智能高壓無功功率補(bǔ)償裝置制造方法
【專利摘要】一種智能高壓無功功率補(bǔ)償裝置，包括至少有2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的回路，每個(gè)回路中有智能型接觸器本體一臺(tái)，智能型接觸器前置器一臺(tái)，高壓電力電容器一組；智能型接觸器本體進(jìn)線端在電氣上或經(jīng)刀閘開關(guān)與電源母線相連，出線端在電氣上或經(jīng)電抗器與電容器組的進(jìn)線端相連，智能型接觸器本體與智能型接觸器前置器之間有串行通信通道相連；各回路中智能型接觸器前置器之間有串行總線式通信通道相連，相互之間使用串行通信總線進(jìn)行信息交換；高壓配電電壓互感器輸出總線與各智能型接觸器前置器相接，高壓配電電流互感器輸出線串接各智能型接觸器前置器。本發(fā)明提供一種無功補(bǔ)償速度快、精度高、運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)簡易、性價(jià)比高的高壓無功功率補(bǔ)償裝置。
【專利說明】智能高壓無功功率補(bǔ)償裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓電網(wǎng)無功補(bǔ)償領(lǐng)域，是一種智能高壓無功功率補(bǔ)償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的智能高壓無功補(bǔ)償裝置主要存在不能頻繁、快速投切電力電容器，可靠性受制于無功自動(dòng)補(bǔ)償控制器可靠性的缺陷。前者導(dǎo)致無功自動(dòng)補(bǔ)償速度慢、精度低，不能動(dòng)態(tài)跟蹤電網(wǎng)的無功變化，使無功補(bǔ)償?shù)男Ч焕硐?；后者使無功自動(dòng)補(bǔ)償控制器成為無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置的可靠性瓶頸，一旦故障或者出錯(cuò)導(dǎo)致無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置整體停運(yùn)或者錯(cuò)誤控制，影響電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種無功補(bǔ)償速度快、精度高、運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)簡易、性價(jià)比高的智能高壓無功功率補(bǔ)償裝置。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種智能高壓無功功率補(bǔ)償裝置，包括至少有2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的回路，每個(gè)回路中有智能型接觸器本體I 一臺(tái)，智能型接觸器前置器2—臺(tái)，高壓電力電容器3 —組；智能型接觸器本體I進(jìn)線端33在電氣上或經(jīng)刀閘開關(guān)與電源母線25相連，出線端32在電氣上或經(jīng)電抗器與電容器組3的進(jìn)線度端相連，智能型接觸器本體I與智能型接觸器前置器2之間有串行通信通道14相連，二者之間使用串聯(lián)通信方式相連進(jìn)行信息交換；各回路中智能型接觸器前置器2之間有串行總線式通信通道22相連，相互之間使用串行通信總線22進(jìn)行信息交換；配電電壓引入線24與各智能型接觸器前置器2相接，配電電流引入線23連接各智能型接觸器前置器2。
[0005]智能型接觸器本體I中有配電電壓傳感器6、負(fù)載電流傳感器8、分閘線圈61、合閘線圈62、接觸器開關(guān)動(dòng)觸頭4和靜觸頭5、與動(dòng)觸頭操作桿相連的動(dòng)觸頭行程傳感器9、本體控制器11，配電電壓傳感器6、負(fù)載電流傳感器8、接觸器開關(guān)動(dòng)觸頭行程傳感器9、分閘線圈61、合閘線圈62均與本體控制器11相連。接觸器開關(guān)動(dòng)觸頭4上接有對(duì)地電路7，在接觸器開關(guān)分閘之后，電力電容器3通過對(duì)地電路7放電，降低電力電容器在合閘之前所帶電壓，提聞合閘性能。
[0006]智能型接觸器本體I中嵌有本體控制器11，本體控制器11中有分合閘線圈驅(qū)動(dòng)接口電路12和微處理器電路30，分合閘線圈驅(qū)動(dòng)接口電路12有控制出口器件26、分合閘轉(zhuǎn)換電路10、濾波電路59、分合閘電流檢測電路28、隔離驅(qū)動(dòng)電路27、儲(chǔ)能電容器29 ;分閘回路由分合閘電流檢測電路28、控制出口器件26、濾波電路59、分合閘轉(zhuǎn)換電路10第一連接點(diǎn)、分閘線圈61相連接后接入電源；合閘回路由分合閘電流檢測電路28、控制出口器件26、濾波電路59、分合閘轉(zhuǎn)換電路10第二連接點(diǎn)、合閘線圈62相連接后接入電源。
[0007]智能型高壓接觸器前置器2有微處理器電路18，與其相連的有液晶顯示屏16、操作件17、配電電壓接口電路20、配電電流接口電路19、下行通信接口電路15、平行通信接口電路21。液晶顯示屏16、操作件17用于人機(jī)對(duì)話；下行通信接口電路15用于對(duì)本體控制器11通信；平行通信接口電路21用于與智能高壓無功補(bǔ)償裝置中的其他回路中的前置器2通信以構(gòu)成系統(tǒng)工作；配電電壓接口電路20、配電電流接口電路19分別將?IOOV配電電壓、?5A/1A配電電流轉(zhuǎn)換成微處理器電路18可識(shí)別信號(hào)。下行通信接口電路15、平行通信接口電路21、配電電壓接口電路20、配電電流接口電路19中均有電氣隔離器件，微處理器器件18與下行通信通道14、平行通信通道22、配電電流引入線23、配電電壓引入線24在電氣上均隔離，極大的提高微處理器電路18的工作可靠性。
[0008]在本體控制器11中有通信接口電路13，通信接口電路13中有電氣隔離器件，串行通信通道14與本體控制器11中的其他電路在電氣上隔離，以此提高本體控制器11的電磁兼容性，工作穩(wěn)定可靠；在前置器2中有與微處理器電路18相連的人體感應(yīng)器件31,在人體接近時(shí)微處理器電路使液晶顯示屏16發(fā)光顯示，人體離開時(shí)延時(shí)熄滅，克服了液晶屏16使用壽命短的可靠性瓶頸問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的智能高壓無功功率補(bǔ)償裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的智能高壓無功功率補(bǔ)償裝置的分合閘線圈驅(qū)動(dòng)接口電路的結(jié)構(gòu)圖。
[0011]1、接觸器本體；2、前置器；3、高壓電力電容器；4、接觸器開關(guān)動(dòng)觸頭；5、接觸器開關(guān)靜觸頭；6、配電電壓傳感器；7、對(duì)地電路；8、負(fù)載電流傳感器；9、動(dòng)觸頭行程傳感器；10、分合閘轉(zhuǎn)換電路；11、本體控制器；12、分合閘線圈驅(qū)動(dòng)接口電路；13、通信接口電路；14、串行通信通道；15、下行通信接口電路；16、液晶顯示屏；17、操作件；18、前置器微處理器電路；19、配電電流接口電路；20、配電電壓接口電路；21、平行通信接口電路；22、串行總線式通信通道；23、配電電流引入線；24、配電電壓引入線；25、電源母線；26、控制出口器件；27、驅(qū)動(dòng)隔離電路；28、分合閘電流檢測電路；29、儲(chǔ)能電容器；30、微處理器電路；31、人體感應(yīng)器件；32、出線端；33、進(jìn)線端；59、濾波電路；60、直流電源正端；61、分閘線圈；62、合閘線圈；63、直流電源負(fù)端。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種智能高壓無功功率補(bǔ)償裝置，包括至少有2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的回路，每個(gè)回路中有智能型接觸器本體I 一臺(tái)，智能型接觸器前置器2—臺(tái)，高壓電力電容器3 —組；智能型接觸器本體I進(jìn)線端33在電氣上或經(jīng)刀閘開關(guān)與電源母線25相連，出線端32在電氣上或經(jīng)電抗器與電容器組3的進(jìn)線端相連，智能型接觸器本體I與智能型接觸器前置器2之間有串行通信通道14相連，二者之間使用串聯(lián)通信方式相連進(jìn)行信息交換；各回路中智能型接觸器前置器2之間有串行總線式通信通道22相連，相互之間使用串行通信總線22進(jìn)行信息交換；配電電壓互感器輸出(?100V)總線24與各智能型接觸器前置器2相接，高壓配電電流引入線23連接各智能型接觸器前置器2，；在智能高壓無功補(bǔ)償裝置上電工作時(shí)，各智能型接觸器前置器2經(jīng)通信總線22進(jìn)行信息交換，確定其中一臺(tái)為主機(jī)，其余為從機(jī)，形成一個(gè)智能無功補(bǔ)償系統(tǒng)工作；主機(jī)根據(jù)輸入的配電電壓引入線24配電電流引入線23測得配電無功功率、功率因數(shù)，然后根據(jù)無功功率和功率因數(shù)發(fā)令至某臺(tái)智能型接觸器前置器2，將其與相連的智能型接觸器本體I分閘切除電容器組3或合閘投運(yùn)電容器3，從而使配電無功功率與功率因數(shù)得到補(bǔ)償，如有從機(jī)故障自動(dòng)退出不影響其余工作，主機(jī)故障自動(dòng)退出，在其余從機(jī)中產(chǎn)生一個(gè)新的主機(jī)形成一個(gè)新的智能高壓無功補(bǔ)償系統(tǒng)工作，可以解決現(xiàn)有高壓無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置中使用無功自動(dòng)補(bǔ)償控制器是其個(gè)瓶頸的問題。
[0013]智能型接觸器本體I中有配電電壓傳感器6、負(fù)載電流傳感器8、分閘線圈61、合閘線圈62、接觸器開關(guān)動(dòng)觸頭4和靜觸頭5、與動(dòng)觸頭操作桿相連的動(dòng)觸頭行程傳感器9、本體控制器11，配電電壓傳感器6、負(fù)載電流傳感器8、接觸器開關(guān)動(dòng)觸頭行程傳感器9、分閘線圈61、合閘線圈62均與本體控制器11相連。在本體控制器11接到前置器2合閘指令后，根據(jù)配電電壓傳感器6測得接觸器開關(guān)上的電壓相位，根據(jù)開關(guān)動(dòng)觸頭上的行程傳感器9測得開關(guān)動(dòng)觸頭合閘的速度和時(shí)間，由此控制接觸器開關(guān)的合閘時(shí)間點(diǎn)在開關(guān)上電壓交流波形過零點(diǎn)；在本體控制器11接到前置器2分閘指令后，根據(jù)負(fù)載電流傳感器8測得通過接觸器開關(guān)的電流相位，根據(jù)開關(guān)動(dòng)觸頭行程傳感器9測得開關(guān)動(dòng)觸頭的分閘速度和時(shí)間，由此控制接觸器開關(guān)的分閘時(shí)間點(diǎn)在通過開關(guān)電流交流波形過零；實(shí)現(xiàn)“零投切”電力電容器，沒有投切電力電容器產(chǎn)生的涌流、燃弧現(xiàn)象，因此可以頻繁、快速投切電力電容器，提高了無功補(bǔ)償?shù)男Ч?。接觸器開關(guān)動(dòng)觸頭4上接有對(duì)地電路7，在接觸器開關(guān)分閘之后，電力電容器3通過對(duì)地電路7放電，降低電力電容器在合閘之前所帶電壓，提高合閘性能。
[0014]如圖2所示，智能型接觸器本體I中嵌有本體控制器11，本體控制器11中有分合閘線圈驅(qū)動(dòng)接口電路12和微處理器電路30，分合閘線圈驅(qū)動(dòng)接口電路12有控制出口器件26、分合閘轉(zhuǎn)換電路10、濾波電路59、分合閘電流檢測電路28、隔離驅(qū)動(dòng)電路27、儲(chǔ)能電容器29 ;分閘回路由分合閘電流檢測電路28、控制出口器件26、濾波電路59、分合閘轉(zhuǎn)換電路10第一連接點(diǎn)、分閘線圈61相連接后接入電源；合閘回路由分合閘電流檢測電路28、控制出口器件26、濾波電路59、分合閘轉(zhuǎn)換電路10第二連接點(diǎn)、合閘線圈62相連接后接入電源。
[0015]控制出口器件使用可關(guān)斷電力電容器件如IGBT管，分合閘電流檢測電路28用于檢測分閘或合閘電流大小并送至微處理器電路30 ;電流檢測電路28和隔離驅(qū)動(dòng)電路27中有電氣隔離器件，微處理器電路30與控制出口器件26、儲(chǔ)能電容器29在電氣上隔離；控制出口器件26、分合閘電流檢測電路28、分合閘轉(zhuǎn)換電路10串接后接入直流電源，直流電源正、負(fù)端60、63間有儲(chǔ)能電容29，儲(chǔ)能電容29的額定電壓不小于300V、額定容量不小于1000 μ F，實(shí)現(xiàn)裝置在交流失電情況下進(jìn)行分閘造作而使投運(yùn)的電力電容器退運(yùn)；隔離驅(qū)動(dòng)電路27串接在微處理器30和控制出口器件26的控制極之間，用于隔離微處理器電路30與控制出口器件26之間電氣聯(lián)系以及放大微處理器電路30的控制信號(hào)至可以驅(qū)動(dòng)控制出口器件26。在進(jìn)行分閘或合閘控制時(shí)，微處理器30發(fā)出分閘或合閘控制信號(hào)，經(jīng)隔離驅(qū)動(dòng)電路27使控制出口器件26導(dǎo)通，分閘或合閘線圈因此通電而使接觸器開關(guān)分閘或合閘；分閘或合閘電流檢測電路28檢測到分閘或合閘電流后反饋至微處理器電路30，微處理器電路30將此與設(shè)定值比較，然后調(diào)節(jié)輸出控制信號(hào)大小，使分閘或合閘電流控制在設(shè)定范圍內(nèi)，確保分閘或合閘時(shí)間、速度穩(wěn)定，從而使分合閘“零投切”準(zhǔn)確、可靠。
[0016]智能型高壓接觸器前置器2有微處理器電路18，與其相連的有液晶顯示屏16、操作件17、配電電壓接口電路20、配電電流接口電路19、下行通信接口電路15、平行通信接口電路21。液晶顯示屏16、操作件17用于人機(jī)對(duì)話；下行通信接口電路用于對(duì)本體控制器11通信；平行通信接口電路21用于與智能高壓無功補(bǔ)償裝置中的其他回路中的前置器2通信以構(gòu)成系統(tǒng)工作；配電電壓接口電路20、配電電流接口電路19分別將?100V配電電壓、?5A/1A配電電流轉(zhuǎn)換成微處理器電路18可識(shí)別信號(hào)。下行通信接口電路15、平行通信接口電路21、配電電壓接口電路20、配電電流接口電路19中均有電氣隔離器件，微處理器器件18與下行通信通道14、平行通信通道22、配電電流引入線23、配電電壓引入線24在電氣上均隔離，極大的提高微處理器電路18的工作可靠性。
[0017]在本體控制器11中有通信接口電路13，通信接口電路13中有電氣隔離器件，串行通信通道14與本體控制器11中的其他電路在電氣上隔離，以此提高本體控制器11的電磁兼容性，工作穩(wěn)定可靠；在前置器2中有與微處理器電路18相連的人體感應(yīng)器件31,在人體接近時(shí)微處理器電路使液晶顯示屏16發(fā)光顯示，人體離開時(shí)延時(shí)熄滅，克服了液晶屏16使用壽命短的可靠性瓶頸問題。
[0018]盡管本發(fā)明就優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了示意和描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，只要不超出本發(fā)明的權(quán)利要求所限定的范圍，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變化和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種智能高壓無功功率補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括:至少有2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的回路，每個(gè)回路中有智能型接觸器本體(I) 一臺(tái)，智能型接觸器前置器(2) —臺(tái)，高壓電力電容器(3)—組；智能型接觸器本體(I)進(jìn)線端(33)在電氣上或經(jīng)刀閘開關(guān)與電源母線(25)相連，出線端(32 )在電氣上或經(jīng)電抗器與電容器組(3 )的進(jìn)線端相連，智能型接觸器本體(I)與智能型接觸器前置器(2)之間有串行通信通道(14)相連，二者之間使用串聯(lián)通信方式相連進(jìn)行信息交換；各回路中智能型接觸器前置器(2)之間有串行總線式通信通道(22)相連，相互之間使用串行通信總線(22)進(jìn)行信息交換；配電電壓互感器輸出總線(24)與各智能型接觸器前置器(2 )相接，配電電流互感器輸出線(23 )連接各智能型接觸器前置器(2 )。
2.如權(quán)利要求1所述的智能高壓無功功率補(bǔ)償裝置，其特征在于，智能型接觸器本體Cl)中有配電電壓傳感器(6)、負(fù)載電流傳感器(8)、分閘線圈(61)、合閘線圈(62)、接觸器開關(guān)動(dòng)觸頭(4)和靜觸頭(5)、與動(dòng)觸頭操作桿相連的動(dòng)觸頭行程傳感器(9)、本體控制器(11)，配電電壓傳感器(6)、負(fù)載電流互感器(8)、接觸器開關(guān)動(dòng)觸頭行程傳感器(9)、分閘線圈(61)、合閘線圈(62 )均與本體控制器(11)相連；接觸器開關(guān)動(dòng)觸頭(4 )上接有對(duì)地電路(7)。
3.如權(quán)利要求1所述的智能高壓無功功率補(bǔ)償裝置，其特征在于，智能型接觸器本體(I)中嵌有本體控制器(11)，本體控制器(11)中有分合閘線圈驅(qū)動(dòng)接口電路(12)和微處理器電路(30 )，分合閘線圈驅(qū)動(dòng)接口電路(12 )有控制出口器件(26 )、分合閘轉(zhuǎn)換電路(10 )、濾波電路(59 )、分合閘電流檢測電路(28 )、隔離驅(qū)動(dòng)電路(27 )、儲(chǔ)能電容器(29 );分閘回路由分合閘電流檢測電路(28 )、控制出口器件(26 )、濾波電路(59 )、分合閘轉(zhuǎn)換電路(10 )第一連接點(diǎn)、分閘線圈(61)相連接后接入電源；合閘回路由分合閘電流檢測電路(28)、控制出口器件(26 )、濾波電路(59 )、分合閘轉(zhuǎn)換電路(10 )第二連接點(diǎn)、合閘線圈(62 )相連接后接入電源。
4.如權(quán)利要求1所述的智能高壓無功功率補(bǔ)償裝置，其特征在于，智能型高壓接觸器前置器(2)有微處理器電路(18)，與其相連的有液晶顯示屏(16)、操作件(17)、配電電壓接口電路(20 )、配電電流接口電路(19 )、下行通信接口電路(15 )、平行通信接口電路(21);液晶顯示屏(16)、操作件(17)用于人機(jī)對(duì)話；下行通信接口電路(15)用于對(duì)本體控制器(11)通信；平行通信接口電路(21)用于與智能高壓無功補(bǔ)償裝置中的其他回路中的前置器(2)通信以構(gòu)成系統(tǒng)來工作；配電電壓接口電路(20)、配電電流接口電路(19)分別將配電電壓、配電電流轉(zhuǎn)換成微處理器電路(18)可識(shí)別信號(hào)；下行通信接口電路(15)、平行通信接口電路(21)、配電電壓接口電路(20)、配電電流接口電路(19)中均有電氣隔離器件，微處理器器件(18)與下行通信通道(14)、平行通信通道(22)、配電電流引入線(23)、配電電壓引入線(24)在電氣上均隔離。
5.如權(quán)利要求1所述的智能高壓無功功率補(bǔ)償裝置，其特征在于，在本體控制器(11)中有通信接口電路(13)，通信接口電路(13)中有電氣隔離器件，串行通信通道(14)與本體控制器(11)中的其他電路在電氣上隔離；在前置器(2)中有與微處理器電路(18)相連的人體感應(yīng)器件(31)。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK103762605SQ201410014130
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】顧明鋒, 顧曹新, 單金明, 顧勇, 宋玉鋒, 孟領(lǐng)剛, 姚衛(wèi)東, 沈衛(wèi)峰, 王春華, 丁菊, 朱永書, 陳曉燕, 夏文, 王宗臣 申請(qǐng)人:江蘇現(xiàn)代電力科技股份有限公司