专利名称：一种一体化结构的柱上高压无功动态补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电气工程技术领域，涉及一种无功功率补偿装置，特别涉及一种柱上高压无功动态补偿装置。
二背景技术：
目前，在我国3～35kV电网中，网损率通常在10％以上，严重的甚至达到了15％～20％。产生这一极不经济运行情况的主要因素是电网无功缺额大，功率因数太低。所以，补偿无功功率变得尤为重要。
我国一些地区采用柱上高压无功补偿装置，但是所用的电流互感器、电压互感器、电容器、合分机构、控制器等分散安装在线路上，这存在着以下不足1、安装工作十分繁琐，需要对每个部分接线；2、成本高，由于每个部分都在户外运行，要求的绝缘等级高于户内式元器件，所以相应的投资就大；3、可靠性不高，由于元部件外置，受环境的影响比较大。
三
发明内容
鉴于以上已有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于，提供一种一体化结构的柱上高压无功动态补偿装置。该装置不仅能够根据线路上电压、无功的变化，自动控制电容器的投切，而且采用了一体化结构，将电流互感器、电压互感器、电容器、合分机构、熔断器、二次线路置于一个箱体中，降低成本，受外部环境影响小，可靠性高，安装方便。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的思路是三相线路通过穿墙套管，进入装置箱内。通过装置内置的电流互感器和电压互感器，将信号采入控制器内，然后通过二次线路控制电容器的投切。
上述技术思路的解决方案是，一体化结构的柱上高压无功动态补偿装置，包括一箱体，其特点是，在箱体内设置有穿墙套管，高压线路通过穿墙套管引入装置箱内，并和箱体内置的一电压互感器连接、并穿过一电流互感器，电压互感器和电流互感器将电压电流信号采入箱体内设置的控制器内；熔断器一端连接高压线路进线侧，另一端与真空接触器进线侧相连接，真空接触器出线侧与补偿电容器相连接，控制器通过二次线路控制真空接触器的合分，进行补偿电容器的投切控制。上述所有器件全部置于箱体中。
所述控制器包括，一CPU，CPU上连接有采样输入模块、控制信号输出模块、RS232通讯接口，RS232通讯接口可以直接通信，也可通过连接一无线通讯模块实现无线通讯，控制信号输出模块与二次线路相连接。
所述内置的电压互感器、电流互感器可以分别使用1个或2个或3个。
本实用新型的效果是内置的电流互感器和电压互感器使安装过程简单化、方便化；用户内式互感器代替户外式互感器，不仅降低工程成本，而且增加了装置的可靠性。
四以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的原理示意图；图3是本实用新型的控制器方框图；图4是本实用新型的控制器信号采集电路图5是本实用新型控制器的信号处理电路；图6是本实用新型控制器的输出板；图7是控制器的单片机软件流程图；图8是控制器的单片机软件主循环示意图。
图9是二次线路的原理图。
图1中，1、穿墙套管；3、电流互感器；4、电压互感器；6、控制器；7、二次线路；8、熔断器；9、真空接触器；10、电容器；11、铜排；12、箱体。
图2中，4、电压互感器；3、电流互感器；6、控制器；8、熔断器；9、真空接触器；10、电容器。
五具体实施方式
为了更清楚的理解本实用新型，
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
依本实用新型的技术方案，本实用新型的一体化结构的柱上高压无功动态补偿装置，包括一箱体12，其特点是，在箱体12内顶部设置有穿墙套管1，交流三相电源A、B、C相通过穿墙套管1引入箱体12内，并和箱体内置的一电压互感器4连接，并穿过一内置的电流互感器3，电压互感器4和电流互感器3将电压电流信号采入箱体内设置的控制器6内；熔断器8一端连接高压线路进线侧，另一端与真空接触器9进线侧相连接，真空接触器9出线侧与电容器10相连接，控制器6通过二次线路7控制真空接触器9的合分，进行电容器10的投切控制。上述所有器件全部置入箱体12中。
装置分为八个部分穿墙套管、电压互感器、电流互感器、熔断器、真空接触器、电容器、控制器、二次线路。
参见附图1～2，图1为本实用新型的结构示意图，图2为本实用新型的原理示意图；线路电压Uac通过电压互感器4、线路电流Ib通过电流互感器3，采入控制器6中，经过控制单元的监测、计算、比较，决定是否输出控制信号给二次线路7，从而控制真空接触器9的动作，来控制电容器10的投切。
在图1中，高压线路通过穿墙套管1引入装置箱12内，内置的电流互感器3、电压互感器4将电流、电压信号采入控制器6内。熔断器8一端连接高压线路进线侧，另一端与真空接触器9进线侧相连，真空接触器9的合分由控制器6通过二次线路7进行控制，真空接触器9出线侧与电容器10相连。
图3是本实用新型的控制器方框图。包括，一CPU，CPU上连接有采样输入模块、控制信号输出模块、RS232通讯接口，RS232通讯接口可接一无线通讯模块，控制信号输出模块与二次线路相连接。
图4为本实用新型的控制器信号采集电路，也是本实用新型的一具体实施例。由端子JP1、电阻R、电压互感器T1、T2、电流互感器T3、运算放大器LM324、接口J1、J2以及参考电压可调芯片LM185组成。这个电路从外部采集电压、电流信号，并将输出信号通过接口连接到信号处理电路。
图5为一具体的控制器的信号处理电路。是由数字信号处理器TMS320F260、静态RAMCY7C1021、施密特触发器4093、可编程逻辑阵列GAL20V8、锁存器74LS377、与非门74ALS04、液晶显示器、RS232通讯接口MAX232以及接口J0、电阻R、可变电阻RP、电容C、二极管D、稳压管、晶振OSC、齐纳二极管DM组成。这部分电路接受到信号采集电路传送过来的信号，由DSP进行处理，判断是否需要投切电容器。输出信号由JP1、JP2与输出板相连。
图6为控制器的输出板。是由光耦TLP521-4、达林顿管ULN2803以及阻排RP3、接口JP2、JC2以及继电器RELAY-DPDT组成。这部分电路的作用是接受到信号处理电路发过来的控制信号，通过继电器输出控制真空接触器的合分，来投切电容器。
图7是控制器的单片机软件流程图；图8是控制器的单片机软件主循环示意图。本实用新型控制器的单片机的软件设计成实时多任务的结构，定时中断调用显示子程序，并读取时间，存储历史数据。dsp串行通信中断把接收到的信息存入缓冲区，接收完成后进行显示，并通过RS232通讯接口实现通信功能，也可连接一无线通信模块进行无线通信。
其软件的工作流程为，初始化后即进行A/D采样、电量计算、判断系统状态、串行通信，然后进行动作的判别，包括启动延时、设定时间、电容器投切标志置位的判别，决定电容器的投切。
图9是二次线路的原理图。包括，控制电源、空气开关、控制器回路、电容器投入指示、自动投切、手动投切六个部分。其中，控制电源是通过电压互感器引入的，为二次线路提供工作电源；空气开关有两个，分别装在电压互感器的两个出线侧；电源指示有一个指示灯，当回路接通时，该指示灯亮；控制器回路中，控制器连接在线路中；电容器投入指示，包括两个接触器2JC和3JC及指示灯，当任何一个接触器闭合时，指示灯亮；自动投切包括控制器、接触器2JC，当控制器发出投切指令时，接触器2JC闭合，从而使10kV真空接触器闭合；手动投切包括一常开按钮TA、一常闭按钮HA及接触器3JC，当按下按钮HA时，接触器闭合，从而使10kV真空接触器闭合，当按下按钮TA时，接触器断开，10kV真空接触器分断。自动投切和手动投切的的选择通过转换开关HK完成。
本实用新型内置的电压互感器、电流互感器可以分别使用1个或2个或3个，以满足不同场合的需要。
上述只是一个较佳的实施例，本实用新型并不限于该实施例。
本实用新型结构紧凑、体积小，安装过程简单，维护方便，可靠性高，内置的电流互感器和电压互感器使安装过程简单化、方便化；用户内式互感器代替户外式互感器，不仅降低工程成本，而且增加了装置的可靠性。
本实用新型可在户外恶劣环境下使用。控制算法先进，自动化程度高，操作方便。具有完善的保护功能，方便的通信接口，智能化和自动化程度均达到了国内领先水平。
权利要求1.一种一体化结构的柱上高压无功动态补偿装置，其特征在于，该装置包括一箱体[12]，在箱体[12]的顶部装设穿墙套管[1]，三相高压交流电通过导线经穿墙套管[1]引入箱体[12]内，并经铜排[11]后通过另一穿墙套管引出箱体[12]，高压交流电和箱体内置的一电压互感器[4]连接、并穿过内置的一电流互感器[3]，电压互感器[4]和电流互感器[3]将电压、电流信号采入箱体内设置的控制器[6]内；箱体[1 2]内还设置有熔断器[8]，熔断器[8]一端连接高压线路进线侧，另一端与真空接触器[9]进线侧相连接，真空接触器[9]出线侧与电容器[10]相连接，控制器[6]通过二次线路[7]控制真空接触器[9]的合分，进行电容器[10]的投切控制，上述所有器件全部置于箱体[12]中。
2.如权利要求1所述的一体化结构的柱上高压无功动态补偿装置，其特征在于，所述控制器[6]包括，一CPU，CPU上连接有采样输入模块、控制信号输出模块、RS232通讯接口，RS232通讯接口可接一无线通讯模块，控制信号输出模块与继电器相连接。
3.如权利要求1所述的一体化结构的柱上高压无功动态补偿装置，其特征在于，所述内置的电压互感器[4]、电流互感器[3]可以分别使用1个或2个或3个。
专利摘要本实用新型公开了一种一体化结构的柱上高压无功动态补偿装置，包括一箱体，在箱体内设置有穿墙套管，三相交流电源A、B、C相通过穿墙套管引入装置箱内，并和箱体内置的一电压互感器连接、并穿过一电流互感器，电压互感器和电流互感器将电压、电流信号采入箱体内设置的控制器内；熔断器一端连接高压线路，另一端与真空接触器进线侧相连接，真空接触器出线侧与电容器相连接，控制器通过二次线路控制真空接触器的合分，进行补偿电容器的投切控制。本实用新型结构紧凑、体积小，安装过程简单，维护方便，可靠性高，用户内式互感器代替户外式互感器，不仅降低工程成本，而且增加了装置的可靠性，可在户外恶劣环境下使用。
文档编号H02J3/18GK2607690SQ0229252
公开日2004年3月24日 申请日期2002年12月26日 优先权日2002年12月26日
发明者金黎, 马金明, 张志成, 浮建勇, 刘燕 申请人:西安森宝电气工程有限公司