专利名称：负载端输电自动补偿器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于输电工程，补偿供电网络感性负载无功损耗的电力装置。
目前，我国配电网络对无功损耗补偿只在变电站，或配电房内进行，而在生活用电商场、农村等用户负载端对无功损耗却没有采取措施。由于居民区晚间是用电高峰期，而企业部门用电高峰在白天。在高峰区时，一来负载增加，用电较多，电压不稳，二来线损也按比例增长。因此，用户电力无功补偿是节电和保护电力设备的有效方法。
本实用新型目的在于提出一种在输电工程中，用户无功损耗自动补偿的电力装置。
本实用新型的目的是这样实现的一种负载端输电自动补偿器，其特征在于由补偿电容及其并网电子开关组成；所述补偿电容是安装在户外的由接触器控制的既能自愈又能防暴的锌一铅复合膜电容器C；所述电子开关由电压采样、电压鉴别、开关延时、采样定时及电子开关未级共五级组成，电压采样及电压鉴别确定电容并网与否，开关延时给出电容并网对采样的时延，采样定时给出预设采样及电容并网时间范围，未级是带动接触器使补偿电容并网的中间继电器。
所述电压采样是降压变压器TR及降压桥式整流后的采样点
所述电压鉴别由一级前置放大IC′1C和一级推挽放大IC′1B和IC′1A及其外围元件组成；所述开关延时由二与或门IC′3A，IC′3B及IC′3C和缓冲器IC′2A、IC′2B、IC′2C、IC′2D、IC′2E及IC′2F以及相关二极管、阻容元件组成；所述采样定时由主振荡IC5，分频IC5、IC6，计数IC2A，IC2B，IC7A，IC7B，时间七段码显示IC3，IC4及显示屏CM以及设定采样时间的随机存贮器RAM，即IC1，组成；所述电子开关未级由补偿电容并网的中间继电器RL和驱动三极管T′1、T′2、T′3及其外围元件组成。
结合附图，进一步说明本实用新型内容。
图1本实用新型系统图图2本实用新型电子开关控制电路的电源及电压采样电路图图3本实用新型开关延时电路图图4用于补偿电容并入或退出电网的电子开关的未级图图5采样定时及相应时间点的七段码显示电路图1是本实用新型系统图。上图是补偿电容自动并入用以负载端无功损耗补偿的电路原理图；下图是补偿电容自动并入电网的电子开关的控制电路原理框图。
先说上图。所谓无功损耗补偿，不过是在电力输电工程中，向感性负载并上个电容C。本实用新型核心是补偿电容C并入或退出电网的电子开关。图中J1，J2，J3表示接触器，右面三个有J的小方框是接触器的动作电磁铁线圈，左面RL标注部分是补偿电容并入电网的开关常开触点。
左面虚线方框是感性负载的补偿电容部分，在虚线框内连接放电电阻的是常闭触点。当补偿电容并入电力补偿电路时，常开触点处于闭合状态，而常闭触点断开；当该电容退出电力补偿电路时，电容通过常闭触点及放电电阻而放电。
右面虚线方框是补偿电容自动并入电网的电子开关的控制电路部分。控制电路原理框图在图1下图说明，具体电路见图2，图3，图4和图5。K4是控制电路备用电池开关。当电力交流电掉电时，人工合上开关K4，可维持控制电路供电80小时。上面FS是保险丝，DZ10是空气开关，合闸则电力自动补偿装置处于备用状态。上面与三条输电线相连的方框是感性负载的电力用户。
顺便说一下，补偿电容C是安装在户外的锌一铅复合金属化膜电容器，既可自愈，又可防爆。
再说下图。图1下图是补偿电容自动并入电网的电子开关的控制原理框图。首先对电力传输的电压进行采样；再进行电压鉴别，看其数值是否大于400伏，420伏，还是小于400伏；采样后再做延时处理；最后依电压数值范围，来操作电子开关，使补偿电容并入还是退出电力传输线网。如果电压在400至420伏间则定义为“过压”，未并入的电容不再并入；若电压大于420伏则定义为“超压”，补偿电容逐相退出电力传输线网。若电压在400伏以下，甚至低于标称电压380伏时，则从采样时间点开始，按照预先设定(下面简称“预设”)的延时值，逐相并入补偿电容。延时在RAM内设定(下面详述)，最短是10分钟，亦可取其他值。
采样定时和时间显示原理在上面虚线框内列出石英振荡和分频电路，先给出固定的主频时钟频率，如3.2765兆赫，再经计数触发等过程给出初时钟脉冲，如1/2HZ；再往下经下一级电路分频，给出次时钟脉冲如1分及1小时；该次时钟脉冲给计数电路得出上下午时数及分钟数，并在常规的液晶显示电路上显示采样时间点的对应时间，时间一天按24小时计，有上午下午之分。次时钟脉冲，通过随机存贮器RAM设定时间间隔比较确定循环往复的采样时间点。这里应指出，RAM的延时设定，可以从外面操作偏程，人工设定写入的。
图2是本实用新型自动补偿电子开关的控制电路的电源电路图。市电线电压经变压器TR降压，降为12V，然后分上下两路B1、B2进行硅桥桥式整流。上面一路B2整流后由电路C′B滤波，作为市电线电压波动的采样点
。下面一路B1整流电容滤波后，再经电压变延时电路组成，电压采样由
点而来，(图2中已述)，电压鉴别由三个放大电路IC′1及其外围电路组成，其中P′1、P′2是调压电位器，延时电路由二“与或非门”电路IC′3和缓冲电路IC′2以及相关元器件组成。
当IC′1的1脚输出为高电平时，则
三点(见图4)有输出信号的则继续输出，没有输出信号则不再输出。此时，表示鉴别市电线电压已达到400伏，处于“过压”状态。
当IC′1的7脚输为低电平时，则
三点没有信号输出，分别使电子开关未级RL动作，使补偿电容退出电力网，即切断。同样切断都相继延迟15秒进行。此时，表示鉴别市电已达420伏，处于“超压”状态。
当市电线电压低于400伏时，处于正常工作状态。
图4补偿电容并入或退出电网的电子开关的未级电路。该电路分别由功放三级管T′1、T′2、T′3及其中间继电器RL1、RL2、RL3组成。中间继电器的触头再去带动接触器J。当图3延时电路
有信号来临，则相应晶体管通导，线圈RL有电流，使接触器常闭触点开断，而常开触点吸合，即补偿电容C并入电力网。那路有信号来，相应那路的补偿电容就并网，依次类推，
都有信号，则相应
的三套补偿电容全并网。
图5是电力电压采样定时控制及相应时间点的七段码显示电路，由振荡电路IC5，分频电路IC6，计数电路IC7，IC2，显示电路IC3，IC4以及存贮器(RAM)IC1组成。
集成电路IC5外接相应石英振子XT，得到3.2765兆赫振频，然后经分频，在Q14脚输出1/2HZ的脉冲，并打入集成电路IC6的时钟脚CLK。
集成电路IC6将1/2HZ送来脉冲，继续分频，最后经D1、D2、D3和电阻R1、R18输出每10分钟1个脉冲，送入计数器IC2B的9脚。SW2为调试开关，拨向R38端，使1/2HZ脉冲直接送入计数器，使计数快速运行，以看效果。
集成电路IC7，IC2是计数电路。IC2B是9脚接受IC6送来的每10分钟1个脉冲从IC2B的Q2脚输出10分位信号。该10分位的脉冲打入IC2A，使IC2A输出小时位信号。该小时位的脉冲打入IC7A，使IC7A输出10小时位信号。该10小时位脉冲打入IC7B，使IC7B输出上午(即0-12点)和下午(即13-24点)的上下午信号。IC2B通过D6、R5、R6接成6进制，IC7A和IC2A接成12进制。
集成电路IC3、IC4组成简单的译码驱动电路。经IC2B的十分位输出，IC2A的小时位输出，IC7A的10小时位输出，以及IC7B的上下午输出四类信号，经射极输出驱动电路T1、T2、T3、T4、T5，送入七段码显示驱动电路IC3和IC4。该驱动电路的输出，经七段码显示屏CM1显示电力电压采样时间[上午(或下午)时分]的比如、PM830表示上午8点30分。(注三极管T1、T2为上下午指示驱动，T3为秒信号驱动，T4为10小时显示驱动)。
集成电路IC1是随机存贮器RAM，计数器IC7，IC2的时间脉冲(BCD码)送到随机存贮器IC1的地址A0-A9，并与RAM内预定时间间隔作比较，经DO脚输出，输出的数据
。数据
再经射极输出隔离级T6的R33输出的时间点
，送入图3的
点，给电子开关动作定时标。SW1为读写开关，当拨向地端时为写入，RAM.可人工写入；拨向另一端为读出。SW3为数据开关，当拨向电源端时，写入为高电平。在读出状态时，SW3不起作用。
总之，在随机存贮器IC1中预先设定时间后，补偿电容并网的电子开关每天可按设定时间点周而复始工作。
顺便说一下，当市电掉电时，电子开关控制电路有备用电源电池可维持开关定时RAM及时间显示持续运行80小时。此时，图5中的T7和图2虚线框中的T5分别使时间显示屏CM1和RAM集成电路IC1悬空而维持数据。
该补偿器安装在户外电线杆上。
本实用新型优点1、适用于居民住宅区、商业及农村的工农业等的380/220伏的线、相电压的低压配电网络，给负载端无功损耗作补偿。
2、可根据电网电压及负载变化，自动控制补偿电容并网或退出。
3、断电后控制电路有备用电源，能维持RAM工作达80小时，给电网维护带来方便。
4、可提高功率因数达0.15-0.4，电力变压器有效容量提升15-40％，感性负载输电线减少线损20-60％，平均30％。若安装1干法补偿电容，平均每小时节电0.05千瓦小时。
实施例1集成电路 型号 名 称 型号IC1 LM2114二极管D 1N4148IC2 CD4518电压变换器M1LM7806IC3 CD4511变压器TRBK25IC4 接触器J CJ19IC5 CD4060三极管T19015IC6 CD4040其余三极管 8050IC7 CD4518中间继电器RLJQX-12FIC11 LM324IC21 CD40106IC31 CD4093补偿器安装在居民住宅区，设补偿电容并网时间为从晚6点到夜12点，共6小时。经使用，效果明显。
实施例2补偿器安装在某大商厦内，设补偿电容并网时间从早8点到晚8点，共12小时。其他条件同实施例1。经使用，效果明显。
权利要求1.一种负载端输电自动补偿器，其特征在于由补偿电容及其并网电子开关组成；所述补偿电容是安装在户外的由接触器控制的既能自愈又能防暴的锌一铅复合膜电容器C；所述电子开关由电压采样、电压鉴别、开关延时、采样定时及电子开关未级共五级组成，电压采样及电压鉴别确定电容并网与否，开关延时给出电容并网对采样的时延，采样定时给出预设采样及电容并网时间范围，未级是带动接触器使补偿电容并网的中间继电器。
2.根据权利要求1所述的补偿器，其特征在于所述电压采样是降压变压器TR及降压桥式整流后的采样点
所述电压鉴别由一级前置放大IC′1C和一级推挽放大IC′1B和IC′1A及其外围元件组成；所述开关延时由二与或门IC′3A，IC′3B及IC′3C和缓冲器IC′2A、IC′2B、IC′2C、IC′2D、IC′2E及IC′2F以及相关二极管、阻容元件组成；所述采样定时由主振荡IC5，分频IC5、IC6，计数IC2A，IC2B，IC7A，IC7B，时间七段码显示IC3，IC4及显示屏CM以及设定采样时间的随机存贮器RAM，即IC1，组成；所述电子开关未级由补偿电容并网的中间继电器RL和驱动三极管T′1、T′2、T′3及其外围元件组成。
专利摘要负载端输电自动补偿器属于输电工程,补偿网络感性负载无功损耗的电力装置。其目的在于提出一种在输电工程中,用户无功损耗自动补偿的电力装置。该补偿器由电压采样,电压鉴别,开关延时,采样定时、电子开关末级组成的电子开关及并网的补偿电容C构成的。该补偿器可提高功率因数达0.15—0.4。经使用,效果明显。
文档编号H02J3/18GK2278298SQ96219388
公开日1998年4月8日 申请日期1996年10月8日 优先权日1996年10月8日
发明者邹瑞云, 朱平 申请人:邹瑞云, 朱平