一种无功自动补偿系统的制作方法
【专利摘要】本申请提供了一种无功自动补偿系统，包括：控制器、有载调压变压器和补偿装置；其中，控制器用于获取电网高压母线的电压电流参数，依据电压电流参数计算高压母线的电气参数；有载调压变压器用于依据高压母线的电气参数调节电网的电压和无功功率；补偿装置用于依据有载调压变压器的调节电压对电网提供补偿。采用该无功自动补偿系统，对高压母线的电压电流参数进行计算得到该高压母线的电气参数，进而根据该电气参数对主变分接开关进行调节，以调节电网中的电压和无功功率，对电网进行补偿，省去了投切开关和电容分组，避免了投切浪涌电流，提高电容器的使用寿命，从整体上而言，降低了输电线路以及变压器的损耗，提高了供电效率，改善供电环境。
【专利说明】一种无功自动补偿系统
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力设备领域，尤其涉及一种无功自动补偿系统。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济的不断发展，电力网络负荷急剧增大，对电网无功功率的补偿要求 也与日俱增。
[0003] 现有技术中，一般采用固定式电容器通过投切断路器方式来实现无功补偿。然而， 频繁的投切会对电气设备造成损害，在固定式电容器组的投切过程中，会产生十几倍与额 定电流的投切浪涌电流，切换时会给电容器造成不可避免的操作过电压，使电容器使用寿 命大大缩减。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本申请的目的在于提供一种无功自动补偿系统，能够避免由于频繁投 切断路器导致的电容器损害，保护电力设备的安全。
[0005] -种无功自动补偿系统，包括：控制器、有载调压变压器和补偿装置；
[0006] 其中，所述控制器，用于获取电网高压母线的电压电流参数，并依据所述电压电流 参数计算所述高压母线的电气参数；
[0007] 与所述控制器相连的有载调压变压器，用于依据所述高压母线的电气参数调节电 网的电压和无功功率；
[0008] 与所述有载调压变压器相连的补偿装置，用于依据有载调压变压器的调节电压对 电网提供补偿。
[0009] 上述的系统，优选的，所述系统还包括可逆电机、主变分接开关，所述可逆电机分 别与有载调压变压器和主变分接开关相连，所述主变分接开关与电网相连，则所述有载调 压变压器具体用于：
[0010] 输出控制信号至所述可逆电机，所述控制信号用于指示所述可逆电机调节所述主 变分接开关。
[0011] 上述的系统，优选的，还包括：
[0012] 滤油装置，用于对所述主变分接开关在调压换挡时使用的绝缘油进行过滤。
[0013] 上述的系统，优选的，补偿装置包括：电容器和电感器，则所述补偿装置具体用 于：
[0014] 所述电容器和电感器分别与所述有载调压变压器相连，接收所述有载调压变压器 的调节电压，并依据所述调节电压对电网提供补偿。
[0015] 上述的系统，优选的，当电力网络设备中设置有电控安全门锁时，所述补偿装置还 包括：初级线圈、次级线圈和设备闭锁装置；
[0016] 其中，所述初级线圈为所述电容器供电；
[0017] 所述次级线圈分别与所述次级线圈和所述控制器相连，用于当对所述电容器放电 检测时，输出所述电容器放电检测信号至所述控制器；
[0018] 所述设备闭锁装置与所述控制器相连，用于当所述控制器判断所述放电检测信号 满足预设的无电信号条件时，接收所述控制器发送的安全信号，并依据该安全信号控制电 控安全门锁开启。
[0019] 上述的系统，优选的，所述补偿装置还包括：
[0020] 分别与所述电容器和电感器相连的熔断器，用于当所述电容器和/或电感器的电 流值大于预设值时熔断。
[0021] 上述的系统，优选的，还包括：
[0022] 与所述熔断器相连的报警装置，用于当所述熔断器熔断时，生成报警信息，并提示 工作人员。
[0023] 上述的系统，优选的，所述报警装置包括：
[0024] 检测模块，用于检测所述熔断器的状态信息；
[0025] 信号生成模块，用于当所述状态信息满足熔断条件时，生成报警信息；
[0026] 提示模块，用于依据所述报警信息提示工作人员。
[0027] 上述的系统，优选的，提示模块提示工作人员的方式包括：短信息通知、屏幕显示 通知和/或提示音提示。
[0028] 上述的系统，优选的，所述控制器为电压调节及无功补偿控制器ZVQC。
[0029] 经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种无功自动补偿系 统，包括：控制器、有载调压变压器和补偿装置；其中，控制器，用于获取电网高压母线的电 压电流参数，并依据所述电压电流参数计算所述高压母线的电气参数；有载调压变压器与 所述控制器相连，用于依据所述高压母线的电气参数调节电网的电压和无功功率；补偿装 置与所述有载调压变压器相连，用于依据有载调压变压器的调节电压对电网提供补偿。采 用该无功自动补偿系统，能够对高压母线的电压电流参数进行计算得到该高压母线的电气 参数，进而根据该电气参数对主变分接开关进行调节，以调节电网中的电压和无功功率，并 且对电网进行补偿。省去了投切开关和电容分组，避免了投切浪涌电流，提高电容器的使用 寿命，从整体上而言，降低了输电线路以及变压器的损耗，提高了供电效率，改善供电环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。
[0031] 图1是本申请提供的一种无功自动补偿系统实施例1的结构示意图；
[0032] 图2是本申请提供的一种无功自动补偿系统实施例2的结构示意图；
[0033] 图3是本申请提供的一种无功自动补偿系统实施例3的结构示意图；
[0034] 图4是本申请提供的一种无功自动补偿系统实施例4的结构示意图；
[0035] 图5是本申请提供的一种无功自动补偿系统实施例4中报警装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0036] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037] 如图1示出了本申请提供的一种无功自动补偿系统实施例1的结构示意图，包括： 控制器101、有载调压变压器102和补偿装置103 ;
[0038] 图中粗实线表示电网高压母线，图中粗虚线表示补偿的电网线。
[0039] 其中，所述控制器101，用于获取电网高压母线的电压电流参数，并依据所述电压 电流参数计算所述高压母线的电气参数；
[0040] 具体的，电网高压母线处设置互感器，该互感器对高压母线的电压电流参数进行 采样，控制器101从互感器处获取该高压母线的电压电流参数，进而根据该电压电流参数 计算该高压母线的电气参数。
[0041] 其中，该电压电流参数包括：电压值、电流值等参数。
[0042] 其中，该高压母线的电气参数包括有功功率、无功功率和功率因数等相关的电气 参数。
[0043] 有载调压变压器102,用于依据所述高压母线的电气参数调节电网的电压和无功 功率；
[0044] 其中，该有载调压变压器102与所述控制器101相连。
[0045] 其中，该有载调压变压器根据该高压母线的电气参数，如有功功率、无功功率和功 率因数等对电网的电压和无功功率进行调节。
[0046] 例如，该功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备 效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，增加了线路 供电损失。
[0047] 具体的，降低电网的无功功率，提高功率因数。
[0048] 补偿装置103,与所述有载调压变压器102相连，用于依据有载调压变压器102的 调节电压对电网提供补偿。
[0049] 其中，该补偿装置103与有载调压变压器102相连。
[0050] 具体的，补偿装置103根据该有载调压变压器对电网的电压进行调节的调节电 压，对电网进行补偿，以使其无功功率降低，提高功率因数。
[0051] 具体实施中，该控制器可采用ZVQC(电压调节及无功补偿控制器）。
[0052] 综上，本实施例提供了一种无功自动补偿系统，包括：控制器、有载调压变压器和 补偿装置；其中，控制器，用于获取电网高压母线的电压电流参数，并依据所述电压电流参 数计算所述高压母线的电气参数；有载调压变压器与所述控制器相连，用于依据所述高压 母线的电气参数调节电网的电压和无功功率；补偿装置与所述有载调压变压器相连，用于 依据有载调压变压器的调节电压对电网提供补偿。采用该无功自动补偿系统，能够对高压 母线的电压电流参数进行计算得到该高压母线的电气参数，进而根据该电气参数对主变分 接开关进行调节，以调节电网中的电压和无功功率，并且对电网进行补偿，实时追踪电网功 率因数，自动补偿无功。省去了投切开关和电容分组，避免了投切浪涌电流，提高电容器的 使用寿命，从整体上而言，降低了输电线路以及变压器的损耗，提高了供电效率，改善供电 环境。
[0053] 如图2示出的本申请提高的一种无功自动补偿系统实施例2的结构示意图，该 系统包括：控制器201、有载调压变压器202、补偿装置203、可逆电机204和主变分接开关 205。
[0054] 图中粗实线表示电网高压母线，图中粗虚线表示补偿的电网线。
[0055] 其中，控制器201、补偿装置203的功能与实施例1中相应结构一致，本实施例不再 赘述。
[0056] 其中，所述可逆电机204分别与有载调压变压器202和主变分接开关205相连，所 述主变分接开关205与电网相连，则该有载调压变压器202具体用于：输出控制信号至所述 可逆电机204,所述控制信号用于指示所述可逆电机204调节主变分接开关205。
[0057] 其中，该主变分接开关205可通过换挡以及调整开启和关闭状态实现调节电网的 电压。
[0058] 需要说明的是，主变分接开关205为配电站中原有的结构设备，该主变分接开关 可作为供电网中的设备，也可作为无功自动补偿系统中的组成部分，实际实施中对该主变 分接开关的连接关系做一定的调整即可。
[0059] 其中，主变分接开关还可接收控制器的控制，以使得该主变分接开关协同有载调 压变压器对电网的电压及无功功率进行调整。
[0060] 其中，该主变分机开关可采用不间断换挡开关。
[0061] 需要说明的是，可逆电机接收控制信号后，实现同步调相，以使其对电网的无功功 率和电压进行调整。
[0062] 具体实施中，该无功自动补偿系统还设置有滤油装置，用于对所述主变分接开关 在调压换挡时使用的绝缘油进行过滤，以对调压换挡时产生的游离碳和金属微粒进行过 滤，提高绝缘油的耐电击穿性和开关的安全稳定，提高设备的安全性能，减少变电站工作人 员的工作量和劳动强度。
[0063] 综上，本实施例提供了一种无功自动补偿系统，还包括：可逆电机和主变分接开 关，则有载调压变压器具体用于：输出控制信号至所述可逆电机，所述控制信号用于指示所 述可逆电机调节所述主变分接开关，主变分接开关可通过换挡以及调整开启和关闭状态实 现调节电网的电压。
[0064] 如图3示出的本申请提高的一种无功自动补偿系统实施例3的结构示意图，该系 统包括：控制器301、有载调压变压器302和补偿装置303。
[0065] 图中粗实线表示电网高压母线，图中粗虚线表示补偿的电网线。
[0066] 其中，控制器301、有载调压变压器302的功能与实施例1中相应结构一致，本实施 例不再赘述。
[0067] 其中，补偿装置303包括：电容器304和电感器305,则所述补偿装置具体用于：所 述电容器和电感器接收所述有载调压变压器的调节电压，并依据所述调节电压对电网提供 补偿。
[0068] 其中，关于补偿无功功率公式：
[0069] Q = U2/Qc
[0070] 其中，Q表不无功功率，U表75电容两端电压，Q。表75电容电抗。
[0071] 根据该公式，通过有载调压变压器改变电容器和/或电抗器的端部电压，从而改 变无功输出容量，依次来提高自动补偿系统提供的无功功率。
[0072] 具体的，有载调压变压器为该电容器和电感器供电，供电采用的为其对电网进行 调节的电压，电容器和电感器对电网提供补偿。
[0073] 需要说明的是，该电容器和电感器为电站原有的固定补偿电容器及其相关设备， 对该电站原有的固定补偿电容器不做处理，加装电压调节，实现自动补偿功能。
[0074] 具体实施中，采用电容器低电压合闸，有效降低电容器合闸涌流对系统及电容器 本身的冲击，并且，电容器在较低的电压下工作，使用寿命较长，降低维护成本与工作量。调 压过程中电容器不脱离电网，无需充放电延时，调高了无功补偿的跟踪速度。
[0075] 进一步的，为保证电力网络设备的安全，当电力网络设备中设置有电控安全门锁 时，所述补偿装置还包括：初级线圈、次级线圈和设备闭锁装置；
[0076] 其中，所述初级线圈，用于为所述电容器供电；所述次级线圈分别与所述次级线圈 和所述控制器相连，用于当对所述电容器放电检测时，输出所述电容器放电检测信号至所 述控制器；所述设备闭锁装置与所述控制器相连，用于当所述控制器判断所述放电检测信 号满足预设的无电信号条件时，接收所述控制器发送的安全信号，并依据该安全信号控制 电控安全门锁开启。
[0077] 当维护检修时，为确保工作人员安全，需要保证电力网络设备中无电信号，对电容 器进行放电，次级线圈对检测该电容器得到的放电检测信号输出至控制器，以使该控制器 对电容器内存储的电量进行判断，当该放电检测信号满足预设的无电信号条件时，则控制 器发送安全信号至该设备闭锁装置，该设备闭锁装置接收到该安全信号后，控制电控安全 门锁开启，允许工作人员进入维护检修。
[0078] 综上，本实施例提供的一种无功自动补偿系统的补偿装置包括：电容器和电感器， 则该补偿装置具体用于：所述电容器和电感器接收所述有载调压变压器的调节电压，并依 据所述调节电压对电网提供补偿。该电容器和电感器为电站原有的固定补偿电容器及其相 关设备，对该电站原有的固定补偿电容器不做处理，加装电压调节，实现自动补偿功能，对 现有设备改动小，容易实现。
[0079] 如图4示出的本申请提高的一种无功自动补偿系统实施例4的结构示意图，该系 统包括：控制器401、有载调压变压器402、补偿装置403和报警装置404。
[0080] 图中粗实线表示电网高压母线，图中粗虚线表示补偿的电网线。
[0081] 其中，控制器401、有载调压变压器402的功能与实施例3中相应结构一致，本实施 例不再赘述。
[0082] 其中，补偿装置403包括：电容器405、电感器406和熔断器407 ;
[0083] 其中，该熔断器407分别与所述电容器405和电感器406相连，用于当所述电容器 和/或电感器的电流值大于预设值时熔断，保护电容器和电感器不受到瞬时尖峰电流的冲 击，保护电容器和电感器的运行安全。
[0084] 当然，实际实施中，可分别为电容器和电感器设置对应的熔断器，熔断器只对其连 接的设备进行保护。
[0085] 具体实施中，为保证设备安全，该补偿装置还可设置一避雷针，以防设备雷击。
[0086] 其中，报警装置404与所述熔断器407相连，用于当所述熔断器熔断时，生成报警 信息，并提示工作人员。
[0087] 其中，报警装置对熔断器进行检查，当该熔断器熔断时，则表明电容器或电感器的 电流过大，生成报警信息，提示工作人员注意，工作人员在接收到该报警信息后可对本申请 的无功自动补偿系统或者电网系统进行调整处理，保证电网运行安全。
[0088] 如图5示出的本申请提高的一种无功自动补偿系统实施例4中报警装置的结构示 意图，包括：检测模块501、信号生成模块502和提示模块503 ;
[0089] 检测模块501，用于检测所述熔断器的状态信息；
[0090] 其中，检测模块501对熔断器的状态信息进行实时检测，并传输至信号生成模块 502.
[0091] 其中，该状态信息包括：导通或熔断。
[0092] 具体的，该检测状态信息可通过对熔断器的电流进行检测得到，当电流值为0时， 状态信息为熔断，否则导通；或者通过对熔断器的电压进行检测得到，当电压值无穷大时， 状态信息为熔断，否则导通。
[0093] 信号生成模块502,用于当所述状态信息满足熔断条件时，生成报警信息；
[0094] 其中，该信号生成模块用于对状态进行判断，当该状态信息满足熔断条件时，生成 报警信息。
[0095] 具体的，该报警信息中可携带发生熔断的熔断器的位置或者标号等标识信息。 [0096] 提示模块503,用于依据所述报警信息提示工作人员。
[0097] 具体的，提示模块提示工作人员的方式可包括：短信息通知、屏幕显示通知和/或 提示音提示。
[0098]当工作人员在接收到该报警信息后可根据实际情况对本申请的无功自动补偿系 统或者电网系统进行调整处理，保证电网运行安全。
[0099] 综上，本实施例提供的一种无功自动补偿系统的补偿装置包括：控制器、有载调压 变压器、补偿装置和报警装置，该补偿装置包括：电容器、电感器和熔断器；其中，该熔断器 分别与所述电容器和电感器相连，用于当所述电容器和/或电感器的电流值大于预设值时 熔断，保护电容器和电感器不受到瞬时尖峰电流的冲击，保护电容器和电感器的运行安全。 报警装置，用于当所述熔断器熔断时，生成报警信息，并提示工作人员注意，工作人员在接 收到该报警信息后，可根据实际情况对本申请的无功自动补偿系统或者电网系统进行调整 处理，保证电网运行安全。
[0100] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的装置 而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说 明即可。
[0101] 对所提供的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所提供的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【权利要求】
1. 一种无功自动补偿系统，其特征在于，包括：控制器、有载调压变压器和补偿装置； 其中，所述控制器，用于获取电网高压母线的电压电流参数，并依据所述电压电流参数 计算所述高压母线的电气参数； 与所述控制器相连的有载调压变压器，用于依据所述高压母线的电气参数调节电网的 电压和无功功率； 与所述有载调压变压器相连的补偿装置，用于依据有载调压变压器的调节电压对电网 提供补偿。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括可逆电机、主变分接开 关，所述可逆电机分别与有载调压变压器和主变分接开关相连，所述主变分接开关与电网 相连，则所述有载调压变压器具体用于： 输出控制信号至所述可逆电机，所述控制信号用于指示所述可逆电机调节所述主变分 接开关。
3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括： 和主变分接开关相连的滤油装置，用于对所述主变分接开关在调压换挡时使用的绝缘 油进行过滤。
4. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，补偿装置包括：电容器和电感器，则所述 补偿装置具体用于： 所述电容器和电感器分别与所述有载调压变压器相连，接收所述有载调压变压器的调 节电压，并依据所述调节电压对电网提供补偿。
5. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，当电力网络设备中设置有电控安全门锁 时，所述补偿装置还包括：初级线圈、次级线圈和设备闭锁装置； 其中，所述初级线圈为所述电容器供电； 所述次级线圈分别与所述次级线圈和所述控制器相连，用于当对所述电容器放电检测 时，输出所述电容器放电检测信号至所述控制器； 所述设备闭锁装置与所述控制器相连，用于当所述控制器判断所述放电检测信号满足 预设的无电信号条件时，接收所述控制器发送的安全信号，并依据该安全信号控制电控安 全门锁开启。
6. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述补偿装置还包括： 分别与所述电容器和电感器相连的熔断器，用于当所述电容器和/或电感器的电流值 大于预设值时熔断。
7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括： 与所述熔断器相连的报警装置，用于当所述熔断器熔断时，生成报警信息，并提示工作 人员。
8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述报警装置包括： 检测模块，用于检测所述熔断器的状态信息； 信号生成模块，用于当所述状态信息满足熔断条件时，生成报警信息； 提示模块，用于依据所述报警信息提示工作人员。
9. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，提示模块提示工作人员的方式包括：短信 息通知、屏幕显示通知和/或提示音提示。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器为电压调节及无功补偿控制 器 ZVQC。
【文档编号】H02J3/18GK104124697SQ201410395291
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】夏家峰, 舒戴龙, 毛以平 申请人:国网浙江奉化市供电公司, 国家电网公司, 国网浙江省电力公司宁波供电公司