一种柱上农网低电压综合提升装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种柱上农网低电压综合提升装置及方法，串联安装于农网输电线路上，包括采样控制模块、电压补偿模块、无功补偿模块和保护系统；所述电压补偿模块用于提升装置的输出电压；所述无功补偿模块用于实时的根据系统的功率因素补偿系统中的感性无功功率，提高功率因素；所述采样控制模块用于自动采集安装处的电压、电流信号，并控制装置的电压、功率因素调节；所述保护系统用于在法身故障时，给予装置反应时间并发出报警信号。装置安装在台区电线杆柱上，其控制器从采样单元获取实时电压数据，由控制器控制变压器各档位接触器的投切，实现电压提升，确保装置出线端电压稳定在190V～240V之间，实现稳压；晶闸管投切电容器实现无功补偿。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力及自动化
，更具体的说，是涉及一种柱上农网低电压综合提升装置及方法。
技术介绍
目前，在农网低压单相220V系统中，因修建时考虑不周及发展过快，存在部分台区供电线路线径小，供电半径大等问题，导致当地居民在用电负荷高峰时线路损耗大、线路压降大，而末端电压低于电器可用最低电压，严重影响农村居民生产和生活,也影响我国新农村建设。现阶段，针对农网台区电压过低问题，通过大面积更换或增加变压器和线缆线径的方式投资规模大、周期长，操作实施困难；通过电容补偿、有载调压等方式补偿能力有限、效果不明显、存在安全隐患等弊端，无法快速有效地解决目前农网普遍存在的低电压问题。
技术实现思路
有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种柱上农网低电压综合提升装置及方法，通过直流接触器控制低功耗特殊变压器的档位快速实现电压有效调节，辅助地通过晶闸管投切电容器控制技术等实现功率因数优化，从而在实际应用中系统解决农网低电压形成的综合问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种柱上农网低电压综合提升装置，串联安装于农网输电线路上，包括采样控制模块、电压补偿模块、无功补偿模块和保护系统；所述电压补偿模块用于提升装置的输出电压；所述无功补偿模块用于实时的根据系统的功率因素补偿系统中的感性无功功率，提高功率因素；所述采样控制模块用于自动采集安装处的电压、电流信号，并控制装置的电压、功率因素调节；所述保护系统用于在发生故障时，给予装置反应时间并发出报警信号。作为优选的，所述采样控制模块包括采样单元和控制器；所述采样单元用于采集线路的电流信号及装置进线侧、出线侧的电压值，并将信号传递给控制器；所述控制器根据采样到的信号控制电压补偿模块、无功补偿模块和保护系统工作。作为优选的，所述电压补偿模块采用特殊变压器，其铁芯采用高导磁硅钢片，所述变压器设有若干档，分别用于将装置输出电压按比例进行提升。作为优选的，所述变压器的若干档位都连接有直流接触器，通过采样信号实时控制直流接触器通断，进而选择变压器的档位。作为优选的，所述无功补偿模块采用晶闸管投切电容器补偿之路，包括串联的晶闸管串和电容，所述晶闸管串包括并联的两个晶闸管，所述并联的两个晶闸管阳极相反，所述晶闸管采用过零触发。作为优选的，所述晶闸管投切电容器补偿之路还设有报警切除开关，在发生故障或未检测到电流时，触发所述报警切除开关断开。作为优选的，所述电流信号通过电流互感器进行采集，所述电流互感器设于装置进线侧。作为优选的，所述装置进线侧的电网线上还设有隔离开关，所述电压补偿模块与一原变进线开关并联后与电网线串联。根据上述装置进行低电压综合提升的方法，包括以下步骤：S1、稳压，装置安装在线路上后，合上隔离开关，若无过流或短路现象，则原边进线开关断开，否则保持原边进线开关关闭；S2、变压器档位控制，控制器通过装置采集的进线侧和出线侧实际电压大小，并判断投切到哪一档位的直流接触器；S3、线路无功补偿，控制器通过电流互感器检测过流故障，若出现过流故障，则控制原边进线开关闭合，并计算线路无功功率，当线路无功功率高于1Kvar时，触发晶闸管和电容对线路进行无功补偿；S4、故障信号检测，检测进线侧的电压，若进线侧电压过低时则闭合原边进线开关；实时检测变压器温度，若温度高于变压器额定温度时，控制器控制原边进线开关闭合。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过控制器从采样电路获取实时电压数据，由控制器控制变压器各档位接触器的投切，实现电压提升，确保装置出线端电压末端电压稳定在190V～240V之间，实现稳压；晶闸管投切电容器实现无功补偿，本专利技术以末端电压为参考，通过变压器抬升末端电压从而达到抬升负载两端电压的目的，简单经济，确保装置出线端电压即电容两端电压在190V-240V之间，实现稳定电压的作用；还设有保护系统，在装置发生故障时保护系统动作，给予装置反应时间并发出报警信号。附图说明图1为本专利技术的系统结构图；图2是本专利技术安装到电网上的示意图；图3是本专利技术的方法流程图；图4是本专利技术装置的实施例2中电器原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术所述的一种柱上农网低电压综合提升装置及方法作进一步说明。实施例1图1和图2示出了一种柱上农网低电压综合提升装置，包括采样控制模块、电压补偿模块、无功补偿模块和保护系统；所述电压补偿模块用于提升装置的输出电压；所述无功补偿模块用于实时的根据系统的功率因素补偿系统中的感性无功功率，提高功率因素；所述采样控制模块用于自动采集安装处的电压、电流信号，并控制装置的电压、功率因素调节；所述保护系统用于在发生故障时，给予装置反应时间并发出报警信号。作为优选的，所述采样控制模块包括采样单元和控制器；所述采样单元用于采集线路的电流信号及装置进线侧、出线侧的电压值，并将信号传递给控制器；所述控制器根据采样到的信号控制电压补偿模块、无功补偿模块和保护系统工作；控制器获取采样信号并与参考值比较，控制接触器投切与否，进而控制变压器档位的切换，通过根据检测实际信号控制变压器投入档位的大小或旁路变压器，来确保装置出线端电压即电容两端电压有效值在190V～240V之间，实现稳定电压的作用。作为优选的，所述无功补偿模块采用晶闸管投切电容器补偿之路，包括串联的晶闸管串和电容，所述晶闸管串包括并联的两个晶闸管，所述并联的两个晶闸管阳极相反；所述晶闸管采用过零触发，投切电容过程中无涌流，不会对电网和电容器造成冲击影响。装置电容器不需要等待放电完成再投入使用，在从电网切除后可根据需要再马上投入电网，提高了设备的利用效率，同时也加快了装置的响应速度。投切开关晶闸管属于电力电子器件，没有机械触点，不会像接触器开关那样在分断电容的过程中产生拉弧现象，烧毁接触器触点及电容器，因此设备可靠性和寿命有保证。作为优选的，所述变压器设有若干档，分别用于将装置输出电压按比例进行提升；在本实施例中，装置中变压器原边有三档(可手动或自动调节，具体可根据产品需要设定)：100％Un、115％Un、120％Un(Un为系统电源侧实时电压)；其中100％Un档是保持末端电压不变；115％Un档是把原有末端电压提升15％，120％Un档是把末端电压提升30％。电压补偿模块的特殊变压器，其铁芯采用的是高导磁硅钢片，磁通密度低，铁损小，温度特性稳定；线圈采用优质导线制作，电流密度低，铜损小。100％档位一般2～3匝即可，线圈线径粗且短；装置可长期挂网运行，电能损耗低、电压调压范围大，调节档位一般设计为115％及120％两档，可根据现场工况进行定制，操作方便，维护简单，使用寿命长，与无功补偿模块配合使用，具有明显改善电压的作用；实际应用通过采样信号实时控制直流接触器通断，来选择变压器原边的档位，从而确保自动控制后的末端电压稳定在电器可用电压范围内。当装置检测到用户电压过低时，电压补偿模块开始工作，提升装置的输出电压，使用户电压达到设备正常工作的范围之内。作为优选的，所述变压器的若干档位都连接有直流接触器，通过采样信号实时控制直流接触器通断，进而选择变压器的档位。作为优选的，所述晶闸管投切电容器补偿之路还设有报警切除开关K2，在发生故障或未检测到电流时，触发所述报警切除开关K2断开。作为优选的，所述电流信号通过电流互本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柱上农网低电压综合提升装置，串联安装于农网输电线路上，其特征在于，包括采样控制模块、电压补偿模块、无功补偿模块和保护系统；所述电压补偿模块用于提升装置的输出电压；所述无功补偿模块用于实时的根据系统的功率因素补偿系统中的感性无功功率，提高功率因素；所述采样控制模块用于自动采集安装处的电压、电流信号，并控制装置的电压、功率因素调节；所述保护系统用于在发生故障时，给予装置反应时间并发出报警信号。

【技术特征摘要】
1.一种柱上农网低电压综合提升装置，串联安装于农网输电线路上，其特征在于，包括采样控制模块、电压补偿模块、无功补偿模块和保护系统；所述电压补偿模块用于提升装置的输出电压；所述无功补偿模块用于实时的根据系统的功率因素补偿系统中的感性无功功率，提高功率因素；所述采样控制模块用于自动采集安装处的电压、电流信号，并控制装置的电压、功率因素调节；所述保护系统用于在发生故障时，给予装置反应时间并发出报警信号。2.根据权利要求1所述的柱上农网低电压综合提升装置，其特征在于，所述采样控制模块包括采样单元和控制器；所述采样单元用于采集线路的电流信号及装置进线侧、出线侧的电压值，并将信号传递给控制器；所述控制器根据采样到的信号控制电压补偿模块、无功补偿模块和保护系统工作。3.根据权利要求1所述的柱上农网低电压综合提升装置，其特征在于，所述电压补偿模块采用特殊变压器，其铁芯采用高导磁硅钢片，所述变压器设有若干档，分别用于将装置输出电压按比例进行提升。4.根据权利要求3所述的柱上农网低电压综合提升装置，其特征在于，所述变压器的若干档位都连接有直流接触器，通过采样信号实时控制直流接触器通断，进而选择变压器的档位。5.根据权利要求1所述的柱上农网低电压综合提升装置，其特征在于，所述无功补偿模块采用晶闸管投切电容器补偿之路，包括串联的晶闸管串和电容，所述晶闸管串包括并联...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙林波，杜小刚，方四安，潘毅，魏四海，
申请(专利权)人：武汉武新电气科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42