具有智能型功率因數補償裝置的戶外低壓饋電櫃的製作方法
2023-05-05 07:26:26 2
專利名稱：具有智能型功率因數補償裝置的戶外低壓饋電櫃的製作方法
技術領域：
本發明涉及低壓供電設備，具體涉及一種與電力變壓器配套的小型戶外低壓饋電櫃。
背景技術：
小型戶外低壓饋電櫃一般與100-300KVA戶外柱上電力變壓器配套使用，向用戶提供380V或220V市電。刀熔開關、低壓空氣斷路器、電流互感器和補償電容器置於具有防雨、防潮、防火、防小動物等功能的櫃體中，變壓器的次級進入饋電櫃通過具有熔斷器和空氣斷路器向用戶饋電，電容器對線路的功率因數進行補償。但現有的戶外低壓饋電櫃一般採用固定容量的補償電容器，投切操作採用接觸器，因此功率因數的補償效果不理想，且由於電容器的投切不能做到電流過零，因此接觸器燒毀或電容器損壞現象時有發生。
發明內容
本發明的目的在於提出一種具有智能型功率因數補償裝置的戶外低壓饋電櫃，該饋電櫃利用微機化的電力參數分析儀對電路的功率因數自動跟蹤、分析、調整，並能與上位機組進行信息交換，同時採用集控制、可控矽與接觸器的優點於一體的智能複合開關，實現對補償電容器的投切操作，具有單相和/或三相功率因數補償功能，投切操作均在電流過零時進行，避免因拉弧而燒毀設備。
本發明的一種具有智能型功率因數補償裝置的戶外低壓饋電櫃，主要包括一櫃體，櫃體中置有刀熔開關、低壓空氣斷路器、電流互感器和補償電容器，變壓器次級通過刀熔開關、低壓空氣斷路器、電流互感器向用戶供電，電容器對線路的功率因數進行補償，其特徵在於還配備了具有數據處理功能的電力參數分析儀與集可控矽開關與繼電器於一體的智能複合開關，並設置了若干組補償電容器，所述電力參數分析儀對取自線路的取樣電壓與取自互感器的取樣電流數值進行運算，可以對供電線路的電流、電壓、有功功率、無功功率進行跟蹤，並計算出當前的功率因數值與需補償的電容量，在保存與顯示數據的同時，控制智能複合開關進行電容器4的投切操作，對功率因數進行最佳補償。
本發明的優點在於(1)由於本發明具有智能分析功能，可實時跟蹤電路功率因數的變化，並根據功率因數的變化確定是否需要對電路中的補償電容器進行調整，不但使饋電的功率因數始終保持在較高的水平上，保證供電質量，節約能源，且安全可靠；(2)由於本發明具有保存數據的功能，因此可將檢測到的數據作為檔案資料進行存儲；(3)由於本發明具有通訊功能，因此可以根據上位電網的指令與上位機實現通訊，從而大大提高饋電網的自動化水平。
圖1是本發明的饋電櫃的電路圖；圖2是圖1中的電力參數分析儀的結構框圖；圖3是圖1中的智能複合開關的結構框圖。
實施方式現結合附圖對本發明作進一步說明。
由圖1，供電變壓器進入櫃內後，經刀熔開關1、低壓空氣斷路器2、電流互感器3向用戶供電；取自線路的取樣電壓與取自電流互感器3的取樣電流信號輸入參數分析儀5，參數分析儀5具有數據處理功能，數據顯示功能、數據存儲功能與數據通訊功能，數據經電力參數分析儀5處理後，計算出功率因數值並確定是否要進行功率因數補償和補償量，向對應的智能複合開關6發出控制信號，智能複合開關6集可控矽開關與繼電器於一體，由可控矽驅動繼電器控制補償電容器的投切，對功率因數進行最佳補償。
由圖2，所述電力參數分析儀5至少包括信號整形模塊501、A/D轉換模塊502、中央處理器503、顯示模塊504、投切控制模塊505、數據存儲模塊506與通訊模塊507，及直流電源508，電壓取樣信號U與電流取樣信號I經信號整形模塊501和A/D轉換模塊502轉換成數位訊號後，輸入中央處理器503進行運算，計算結果通過顯示模塊504進行數顯，並存入數據存儲模塊506，同時通過投切模塊505發出控制信號控制對應的智能複合開關6進行補償電容器4的投切操作，並根據上位電網的指令通過通訊模塊507與上位機進行數據通訊。
由圖3，所述智能複合開關6至少包括輸入模塊601、主控電路602、複合開關模塊603、缺相檢測模塊605與電源模塊604。投切控制信號通過輸入模塊601進入主控電路602，主控電路602的輸出控制複合開關603的投切操作，控制電容器的接入或切出。所述複合開關模塊603由可控矽與繼電器組合而成，可控矽只在電流過零時狀態翻轉，因此繼電器也只在電流過零時才有吸合與釋放動作，所以在接入或切出電容器時不會出現繼電器或電容器拉弧現象，有效防止了繼電器或電容器損壞。
本發明對電容器還具有過電壓、欠電壓、缺相保護。
所述補償電容器，可配置一組或多組Δ接法的電容器，用於對三相電路的功率因數的補償，參見圖1中401，並可同時配置一組或多組Y接法的電容器，用於對單相電路的功率因數的補償，參見圖1中402-404。所述電力參數分析儀5根據運算結果，每次可以控制投切一路電容器，也可同時控制投切一路以上的電容器，以對電容器進行並聯組合，以提高線路功率因數的補償精度。參見圖1。由於多組電容器並聯的排列、組合，可形成不同的電容量，因此可對單相電路和/或三相電路進行分級補償，從而可以提高補償精度。實用上，需要在電容器的數量與補償精度之間進行平衡，以在最經濟的條件下使電路的功率因數獲得最佳補償。
權利要求
1.一種具有智能型功率因數補償裝置的戶外低壓饋電櫃，主要包括一櫃體，櫃體中置有刀熔開關、低壓空氣斷路器、電流互感器和補償電容器，其特徵在於還配備了具有數據處理功能的電力參數分析儀與集可控矽開關與繼電器於一體的智能複合開關，並設置了若干組補償電容器，所述電力參數分析儀對取自線路的取樣電壓與取自互感器的取樣電流數值進行運算，計算出當前的功率因數值與需補償的電容量，在保存與顯示數據的同時，控制所述智能複合開關進行電容器的投切操作，對功率因數進行最佳補償。
2.根據權利要求1所述的戶外低壓饋電櫃，其特徵在於所述電力參數分析儀至少包括信號整形模塊、A/D轉換模塊、中央處理器、顯示模塊、投切控制模塊、數據存儲模塊與通訊模塊，及直流電源，電壓取樣信號與電流取樣信號經信號整形模塊和A/D轉換模塊轉換成數位訊號後，輸入中央處理器進行運算，計算結果通過顯示模塊進行數顯，並存入數據存儲模塊，同時通過投切模塊發出控制信號控制對應的智能複合開關進行補償電容器的投切操作。
3.根據權利要求2所述的戶外低壓饋電櫃，其特徵在於所述電力參數分析儀根據運算結果，每次控制投切一路電容器或控制投切一路以上的電容器，對投切入的電容器進行並聯組合，以提高線路功率因數的補償精度。
4.根據權利要求2所述的具有智能型功率因數補償裝置的戶外低壓饋電櫃，其特徵在於所述電力參數分析儀根據上位電網的指令通過通訊模塊與上位機進行數據通訊。
5.根據權利要求1所述的戶外低壓饋電櫃，其特徵在於所述智能複合開關至少包括輸入模塊、主控電路、複合開關模塊與電源模塊，來自電力參數分析儀的投切控制信號通過輸入模塊進入主控電路，主控電路的輸出控制複合開關對控制電容器的接入或切出。
6.根據權利要求4所述的戶外低壓饋電櫃，其特徵在於所述智能複合開關中的複合開關模塊由可控矽與繼電器組合而成，可控矽只在電流過零時狀態翻轉，因此繼電器也只在電流過零時才有吸合與釋放動作，所以在接入或切出電容器時無繼電器或電容器拉弧現象。
7.根據權利要求1、2或4所述的戶外低壓饋電櫃，其特徵在於配置有一組或多組Δ接法的電容器，用於對三相電路的功率因數的補償，並同時配置一組或多組Y接法的電容器，用於對單相電路的功率因數的補償。
全文摘要
一種具有智能型功率因數補償裝置的戶外低壓饋電櫃，主要包括一櫃體，櫃體中置有刀熔開關、低壓空氣斷路器、電流互感器，還配備了電力參數分析儀與智能複合開關，並設置了若干組補償電容器；所述電力參數分析儀對取自線路的取樣電壓與取自互感器的取樣電流數值進行運算，計算出當前的功率因數值與需補償的電容量，在保存與顯示數據的同時，控制智能複合開關進行電容器的投切操作，對功率因數進行最佳補償。由於本發明具有智能分析功能，不但使饋電的功率因數始終保持在較高的水平上，保證供電質量，節約能源，且安全可靠；同時具有保存數據的功能與通訊功能，從而大大提高饋電網的自動化水平。
文檔編號G05F1/70GK101060250SQ20061002589
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月21日 優先權日2006年4月21日
發明者姜嶽鑫, 陳天樂, 張麗晨 申請人:上海中科電氣(集團)有限公司