无功自动补偿控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种无功自动补偿控制器。它由信号处理电路１、控制放大电路２、执行电路３、电源电路４组成。其特征是：控制放大电路由电平指示器Ｎ２０１构成的指令输出电路和由光电耦合运算放大器Ｎ２１１、Ｎ２２１、Ｎ２３１各自构成的指令放大电路组成。本实用新型专利技术能按感性负荷合理调配电容补偿量，能避免因轻负荷投切振荡、等补偿、过补偿导致电容器和用电设备损坏等事故的发生，具有结构简单、工作可靠、成本低等优点。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种无功自动补偿控制器，应用于无功补偿装置的自动控制上。自从八十年代初期，我国大力推广电容器无功补偿装置以来，为我国的节能事业发挥了巨大作用，但是，装有无功补偿装置的配电网中配电设备短路、过载、爆炸、着火等事故率较高，电容器损坏较多，虽然各生产厂家及科研部门做了大量的研究和改进，也取得了一些明显效果，但也只能将电容器的年损坏率控制在25％左右，配电设备的事故仍难予控制。从八七年到九○年，本人亦作了大量研究，结合电工理论和无线电理论分析认为，以上是由轻负荷投切振荡、等补偿或过补偿造成的。因为我国无功补偿装置的无功自动补偿控制器均采用闭环自动控制，如附图2所示，电容器组C1、C2、C3的电容补偿电流不经电流互感器T1直接经断路器Q1、Q2、Q3送至感性负载M1、M2、M3，由电源G1流经T1的无功电流是M1、M2、M3感性吸收无功电流与C1、C2、C3电容补偿无功电流的差，其与电压的乘积是感性吸收无功功率与电容补偿无功功率的差，或称感性负荷与电容补偿量的无功功率差，以下简称无功功率差。当配电网中无功功率差为正数，且大于某一定值时，无功自动补偿控制器A1发出电容器投入指令，接触器K1将C1投入，如果C1投入后，仍大于某一定值，接触器K2再将C2投入，再大再投，直至无功功率差小于某一定值。当无功功率差为负数，其绝对值大于某一定值的二倍时，将C1切除，C1切除后，其绝对值仍大于某一定值的二倍，再将C2切除，再大再切，直至其绝对值不再大于某一定值的二倍。当无功功率差为正数(欠补偿)且小于某一定值，或等于0(等补偿)，或为负数(过补偿)其绝对值小于某一定值的二倍时，电容器组不投也不切，无功自动补偿控制器A1处于稳定状态。当无功功率差为正数(欠补偿)且略大于某一定值，单组电容器组补偿量又略大于某定值的二倍时，会出现电容器组投后即切，切后又投，再投再切，再切再投，发生轻负荷投切振荡，直至无功自动补偿控制器停止工作，不再投切。综上所述，无功功率差是一个二元方程函数，不能反映感性负荷的实际情况，现有无功自动补偿控制器无法实现按感性负荷的实际需求合理调配电容补偿量，易产生轻负荷投切振荡、等补偿和过补偿现象。轻负荷投切会使电容器组投切振荡，在电容器组上产生冲击过电流和叠加过电压，严重危害电容器组的安全；等补偿是指经电容器补偿后的配电网中无功功率差等于0，亦即电容补偿量与感性负荷相等，由电工理论和无线电理论得知，当发生等补偿谐振时，若谐振槽路电阻等于0，并联谐振过电流倍数或串联谐振过电压倍数即为无限大。当然电阻不会等于0，但一般都极小，过电流倍数或过电压倍数都相当大，这种过电流和过电压破坏力很强，不仅严重毁坏电容器组，同时可波及配电网中其它电气设备；380V的低压配电网中，有时甚至会将相间空气距离100mm的铝排母线击穿，电容器和配电设备爆炸着火；过补偿是指无功功率差为负数，即配电网中，电容补偿量超过了感性负荷，由电工理论得知，电容器具有提高电网电压的效能，有时会使配电网电压超过额定工作电压，根据欧姆定律可知又可使负载电流增加，这种过电压和过电流同样对配电设备、电容器组和负载造成危害。八八至八九年间，本市有几套投运不久的无功功率自动补偿装置，电容器组大部分损坏，并进而造成大量配电设备爆炸着火事故，有一例，从控制电容器组的接触器上口开始发生飞弧短路，沿引线到主变低压出线套管和低压铝排母线全线击穿放电短路，相间空气距离100mm的380V的低压铝排母线都被烧化。因此，降低无功补偿装置事故率成为急待解决的课题。为解决这一技术难题，本人在八九年设计一种包括工频过电压过电流速断、谐振过电压过电流速断和瞬间过电压甩减在内的组合保护，经与现有无功自动补偿控制器配合使用，事故率有所减少，但还不够理想，同时，结构也较复杂，成本亦较高。本技术的目的，就是为了克服现有无功补偿自动控制技术的不足，提供一种能以避免因轻负荷投切振荡、等补偿、过补偿导致电容器组和用电设备损坏的无功自动补偿控制器。本技术是采用以下技术方案实现的，如附附图说明图1虚线表示的方框图所示，它由信号处理电路1、控制放大电路2、执行电路3、电源电路4组成。其特征是控制放大电路中由电平指示器N201构成的指令输出电路和由光电耦合运算放大器N211、N221、N231各自构成的指令放大电路组成。由于本技术将感性负荷分成若干级等差定值，电容器单组容量按第一级定值的百分之七十至八十配置。当感性负荷达到或超过第一级定值时，它将投入第一组电容器组，当感性负荷达到或超过第二级定值时，再投入第二组电容器组，依次类推，直至将所有电容器组全部投入；当感性负荷低于第一级定值时，它将切除第一组电容器组，当感性负荷低于第二级定值时，再切除第二组电容器组，与上相同，直至将所有电容器组全部切除。综上所述，不论感性负荷达到或超过第一级定值，还是达到或超过最高级定值，电容器组的电容补偿量也只能到感性负荷的百分之七十至八十，使配电网中感性负荷始终保持大于电容补偿量，配电网始终保持在欠补偿状态。所以具有能按实际感性负荷合理配置电容补偿量，能避免因轻负荷投切振荡、等补偿、过补偿导致电容器和用电设备损坏等事故的发生，同时具有结构简单、工作可靠、成本低等优点。本说明书附图1，是用虚线表示的电路结构方框图和电路原理图结合一起的附图，其中虚线表示的方框1、2、3、4分别表示本技术一个实施例的信号处理电路、控制放大电路、执行电路、电源电路。本说明书附图2，是无功补偿装置与现有无功自动补偿控制器的实用电路连接图，图中，G1表示电源；T1表示电流互感器；A1表示现有无功自动补偿控制器；Q1、Q2、Q3表示断路器；M1、M2、M3表示感性负载；K1、K2、K3表示接触器；C1、C2、C3表示电容器组。以下结合附图和实施例对本技术予以进一步说明本说明书附图1是本技术的一个实施例，其中，控制放大电路2由电平指示器N201构成的指令输出电路和由光电耦合运算放大器N211、N221、N231各自构成的指令放大电路组成。N201构成的指令输出电路，其电路连接为N201的模拟输入端4接入信号处理电路中电位器RP101滑动接点，N201的电源端3接入整流电源U401的正电源端+V2，级连端6与接地端13短接后接地，输出端8、9、10分别接入电阻器R211、R221、R231的一端，R211、R221、R231的另一端分别接入光电耦合器BO211、BO221、BO231的负极输入端，BO211、BO221、BO231的正极输入端分别接入U401的+V2；由N211、N221、N231各自组成的指令放大电路所用元件及连接都相同，由N211组成的指令放大电路为基本指令放大单元电路，其电路连接为N211的高通输入端1接入电位器RP211的滑动接点，其低通端2与接地端3短接后经电位器RP212接地，其输出端4接负载电阻R213的一端，其电源端5接限流电阻R212的一端，RP211的一端接入BO211发射极，其另一端接地，R212、R213的另一端和BO211的集电极共接入U401的+V2；其它指令放大电路与之相同，不再重述。由N211、N221、N231、组成的指令放大电路，分别是第一路、第二路、第三路本文档来自技高网...

【技术保护点】
无功自动补偿控制器，它由信号处理电路（１）、控制放大电路（２）、执行电路（３）、电源电路（４）组成，其特征是：控制放大电路中由电平指示器Ｎ２０１构成的指令输出电路和由光电耦合运算放大器Ｎ２１１、Ｎ２２１、Ｎ２３１各自构成的指令放大电路组成。

【技术特征摘要】
1．无功自动补偿控制器，它由信号处理电路(1)、控制放大电路(2)、执行电路(3)、电源电路(4)组成，其特征是控制放大电路中由电平指示器N201构成的指令输出电路和由光电耦合运算放大器N211、N221、N231各自构成的指令放大电路组成。2．如权利要求1所述的无功自动补偿控制器，其特征是控制放大电路中，由电平指示器N201构成的指令输出电路，其电路连接为N201的模拟输入端4接入信号处理电路中电位器RP101滑动接点，N201的电源端3接入整流电源U401的正电源端+V2，级连端6与接地端13短接后接地，输出端8、9、10分别接入电阻器R211、R221、R231的一端，R211、R221、R2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王圣典，
申请(专利权)人：王圣典，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]