全自动无触点投切无功补偿装置制造方法及图纸

一种全自动无触点投切无功补偿装置，在温控箱内有空气开关连三相电和两路二相半控阀投切电路，微机无功监控装置连零压差触发器并连Ａ相电，触发器又连方波采样器和投切电路和Δ型三相电容器，此二电容又与投切电路相连，是用于３８０Ｖ交流配电系统进行就地动态无功补偿，可实现测线路无功功率及无功电流，用闭环控制，输出按２∶１码进行两组三级无功投切控制，可控硅数量比现技术省２／３，具有成本低，防护性好，无冲击电流，无火花，投切速度快，适于户外等优点。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种交流配电网络的电路装置，尤其涉及一种网络中调整消除或补偿无功功率的装置。电力系统中的大量感性负荷使电力系统功率因降低，感性无功电流增大，这可使线路上电能损耗加大，电压降低。输配电设备过载发热，因此对电网和电力用户都有很大危害。传统的无功补偿设备大多用人工投切或用有触点开关自动投切。由于上述投切无法实现三相电源与三相电容间的等电压或称零压差投切，因而在投切过程中存在严重的打火、拉弧及切冲击电流大等现象，再加上有触点机械式投切存在振动、噪声、速度慢、易损坏等缺点，使其无法工作在自动频繁投切运行状态中。近期虽出现了一些无触点无功补偿装置，实现了无冲击、零压差投切，但所用可控硅元件较多，成本高，另外由于其箱体防护性能低，也不适于在广大农村电网推广使用。本技术的目的在于解决已有无功补偿设备存在的问题，采用二相半控阀对三相△型电容器进行快速、无触点、无火花、无冲击的投切，大幅度降低了无触点开关的成本，同时使用△型三相电容，成本也较三相Y型电容低许多.。本装置采用的带有防雨、防虫和温控装置的户外型箱体，也可使本设备长期可靠地运行在多种环境温度的户外环境中。本技术是这样实现的在温控箱体内有微机无功监控装置，空气开关，方波采样电路，零压差触发电路，两个△型三相电容器，两路二相半控阀投切电路，电流互感器；其中空气开关分别连接三相负荷和两路二相半控阀投切电路，其中A相电流通过电流互感器和微机无功监控装置相连，微机无功监控装置连接A相电压，零压差触发器，和通过电流互感器连接负荷A相电流，零压差触发器分别连方波采样电路和两路二相半控阀投切电路和两个△型三相电力电容器；后者电容器又与两路二相半控阀投切电路相连。本技术的优点是通过单片机(8051)系统对电网某输电线路的无功功率和无功电流进行快速精确的检测，经分析计算按2∶1码方式对两个三相电容器进行组态投切，同时利用二相半控阀实现三相电器的零压差固态投切技术，投切速度快，无冲击、无火花，成本低，电抗器La1、Lb1、La2、Lb2的精心匹配，可使设备抵御和消除大部分谐波，特殊的温控箱体使本设备在户外运行的可靠性大大提高。并且比现有的补偿装置节省2/3的可控硅元器件。以下结合附图对本技术实施例作进一步说明。附图说明图1、本技术原理框图。图2、本技术电路原理图。图3、本技术二相半控阀零压差触发脉冲的波型图。图4、本技术箱体结构示意图。图5、本技术箱体前后门四周的防雨折弯A-A剖面图。如图1-2所示，在节省2/3可控硅的户外全自动无触点投切无功补偿装置的户外型不锈钢(也可用其它材料)温控箱体XT内，空气开关KK分别连三相电及负荷FH和两路二相半控阀投切电路TQ1、TQ2，A相电流通过电流互感器CTL和微机无功监控装置KZ连，KZ装置又连A相电压和零压差触发器CF，CF电路分别连方波采样电路FB和两路二相半控阀投切电路TQ1、TQ2和两个△型三相电力电容器C1、C2，C1、C2又与TQ1，TQ2相连。本技术用单片机系统(8051及其硬件、软件)构成快速采样并控制投切的微机无功监控装置KZ，它测取A相电压uA电流iA及已投入的无功电流if经计算得到当前需要补偿的无功功率Q或无功电流IQ，然后按2∶1码的方式对电容投功实现闭环控制，若Q大于最小分组电容所提供的无功ΔQ，则不断增加电容的投切组数，若当前所测无功Q小于等于ΔQ，则维持原有投切组数不再增加，若当前所测无切Q小于0.2×ΔQ时，则减少投切电容器的组数。单片机系统还设置了过压、欠压、过流、过热、反相序、缺相保护，设置了最新半年期无功投切运行状况记录，所存记录可经串行口RS传输给载波机或无线电台或红外收发装置。监控装置KZ还设有2∶1码投切输出信号K1、K2，(K3为4∶2∶1码为7级投切控制时的备用输出口)，脉冲串输出F，投切信号K1、K2，无需延时，具有实时快速投切的优点，由于电容C2的容量是电容C1的2倍，所以当K，K1为“00”时C2、C1都不投切，为“01”时只投C1，为“10”时只投C2、相当于2C1，当为“11”时C2、C1都投入，相当于3C1。本设备所用元件少，结构简单，成本低，补偿效果也较满意，例如设未补偿时线路功率因数为0.707，再设有功功率为1，无功功率为1，补偿后线路无功只剩下1/3～0，由 计算知，线路功率因数可达0.96～1.0，若还想提高补偿效果，可将投切装置TQ及电容C增至三组实现4∶2∶1码七级投切，则补偿后线路功率因数可达到0.99～1.0微机无功监控装置KZ的K1端接到零压差触发电路CFa1、CFb1的K1端，KZ的K2的端接到触电路CFa2，CFb2的K2端，KZ的脉冲串输出端F接到触发电路CFa1、CFb1、CFa2、CFb2的F端。四个触发电路的输出Cfa1、Cfb1、Cfa2、Cfb2分别接到可控硅Fa1、Fb1、Fa2、Fb2的+-端上。A、B、C三相电源经空气开关KK分别接到二相半控阀投切电路TQ1、TQ2和三相△型电容器C1、C2的一端上。TQ1输出接C1的C1a和C1b端，TQ2的输出接C2的C2a和C2b。1.二相半控阀零压差投切电路TQ1。A相电源经空气开关KK接缓冲电抗La1，La1另一端接在可控硅Fa1与二极管Za1反并联构成的半控阀上，其中并接的R、C串联电路为吸收电路，半控阀另一端接△型三相电容C1的C1a端.。同理B相电源经空气开关KK，缓冲电抗Lb1半控阀Fb1、Zb1、R、C再接到C1的C1b端。而C相电源则经空气开关KK后直接接在C1的C1c端。TQ2电路结构则与TQ1电路完全相同.2.方波采样电路FB由于△型电容C1、C2的C1c、C2c端总接在电源C上，所以在半控阀关断时电容的C1a、C2a端总被二极管Za1、Za2钳位在uac的负峰值上，而C1b、C2b则被二极管Zb1、Zb2钳位。在ubc的负峰值上，而在uac的负峰值处刚好是ub由正到负的过零点，而ubc的负峰值刚好对应ua由负到正的过零点，而方波采样电路FB则通过采样变压器Tb，电阻Ra1，电容Ca，二极管Da，稳压管Wa，非门Ic1构成之电路由B相电压得到与其相位相反的方波信号(-ubF)，而通过采样变压器Ta电阻Rb1电容Cb1、二极管Db、稳压管Wb、非门IC2构成之电路由A相电压得到与其相位相同的方波信号uaF。3.零压差触发电路CFa1由FB得到-ubF波形，其方波上升沿刚好对应uaC的负峰值点，当无功监控装置给出K1投切指令时，D触发器IC2的D端为高电平，而其触发端CP接“-ubF”所以在uaC的负峰值点，D触发器Q端输出高电平，Q与脉冲串F经与门形成与附图3中的Cfa1相同的触发信号，此信号经三极管BGa放大再经脉冲变压器MTa1耦合输出Cfa1，在接到半控阀Fa1的“+-”端，即可实现电容器C1之C1a点与A相电源的等电位投切。CFb1与CFa1同理，它只是在K1为高电平后在uaF的上升沿开始输出触发脉冲Cfb1使电容C1的C1b端与B相电源实现等电位投切。CFa2和CFb2也与CFa1和CFa2相同，只是投切指令信号换成了K2，而其输出分别控制第二个投切装置TQ2的可控硅Fa2、Fb2使电容器C2的C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全自动无触点投切无功补偿装置，其特征在于：在温控箱体内有微机无功监控装置，空气开关，方波采样电路，零压差触发电路，两个Δ型三相电力电容器，两路二相半控阀投切电路，电流互感器，其中空气开关分别连接三相电负荷和两路二相半控阀投切电路，其中Ａ相电流通过电流互感器和微机无功监控装置相连，微机无功监控装置连Ａ相电压和零压差触发器和通过电流互感器连接负荷Ａ相电流，零压差触发器分别连方波采样电路和两路二相半控阀投切电路和两个Δ型三相电力电容器，后者电容器又与两路二相半控阀投切电路相连。

【技术特征摘要】
1.一种全自动无触点投切无功补偿装置，其特征在于在温控箱体内有微机无功监控装置，空气开关，方波采样电路，零压差触发电路，两个△型三相电力电容器，两路二相半控阀投切电路，电流互感器，其中空气开关分别连接三相电负荷和两路二相半控阀投切电路，其中A相电流通过电流互感器和微机无功监控装置相连，微机无功监控装置连A相电压和零压差触发器和通过电流互感器连接负荷A相电流，零压差触发器分别连方波采样电路和两路二相半控阀投切电路和两个△型三相电力电容器，后者电容器又与两路二相半控阀投切电路相连。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的二相半控阀投切电路是由缓冲电抗(La1)分别连接一个可控硅正极，一个二极管负极和一个电阻电容串联吸收电路构成A相半控阀，由缓冲电抗(Lb1)分别连另一个可控硅正极，一个二极管和一个阻容吸收电路构成B相半控阀并由A、B相两半控阀接在△型三相电容器的两端，电容器另一端直接接C相电源，实现对三相电容器投切，第二路二相半控阀投切电路同上结构。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的方波采样电路一路是采样变压器的次级串连电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立生，
申请(专利权)人：北京首电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]