菖c三相線路之間的連接關(guān)系圖。在A相和零線之間有兩條連接線路，一條線路上依次串接有晶閘管TSC-1和電容，另一條線路上依次串接有晶閘管TSC-2和電容；在B相和零線之間有兩條連接線路，一條線路上依次串接有晶閘管TSC-3和電容，另一條線路上依次串接有晶閘管TSC-4和電容；在C相和零線之間有兩條連接線路，一條線路上依次串接有晶閘管TSC-5和電容，另一條線路上依次串接有晶閘管TSC-6和電容。如圖2所示，為用于不平衡補(bǔ)償?shù)碾娙莺腿嗑€路之間連接關(guān)系圖。在A相和B相之間有兩條補(bǔ)償線路，一條線路上依次串接有晶閘管TSC-7和電容，另一條線路上依次串接有晶閘管TSC-8和電容；在B相和C相之間有兩條補(bǔ)償線路，一條線路上依次串接有晶閘管TSC-9和電容，另一條線路上依次串接有晶閘管TSC-10和電容；在C相和A相之間有兩條補(bǔ)償線路，一條線路上依次串接有晶閘管TSC-1l和電容，另一條線路上依次串接有晶閘管TSC-12和電容。
[0033]三相不平衡低電壓治理系統(tǒng)包括用于采集三相電流和電壓的采集單元、控制單元、不平衡補(bǔ)償單元和分相補(bǔ)償單元，采集單元采用現(xiàn)有技術(shù)中的采集三相電流和電壓的裝置，比如說:采集電流使用電流互感器，而采集電壓則直接將采集線路連接在三相線路上即可，采集單元連接控制單元的采集信號(hào)輸入端。不平衡補(bǔ)償單元包括上述提到的6條補(bǔ)償線路，每兩相之間有兩條補(bǔ)償線路，如圖3所示，不平衡補(bǔ)償單元包括6個(gè)電容和6個(gè)晶閘管?？刂茊卧獮槿嗖黄胶饪刂破?，