本发明专利技术公开了一种10KV配网智能电容及其无功和电压调节方法，包括用于支撑作用的线杆和用于传输的10KV输电线，线杆的顶部通过罗氏开口式电流互感器与10KV输电线电连接，且线杆的中间位置处安装有安装支架，安装支架的两侧分别安装有电容调节单元和PT电源箱，电容调节单元与10KV输电线通过跌落式熔断器电连接，本发明专利技术通过采用三台电容调节单元并联的分立式设计、将电压取样检测和电源单元集成一体，电流互感器采用罗氏开口型电流互感器，从而使得装置的安装十分方便，特别适用于大型吊装设备难以到达或施展使用的偏远农村或山区供电线路上的单杆安装，利于安装铺设施工，可以迅速增设电压无功调节设备，便于解决现今所存在的末端电压质量差的问题。
A 10kV distribution network intelligent capacitor and its reactive power and voltage regulation method
【技术实现步骤摘要】
一种10kV配网智能电容及其无功和电压调节方法
本专利技术涉及10KV配电网电压调控
，具体为一种10KV配网智能电容及其无功和电压调节方法。
技术介绍
近年来，我国电网发展迅速，电网结构持续优化，用电负荷屡创新高。而与此同时多元化电源、负荷的并网运行使得电网电压质量问题呈现出多元化、复杂化的趋势，给电网电压质量治理工作带来严峻挑战。在配电系统中，现有的电压无功控制主要存在以下问题：(1)城乡配电网广泛采用树形、多分支的单向辐射型供电方式，部分单向辐射线路供电半径长，功率因数低，线路损耗大，末端电压质量差。(2)电压无功调节设备铺设不便且数量较少，线路及台区的电容器或调压器使用较少，有载调变压等设备在很多地区还在试点阶段。(3)现有自动控制系统大多数是对电压和无功进行孤立的调节，没有把电压与无功的调节有机地结合起来，而且电压无功调节设备动作次数过于频繁，频繁的调节导致了变压器经常发生故障，严重影响了供电质量和稳定性，从而使电压无功自动控制不能在实际工作中得到广泛的应用和推广。(4)现有系统多数无法进行集中控制和分散控制功能的统一，配电网应用功能单一，实用性不强。(5)现有系统的通信功能普遍比较弱，没有充分考虑到配电网设备特点和通讯条件的特点进行完整的整体架构。(6)配电网中的通讯模式，一般采用GPRS通讯方式，国家颁布信息安全法，禁止无线通讯模式的遥控和遥调。(7)缺乏一套对变电站，馈线，用户侧电压综合协调监测的系统软件。
技术实现思路
>(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种10KV配网智能电容及其无功和电压调节方法，解决了现今的电压无功调节设备铺设不便且数量较少，自动控制系统大多数是对电压和无功进行孤立的调节，没有把电压与无功的调节有机地结合起来，而且电压无功调节设备动作次数过于频繁，频繁的调节导致了变压器经常发生故障，严重影响了供电质量和稳定性，配电网中的通讯模式，一般采用GPRS通讯方式，国家颁布信息安全法，禁止无线通讯模式的遥控和遥调等问题。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种10KV配网智能电容，包括用于支撑作用的线杆和用于传输的10KV输电线，所述线杆的顶部通过罗氏开口式电流互感器与10KV输电线电连接，且线杆的中间位置处安装有安装支架，所述安装支架的两侧分别安装有电容调节单元和PT电源箱，所述电容调节单元与10KV输电线通过跌落式熔断器电连接，所述线杆的另一侧与跌落式熔断器相对应位置处安装有避雷器，所述避雷器与跌落式熔断器电连接，所述线杆的底部安装有控制器，所述控制器与电容调节单元电连接；所述电容调节单元包括外壳，固定安装在外壳内的并联电容器组、智能开关和电流互感器，固定安装在外壳上的限流电抗器和航空接头，所述并联电容器组通过智能开关与限流电抗器电连接，所述限流电抗器与跌落式熔断器的另一端电连接，所述电流互感器电连接于并联电容器组与智能开关之间，所述电流互感器的信号输出线和智能开关的通断控制线通过航空接头与控制器电连接，所述电容调节单元共设有三台，且三台电容调节单元并联连接，三台所述电容调节单元分别为一号电容调节单元、二号电容调节单元和三号电容调节单元；所述控制器包括壳体和电路装置，所述壳体上密封固定有控制面板，所述电路装置包括设置在控制面板上的第一接口、第二接口、第三接口和有线通信接口，所述第三接口共设有三个，所述壳体的内部安装有母线电流采样模块、母线电压采样模块、补偿电流采样模块、输出控制模块、无线通信模块、有线通信模块、中央处理器、电源模块和储能模块；所述控制器由控制面板上的第一接口与电流互感器电连接，所述控制器由第二接口与PT电源箱的输出端电连接，所述控制器由三个第三接口分别与三台电容调节单元的控制及信号端电连接；所述母线电流采样模块，用于对采样的母线电流信号进行调理并将调理后的信号发送给中央处理器，母线电流采样模块的输入端与第一接口电连接，母线电流采样模块的输出端与中央处理器信号电连接；所述母线电压采样模块，用于对采样的母线电压信号进行调理并将调理后的信号发送给中央处理器，母线电压采样模块的输入端与第二接口电连接，母线电压采样模块的输出端与中央处理器信号电连接；所述补偿电流采样模块，用于对采样的各个电容调节单元的输出电流信号进行调理并将调理后的信号发送给中央处理器，补偿电流采样模块的输入端与三个第三接口电连接，补偿电流采样模块的输出端与中央处理器信号电连接；所述输出控制模块，用于根据中央处理器的指令对各个电容调节单元的投切实施控制，输出控制模块的输入端与中央处理器信号电连接，输出控制模块的输出端与三个第三接口电连接；所述无线通信模块，用于通过移动网络与后台及授权手机远程交互，无线通信模块与中央处理器双向信号电连接；所述有线通信模块，用于实现与后台有线通信，有线通信模块分别与有线通信接口和中央处理器双向信号电连接；所述中央处理器，用于根据检测的电压和电流信号与内置的判据进行对比判断，相应控制三个电容调节单元逐次投入或切除，判据包括作为主判据的电压判据和作为辅助判据的无功判据；所述电源模块，用于提供装置的工作电源，电源模块通过第二接口与PT电源箱电连接；所述储能模块，用于10KV配网断电时为控制器提供应急电能。优选的，所述外壳为不锈钢全封闭壳体，且外壳的内部填充有绝缘油，所述并联电容器组由防谐波电容器并联构成，且并联电容器组的容量为100KVar至200KVar。优选的，所述控制器还包括用于现场调试的试验按钮和用于状态指示的指示灯，所述试验按钮由合闸按钮和分闸按钮组成。优选的，所述罗氏开口式电流互感器用于检测10KV线路的电流信号。优选的，所述第一接口为2芯航空插头底座，所述第二接口为4芯航空插头底座，其中1、2号针脚为100V输入，3、4号针脚为220V输入，所述第三接口为7芯航空插头底座，其中1、2号针脚传输控制信号，3、4号针脚传输开关控制信号，5～7号针脚传输电容调节单元的电流取样信号，所述有线通信接口包括485线缆接口、光纤接口和网口。优选的，所述PT电源箱包括用于10KV电压采样用的电压互感器和提供工作电源的电源单元。优选的，所述无功和电压调节方法包括如下步骤：步骤①：罗氏开口式电流互感器和PT电源箱分别实时检测10KV配电设施上的电流和电压信号并发送给控制器；步骤②：控制器的中央处理器将接收的检测电压与内置的线路电压调节的电压判据进行比较，电压判据包括线路电压下限U1和上限U2；当线路检测电压值小于U1时，自动向后台和/或授权手机发出告警信息，并进入步骤③，当线路检测电压值大于U2时，自动向后台和/授权手机发出告警信息，并进入步骤④；步骤③：控制器控制一号电容调节单元投入，当一号电容调节单元投入30秒钟后线路检测电压值仍小于U1时，继续投入二号电容调节单元，当二号电容调节单元投入30秒钟后线路检测电压值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种10KV配网智能电容，包括用于支撑作用的线杆(8)和用于传输的10KV输电线(9)，其特征在于，所述线杆(8)的顶部通过罗氏开口式电流互感器(1)与10KV输电线(9)电连接，且线杆(8)的中间位置处安装有安装支架(7)，所述安装支架(7)的两侧分别安装有电容调节单元(4)和PT电源箱(5)，所述电容调节单元(4)与10KV输电线(9)通过跌落式熔断器(2)电连接，所述线杆(8)的另一侧与跌落式熔断器(2)相对应位置处安装有避雷器(3)，所述避雷器(3)与跌落式熔断器(2)电连接，所述线杆(8)的底部安装有控制器(6)，所述控制器(6)与电容调节单元(4)电连接；/n所述电容调节单元(4)包括外壳(41)，固定安装在外壳(41)内的并联电容器组(42)、智能开关(43)和电流互感器(45)，固定安装在外壳上的限流电抗器(44)和航空接头(46)，所述并联电容器组(42)通过智能开关(43)与限流电抗器(44)电连接，所述限流电抗器(44)与跌落式熔断器(2)的另一端电连接，所述电流互感器(45)电连接于并联电容器组(42)与智能开关(43)之间，所述电流互感器(45)的信号输出线和智能开关(43)的通断控制线通过航空接头(46)与控制器(6)电连接，所述电容调节单元(4)共设有三台，且三台电容调节单元(4)并联连接，三台所述电容调节单元(4)分别为一号电容调节单元、二号电容调节单元和三号电容调节单元；/n所述控制器(6)包括壳体和电路装置，所述壳体上密封固定有控制面板(61)，所述电路装置包括设置在控制面板(61)上的第一接口(61-1)、第二接口(61-2)、第三接口(61-3)和有线通信接口(61-6)，所述第三接口(61-3)共设有三个，所述壳体的内部安装有母线电流采样模块、母线电压采样模块、补偿电流采样模块、输出控制模块、无线通信模块、有线通信模块、中央处理器、电源模块和储能模块；/n所述控制器(6)由控制面板(61)上的第一接口(61-1)与电流互感器(45)电连接，所述控制器(6)由第二接口(61-2)与PT电源箱(5)的输出端电连接，所述控制器(6)由三个第三接口(61-3)分别与三台电容调节单元(4)的控制及信号端电连接；/n所述母线电流采样模块，用于对采样的母线电流信号进行调理并将调理后的信号发送给中央处理器，母线电流采样模块的输入端与第一接口(61-1)电连接，母线电流采样模块的输出端与中央处理器信号电连接；/n所述母线电压采样模块，用于对采样的母线电压信号进行调理并将调理后的信号发送给中央处理器，母线电压采样模块的输入端与第二接口(61-2)电连接，母线电压采样模块的输出端与中央处理器信号电连接；/n所述补偿电流采样模块，用于对采样的各个电容调节单元(4)的输出电流信号进行调理并将调理后的信号发送给中央处理器，补偿电流采样模块的输入端与三个第三接口(61-3)电连接，补偿电流采样模块的输出端与中央处理器信号电连接；/n所述输出控制模块，用于根据中央处理器的指令对各个电容调节单元(4)的投切实施控制，输出控制模块的输入端与中央处理器信号电连接，输出控制模块的输出端与三个第三接口(61-3)电连接；/n所述无线通信模块，用于通过移动网络与后台及授权手机远程交互，无线通信模块与中央处理器双向信号电连接；/n所述有线通信模块，用于实现与后台有线通信，有线通信模块分别与有线通信接口(61-6)和中央处理器双向信号电连接；/n所述中央处理器，用于根据检测的电压和电流信号与内置的判据进行对比判断，相应控制三个电容调节单元(4)逐次投入或切除，判据包括作为主判据的电压判据和作为辅助判据的无功判据；/n所述电源模块，用于提供装置的工作电源，电源模块通过第二接口(61-2)与PT电源箱(5)电连接；/n所述储能模块，用于10KV配网断电时为控制器提供应急电能。/n...
【技术特征摘要】
20190912 CN 20191087475951.一种10KV配网智能电容，包括用于支撑作用的线杆(8)和用于传输的10KV输电线(9)，其特征在于，所述线杆(8)的顶部通过罗氏开口式电流互感器(1)与10KV输电线(9)电连接，且线杆(8)的中间位置处安装有安装支架(7)，所述安装支架(7)的两侧分别安装有电容调节单元(4)和PT电源箱(5)，所述电容调节单元(4)与10KV输电线(9)通过跌落式熔断器(2)电连接，所述线杆(8)的另一侧与跌落式熔断器(2)相对应位置处安装有避雷器(3)，所述避雷器(3)与跌落式熔断器(2)电连接，所述线杆(8)的底部安装有控制器(6)，所述控制器(6)与电容调节单元(4)电连接；
所述电容调节单元(4)包括外壳(41)，固定安装在外壳(41)内的并联电容器组(42)、智能开关(43)和电流互感器(45)，固定安装在外壳上的限流电抗器(44)和航空接头(46)，所述并联电容器组(42)通过智能开关(43)与限流电抗器(44)电连接，所述限流电抗器(44)与跌落式熔断器(2)的另一端电连接，所述电流互感器(45)电连接于并联电容器组(42)与智能开关(43)之间，所述电流互感器(45)的信号输出线和智能开关(43)的通断控制线通过航空接头(46)与控制器(6)电连接，所述电容调节单元(4)共设有三台，且三台电容调节单元(4)并联连接，三台所述电容调节单元(4)分别为一号电容调节单元、二号电容调节单元和三号电容调节单元；
所述控制器(6)包括壳体和电路装置，所述壳体上密封固定有控制面板(61)，所述电路装置包括设置在控制面板(61)上的第一接口(61-1)、第二接口(61-2)、第三接口(61-3)和有线通信接口(61-6)，所述第三接口(61-3)共设有三个，所述壳体的内部安装有母线电流采样模块、母线电压采样模块、补偿电流采样模块、输出控制模块、无线通信模块、有线通信模块、中央处理器、电源模块和储能模块；
所述控制器(6)由控制面板(61)上的第一接口(61-1)与电流互感器(45)电连接，所述控制器(6)由第二接口(61-2)与PT电源箱(5)的输出端电连接，所述控制器(6)由三个第三接口(61-3)分别与三台电容调节单元(4)的控制及信号端电连接；
所述母线电流采样模块，用于对采样的母线电流信号进行调理并将调理后的信号发送给中央处理器，母线电流采样模块的输入端与第一接口(61-1)电连接，母线电流采样模块的输出端与中央处理器信号电连接；
所述母线电压采样模块，用于对采样的母线电压信号进行调理并将调理后的信号发送给中央处理器，母线电压采样模块的输入端与第二接口(61-2)电连接，母线电压采样模块的输出端与中央处理器信号电连接；
所述补偿电流采样模块，用于对采样的各个电容调节单元(4)的输出电流信号进行调理并将调理后的信号发送给中央处理器，补偿电流采样模块的输入端与三个第三接口(61-3)电连接，补偿电流采样模块的输出端与中央处理器信号电连接；
所述输出控制模块，用于根据中央处理器的指令对各个电容调节单元(4)的投切实施控制，输出控制模块的输入端与中央处理器信号电连接，输出控制模块的输出端与三个第三接口(61-3)电连接；
所述无线通信模块，用于通过移动网络与后台及授权手机远程交互，无线通信模块与中央处理器双向信号电连接；
所述有线通信模块，用于实...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伯庆，
申请(专利权)人：李伯庆，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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