一种用于10kV柱上无功补偿控制装置的制作方法

本实用新型属于线路无功补偿，节能降损的技术领域，具体涉及一种用于10kV柱上无功补偿控制装置。

背景技术：

功率因数是电能质量指标之一。提高功率因数可以有效降低电网损耗，提高设备利用率，符合当今低碳环保的社会理念。

近年来，随着用电负荷的快速增长，电源点及网架建设跟不上负荷的快速增长，导致电源电压质量不能保证，10kV配电线路部分线路线损大和低电压问题日益凸显。

目前线路上安装的无功补偿设备多以固定补偿为主，少数能够自动控制的也不能完全适应变化的电网运行条件，始终用单一判据和控制策略进行控制，难以满足线路的运行要求。

技术实现要素：

为了解决目前线路上安装的无功补偿设备多以固定补偿为主，少数能够自动控制的也不能完全适应变化的电网运行条件，始终用单一判据和控制策略进行控制，难以满足线路的运行要求的问题，本实用新型提供一种用于10kV柱上无功补偿控制装置。该装置能内部嵌入5种判据和控制策略，可根据电网实际运行情况远程修改控制策略，满足电网不同工况下的运行。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于10kV柱上无功补偿控制装置，包括电压/电流互感器、控制电路模块、真空接触器、高压并联电容器，其中电压/电流互感器、控制电路模块、真空接触器、高压并联电容器依次串联连接，电压/电流互感器与真空接触器相连接，所述控制电路模块包括模拟信号调理模块、A/D转换模块、中央处理器、开关量输入模块、开关量输出模块和电源模块，模拟信号调理模块、A/D转换模块、中央处理器、开关量输出模块依次串联连接，开关量输入模块与中央处理器相连接，真空接触器与开关量输入模块相连接。

进一步地，所述的控制电路模块还包括辅助功能模块，辅助功能模块包括LED显示模块，LED显示模块与中央处理器连接。

进一步地，所述辅助功能模块还包括数据存储及看门狗模块，数据存储及看门狗模块与中央处理器连接。

进一步地，所述辅助功能模块还包括RS232通讯接口和GPRS通讯模块，中央处理器通过RS232通讯接口与GPRS通讯模块连接。

进一步地，所述电源模块包括电源和后备电源。

进一步地，所述模拟信号调理模块采用信号变换、放大电路。

进一步地，所述中央处理器采用DSP。

进一步地，所述开关量输入采集模块、真空接触器、中央处理器、真空接触器驱动输出和真空接触器依次串联连接。

进一步地，该装置还外接有避雷器、跌落式熔断器和户外穿心式CT，避雷器、跌落式熔断器、户外穿心式CT与该装置以及隔离开关依次串联连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型适用于电网的多种运行工况，其中控制电路模块将电流信号和电压信号采入后，计算功率因数及无功，可根据电压无功判据、电压功率因数判据、电压时间判据、电压判据和时间判据多种控制策略控制真空接触器投切电容器，将电容器并入电网或退出电网以达到电网电压、无功、功率因数符合要求的目的。控制电路模块通过RS232通讯接口和GPRS远程数据通讯模块连接，以实现数据远传，设备遥控、参数远程整定，控制方式远程切换等功能。

附图说明

图1是本实用新型设备系统接入示意图；

图2是本实用新型用于10kV柱上无功补偿控制装置结构示意图；

图中各标号含义：1—电压/电流互感器；2—控制电路模块；3—真空接触器；4—高压并联电容器；5—GPRS通讯模块；6—跌落式熔断器；7—避雷器；21—模拟信号调理模块；22—A/D转换模块；23—中央处理器；24—开关量输入输出模块；25—电源模块；241—开关量输入模块；242—开关量输出模块；251—电源；252—后备电源；261—LED显示模块；262—数据存储及看门狗模块；263—RS232通讯接口。

具体实施方式

以下所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

实用新型的一种用于10kV柱上无功补偿控制装置由：电压/电流互感器，控制电路模块，真空接触器，电容器，GPRS通讯模块，跌落式熔断器，避雷器和安装附件等组成，其中电压互感器、电流互感器(柜内)、真空接触器、并联电容器及控制电路模块安装与柜体内部，柜体充分考虑IP防护等级及散热；电流互感器、跌落式熔断器及避雷器安装与户外，充分考虑防3污秽等级。

由于本实用新型的一种用于10kV柱上无功补偿控制装置运行在高压电网中，一旦发生故障所带来的危害和损失是巨大的。考虑到真空接触器3的寿命和用户对功率因数的不同要求，防止三相真空接触器3频繁动作，控制电路模块2可以对各个参数进行设置，控制电路模块2设有欠压、过流、过压、缺项、不平衡保护功能，欠压、过流保护功能是：如果馈线电压低于设定值，控制电路模块2进入欠压保护状态，即不发出电容器投入动作指令；而当电容器电流高于保护设定值时，控制电路模块2进入过流保护状态，切除电容器，不再发电容器投入动作指令。为了方便各项参数的设定和各实时值的读取，控制电路模块2还可以显示取样电压、电流、功率因数、无功功率。动作次数、真空接触器3当前位置等参数。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

实施例1

本实施例提供了一种用于10kV柱上无功补偿控制装置，如图1，包括包括电压/电流互感器1、控制电路模块2、真空接触器3、高压并联电容器4，其中电压/电流互感器1、控制电路模块2、真空接触器3、高压并联电容器4依次串联连接，电压/电流互感器1与真空接触器3相连接，所述控制电路模块2包括模拟信号调理模块21、A/D转换模块22、中央处理器23、开关量输入模块241、开关量输出模块242和电源模块25，模拟信号调理模块21、A/D转换模块22、中央处理器23、开关量输出模块242依次串联连接，开关量输入模块241与中央处理器23相连接，真空接触器3与开关量输入模块241相连接。

电压/电流互感器将采集的电压电流信号传递给控制电路模块2，控制电路模块2进行潮流方向判断，控制电路模块2通过将接收到的电压和电流信息计算得出视在功率、有功功率、无功功率、功率因数与基准电压值、无功值及功率因素值进行预判，根据判断的结果从而对真空接触器3发出投入或切除指令，通过开关量输出模块242真空接触器3内的线包吸和或释放衔铁，从而改变真空接触器3的分合状态改变并联电容器4并入电网或退出电网，变真空接触器3的额定开断电流满足并联电容器4额定电流；除在10kV电网使用外，还可以广泛应用于6kV电网线路，A/D转换模块22用于将输入的模拟量转换为数字量，以便中央处理器23接收和处理，其中电源模块25主要功能是给整个控制电路模块2供电。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，如图1，控制电路模块2还包括辅助功能模块26，辅助功能模块26包括LED显示模块261、数据存储及看门狗模块262、RS232通讯接口263和时钟芯片模块264；辅助功能模块主要是完善控制电路模块2的人机交互接口，LED显示模块261主要用于显示真空接触器3分合状态，数据存储及看门狗模块262主要用于查询电压调节的历史记录以及紧急报警，RS232通讯接口263具有两个独立的RS232通讯接口263，既可以通过无线通讯、也可以通过GPRS通讯查看，修改控制电路模块2的参数。真空接触器3接受控制电路模块2的指令，实现过压、失压、过流、缺项等保护。有效地解决了该装置在电网非正常运行时的安全隐患。

电源模块25包括电源251和后备电源252。电源251提供操作电源，后备电源252由低压大容量电容元件实现，当线路停电后，它给控制电路模块2提供工作电源，并给控制电路模块2存储数据保护现场及时钟芯片提供能量。

模拟信号调理模块21采用信号变换、放大电路，将模拟信号调理成适配A/D转换的信号。

中央处理模块23采用DSP 231，主要完成整个控制电路模块2的控制。

开关量输入输出模块24开关量输入241、开关量输出242主要作用是将DSP231发出的控制信号转换为可以驱动真空接触器3分合的信号。

如图2，该装置还外接有GPRS通讯模块5、跌落式熔断器6和避雷器7，跌落式熔断器6与本实用新型的装置依次连接，跌落式熔断器6负责提供短路保护，避雷器7和本实用新型的装置并联连接，避雷器7用于大气过电压保护。

工作原理：

控制电路模块2的操作电源由电源模块25提供，电压/电流互感器1(即PT二次侧电压，其中PT变比为10000/220，精度为0.5级)，控制电路模块2通过检测电压/电流互感器1输出侧电压，电流计算视在功率、有功工率、无功工率及功率因，中央处理器23数根据电压无功判据、电压功率因数判据、电压时间判据、电压判据和时间判据多种控制策略经过延时后发出控制信号通过开关量输出242控制真空接触器3投切电容器4，每次投切结束后，电压/电流互感器1继续采集电压电流信号，计算视在功率、有功工率、无功工率及功率因，控制电路模块2再次判断分合真空接触器3，直到电网电压、无功、功率因数达到设定要求为止。