CN108092276B - 一种低压线路电压无功补偿控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种低压线路电压无功补偿控制装置，包括与安装支架固定连接的外壳，置于外壳内部的低压线路分相自动调压装置；所述低压线路分相自动调压装置包括安装在A相线与零线之间的A相调压补偿模块、安装在B相线与零线之间的B相调压补偿模块以及安装在C相线与零线之间的C相调压补偿模块，所述A相调压补偿模块、B相调压补偿模块以及C相调压补偿模块均由控制器控制，所述控制器包括GPRS通信模块，所述控制器通过GPRS通信模块接受遥控器控制。它能够有效的解决电流大、自动控制开关难以匹配的问题，能够实现负荷平衡。
Description
技术领域
本发明涉及无功补偿装置，尤其涉及一种低压线路电压无功补偿控制装置。
背景技术
10kV长供电线路末端配电变压器高压侧电压波动较大或电压偏低以及低压供电线路比较长，都会引起低压线路末端电压波动较大，电压波动超过国家规定允许范围。低压线路末端的负荷分布和用电时段又会极不均匀，会造成三相不平衡：各相电压偏差大、功率因数低且不平衡，迫切需要对电压和无功进行分相智能控制。
低压线路电压无功智能控制装置有2个方面的难点需要解决：
1、电流大、自动控制开关难以匹配。低压线路的标准电压值为三相线400V、单相电压231V,由此决定了母线电流较大。以三相30kVA为例：其低压侧额定输出电流为43.3A。当受功耗、体积、安装位置、使用环境等所限且需要频繁动作时，当前条件下很难选择一款合适的开关去配套使用。
2、负荷不平衡，需分相调节电压、无功。低压配电线路的负荷分布不均匀、用电时段集中且不平衡，都迫切需要一种行之有效且适于大面积推广应用的手段去实现分相智能调节电压、无功。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种低压线路电压无功补偿控制装置，它能够有效的解决电流大、自动控制开关难以匹配的问题，能够实现符合平衡。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种低压线路电压无功补偿控制装置，包括与安装支架固定连接的外壳，置于外壳内部的低压线路分相自动调压装置；所述低压线路分相自动调压装置包括安装在A相线与零线之间的A相调压补偿模块、安装在B相线与零线之间的B相调压补偿模块以及安装在C相线与零线之间的C相调压补偿模块，所述A相调压补偿模块、B相调压补偿模块以及C相调压补偿模块均由控制器控制，所述控制器包括GPRS通信模块，所述控制器通过GPRS通信模块接受遥控器控制。
所述A相调压补偿模块的电路结构包括，A相绕组，所述A相绕组与开关K13串联连接在A相线输出端与零线之间，所述A相绕组由依次串联的A相串联绕组与A相公共绕组组成，所述A相公共绕组由依次串联连接的A相公共绕组Ⅰ段、A相公共绕组Ⅱ段以及A相公共绕组Ⅲ段组成，A相线的输入端连接在A相串联绕组与A相公共绕组Ⅰ段之间的节点，所述A相公共绕组Ⅰ段与A相公共绕组Ⅱ段之间的节点通过开关K11接零线，所述A相公共绕组Ⅱ段与A相公共绕组Ⅲ段之间的节点通过开关K12接零线，所述A相公共绕组Ⅲ段与零线之间连接开关K13，A相线的输出端通过串联连接的电容C11与开关KC11连接零线，A相线的输出端通过串联连接的电容C12与开关KC12连接零线。
所述B相调压补偿模块的电路结构包括，B相绕组，所述B相绕组与开关K23串联连接在B相线输出端与零线之间，所述B相绕组由依次串联的B相串联绕组与B相公共绕组组成，所述B相公共绕组由依次串联连接的B相公共绕组Ⅰ段、B相公共绕组Ⅱ段以及B相公共绕组Ⅲ段组成，B相线的输入端连接在B相串联绕组与B相公共绕组Ⅰ段之间的节点，所述B相公共绕组Ⅰ段与B相公共绕组Ⅱ段之间的节点通过开关K21接零线，所述B相公共绕组Ⅱ段与B相公共绕组Ⅲ段之间的节点通过开关K22接零线，所述B相公共绕组Ⅲ段与零线之间连接开关K23，B相线的输出端通过串联连接的电容C21与开关KC21连接零线，B相线的输出端通过串联连接的电容C22与开关KC22连接零线。
所述C相调压补偿模块的电路结构包括，C相绕组，所述C相绕组与开关K33串联连接在C相线输出端与零线之间，所述C相绕组由依次串联的C相串联绕组与C相公共绕组组成，所述C相公共绕组由依次串联连接的C相公共绕组Ⅰ段、C相公共绕组Ⅱ段以及C相公共绕组Ⅲ段组成，C相线的输入端连接在C相串联绕组与C相公共绕组Ⅰ段之间的节点，所述C相公共绕组Ⅰ段与C相公共绕组Ⅱ段之间的节点通过开关K31接零线，所述C相公共绕组Ⅱ段与C相公共绕组Ⅲ段之间的节点通过开关K32接零线，所述C相公共绕组Ⅲ段与零线之间连接开关K33，C相线的输出端通过串联连接的电容C31与开关KC31连接零线，C相线的输出端通过串联连接的电容C32与开关KC32连接零线。
所述开关K11、K12、K13、KC11以及KC12为复合开关或者晶闸管开关。
所述开关K21、K22、K23、KC21以及KC22为复合开关或者晶闸管开关。
所述开关K31、K32、K33、KC31以及KC32为复合开关或者晶闸管开关。
所述电容C11、C12、C21、C22、C31以及C32的补偿容量为6kvar。
本发明的有益效果是：可分相控制电压和无功的调整，保持电压、功率因数在合格范围内；可通过GPRS通信系统按系统要求实现“遥测、遥信、遥控、遥调”功能。
附图说明
图1本发明的结构示意图；
图2低压线路分相自动调压装置原理图；
图3a为A相调压补偿模块；
图3b为B相调压补偿模块；
图3c为C相调压补偿模块。
其中，1外壳；2安装支架；3一次进线孔；4二次进线孔。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种低压线路电压无功补偿控制装置，包括固定在安装支架2上的外壳1，外壳1的上侧面上设有一次进线孔3与二次进线孔4，外壳1的内部设有低压线路分相自动调压装置。
如图2所示，低压线路分相自动调压装置包括：三个单相调压补偿模块，单相调压补偿模块分别安装在A相线、B相线以及C相线上，单相调压模块还接零线。安装在A相线与零线之间的为A相调压补偿模块；安装在B相线与零线之间的为B相调压补偿模块；安装在C相线与零线之间的为C相调压补偿模块。A相调压补偿模块、B相调压补偿模块以及C相调压补偿模块均由控制器控制。控制器包含GPRS通信模块，控制器可以通过GPRS通信模块受遥控器控制。
如图3a所示，A相调压补偿模块的电路结构包括，A相绕组，A相绕组与开关K13串联连接在A相线输出端与零线之间，A相绕组由依次串联的A相串联绕组与A相公共绕组组成，A相公共绕组由依次串联连接的A相公共绕组Ⅰ段、A相公共绕组Ⅱ段以及A相公共绕组Ⅲ段组成，A相线的输入端连接在A相串联绕组与A相公共绕组Ⅰ段之间的节点，A相公共绕组Ⅰ段与A相公共绕组Ⅱ段之间的节点通过开关K11接零线，A相公共绕组Ⅱ段与A相公共绕组Ⅲ段之间的节点通过开关K12接零线，A相公共绕组Ⅲ段与零线之间连接开关K13，A相线的输出端通过串联连接的电容C11与开关KC11连接零线，A相线的输出端通过串联连接的电容C12与开关KC12连接零线。图中，a端为A相线输出端，A为A相线输入端，N、n为零相线节点。K11、K12、K13、KC11以及KC12为电子式复合开关或晶闸管，使用时，智能控制装置自动检测低压母线用户侧电压、无功变化，通过控制K11、K12与K13的闭合或开断来控制输出电压，控制逻辑如表1。
表1A相调压补偿模块控制逻辑表。
如图3b所示，B相调压补偿模块的电路结构包括，B相绕组，B相绕组与开关K23串联连接在B相线输出端与零线之间，B相绕组由依次串联的B相串联绕组与B相公共绕组组成，B相公共绕组由依次串联连接的B相公共绕组Ⅰ段、B相公共绕组Ⅱ段以及B相公共绕组Ⅲ段组成，B相线的输入端连接在B相串联绕组与B相公共绕组Ⅰ段之间的节点，B相公共绕组Ⅰ段与B相公共绕组Ⅱ段之间的节点通过开关K21接零线，B相公共绕组Ⅱ段与B相公共绕组Ⅲ段之间的节点通过开关K22接零线，B相公共绕组Ⅲ段与零线之间连接开关K23，B相线的输出端通过串联连接的电容C21与开关KC21连接零线，B相线的输出端通过串联连接的电容C22与开关KC22连接零线。图中，b端为B相线输出端，B为B相线输入端，N、n为零相线节点。K21、K22、K23、KC21以及KC22为电子式复合开关或晶闸管，使用时，智能控制装置自动检测低压母线用户侧电压、无功变化，通过控制K21、K22与K23的闭合或开断来控制输出电压，控制逻辑如表2。
表2B相调压补偿模块控制逻辑表。
如图3c所示，C相调压补偿模块的电路结构包括，C相绕组，C相绕组与开关K33串联连接在C相线输出端与零线之间，C相绕组由依次串联的C相串联绕组与C相公共绕组组成，C相公共绕组由依次串联连接的C相公共绕组Ⅰ段、C相公共绕组Ⅱ段以及C相公共绕组Ⅲ段组成，C相线的输入端连接在C相串联绕组与C相公共绕组Ⅰ段之间的节点，C相公共绕组Ⅰ段与C相公共绕组Ⅱ段之间的节点通过开关K31接零线，C相公共绕组Ⅱ段与C相公共绕组Ⅲ段之间的节点通过开关K32接零线，C相公共绕组Ⅲ段与零线之间连接开关K33，C相线的输出端通过串联连接的电容C31与开关KC31连接零线，C相线的输出端通过串联连接的电容C32与开关KC32连接零线。图中，c端为C相线输出端，C为C相线输入端，N、n为零相线节点。K31、K32、K33、KC31以及KC32为电子式复合开关或晶闸管，使用时，智能控制装置自动检测低压母线用户侧电压、无功变化，通过控制K31、K32与K33的闭合或开断来控制输出电压，控制逻辑如表3。
表3C相调压补偿模块控制逻辑表。
图3a、图3b以及图3c中的所有开关均由同一个控制装置控制。电容C11、C12、C21、C22、C31以及C32的补偿容量为6kvar。
从表1、表2与表3中可以看出，本发明设计一台三相400V、30kVA、升压幅度最大10％(分2.5％、5％、10％三档)、补偿容量12kvar(分为2组，每组6kvar)，能够实现电压和无功分相调节，更适用于三相负载不平衡的场所。
该装置工作过程如下：
1、无功补偿控制装置，在装置上电后开始工作，通过对用户侧电压、无功的监测，确定电压线路电压、无功的实时值，与设定的标准值比对且综合电压、无功的工作区域，如需动作，即发出指令，可分相控制电压和无功的调整，保持电压、功率因数在合格范围内；
2、无功补偿可通过GPRS通信系统按系统要求实现“遥测、遥信、遥控、遥调”功能。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (6)
1.一种低压线路电压无功补偿控制装置，其特征是，包括与安装支架固定连接的外壳，置于外壳内部的低压线路分相自动调压装置；所述低压线路分相自动调压装置包括安装在A相线与零线之间的A相调压补偿模块、安装在B相线与零线之间的B相调压补偿模块以及安装在C相线与零线之间的C相调压补偿模块，所述A相调压补偿模块、B相调压补偿模块以及C相调压补偿模块均由控制器控制，所述控制器包括GPRS通信模块，所述控制器通过GPRS通信模块接受遥控器控制；外壳上设有一次进线孔与二次进线孔；
所述B相调压补偿模块的电路结构包括，B相绕组，所述B相绕组与开关K23串联连接在B相线输出端与零线之间，所述B相绕组由依次串联的B相串联绕组与B相公共绕组组成，所述B相公共绕组由依次串联连接的B相公共绕组Ⅰ段、B相公共绕组Ⅱ段以及B相公共绕组Ⅲ段组成，B相线的输入端连接在B相串联绕组与B相公共绕组Ⅰ段之间的节点，所述B相公共绕组Ⅰ段与B相公共绕组Ⅱ段之间的节点通过开关K21接零线，所述B相公共绕组Ⅱ段与B相公共绕组Ⅲ段之间的节点通过开关K22接零线，所述B相公共绕组Ⅲ段与零线之间连接开关K23，B相线的输出端通过串联连接的电容C21与开关KC21连接零线，B相线的输出端通过串联连接的电容C22与开关KC22连接零线。
2.根据权利要求1所述的一种低压线路电压无功补偿控制装置，其特征是，所述A相调压补偿模块的电路结构包括，A相绕组，所述A相绕组与开关K13串联连接在A相线输出端与零线之间，所述A相绕组由依次串联的A相串联绕组与A相公共绕组组成，所述A相公共绕组由依次串联连接的A相公共绕组Ⅰ段、A相公共绕组Ⅱ段以及A相公共绕组Ⅲ段组成，A相线的输入端连接在A相串联绕组与A相公共绕组Ⅰ段之间的节点，所述A相公共绕组Ⅰ段与A相公共绕组Ⅱ段之间的节点通过开关K11接零线，所述A相公共绕组Ⅱ段与A相公共绕组Ⅲ段之间的节点通过开关K12接零线，所述A相公共绕组Ⅲ段与零线之间连接开关K13，A相线的输出端通过串联连接的电容C11与开关KC11连接零线，A相线的输出端通过串联连接的电容C12与开关KC12连接零线。
3.根据权利要求1所述的一种低压线路电压无功补偿控制装置，其特征是，所述C相调压补偿模块的电路结构包括，C相绕组，所述C相绕组与开关K33串联连接在C相线输出端与零线之间，所述C相绕组由依次串联的C相串联绕组与C相公共绕组组成，所述C相公共绕组由依次串联连接的C相公共绕组Ⅰ段、C相公共绕组Ⅱ段以及C相公共绕组Ⅲ段组成，C相线的输入端连接在C相串联绕组与C相公共绕组Ⅰ段之间的节点，所述C相公共绕组Ⅰ段与C相公共绕组Ⅱ段之间的节点通过开关K31接零线，所述C相公共绕组Ⅱ段与C相公共绕组Ⅲ段之间的节点通过开关K32接零线，所述C相公共绕组Ⅲ段与零线之间连接开关K33，C相线的输出端通过串联连接的电容C31与开关KC31连接零线，C相线的输出端通过串联连接的电容C32与开关KC32连接零线。
4.根据权利要求2所述的一种低压线路电压无功补偿控制装置，其特征是，所述开关K11、K12、K13、KC11以及KC12为复合开关或者晶闸管开关。
5.根据权利要求2所述的一种低压线路电压无功补偿控制装置，其特征是，所述开关K21、K22、K23、KC21以及KC22为复合开关或者晶闸管开关。
6.根据权利要求3所述的一种低压线路电压无功补偿控制装置，其特征是，所述开关K31、K32、K33、KC31以及KC32为复合开关或者晶闸管开关。
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