一种变压器补偿控制装置及变压器的制作方法

本实用新型涉及电气领域，具体而言，涉及一种变压器补偿控制装置及变压器。

背景技术：

在10KV交流供配电系统中，电力变压器是输配电力的主要设备，它把10KV等级的电压降为400V以适用于日常生产生活中的用电设备。变压器的工作原理基于电磁感应，本身也会产生一定的电能损失，即铁损(铁芯的磁滞和涡流)和铜损(绕组的电阻)，这部分损失的电能被变压器自身运行而消耗，不能转换为其他能量，即为变压器的空载损耗，是配电系统中无功功率构成的一部分。配电系统中的无功功率主要包括变压器的无功损耗、供电线路无功损耗、电感用电设备无功损耗。

无功功率对供、用电产生的不良影响主要表现在：一是降低了发电机有功功率的输出；二是降低输、配电设备的供电能力；三是造成线路电压损失增大和电能损耗的增加；四是造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。

业内一般采用以下几种方法：一是做一组人工手动投切随器电容器，能解决上述问题，但保证不了投切电容的及时性和多变性，还增加了机会成本；二是在变压器低压侧并联一台容量相适的随器电容器，做变压器的无功补偿，但因没有严格保护和自动投切装置的成套产品，不够灵活反而常出现安全问题，再者电容器不间断投运，与跟踪补偿叠加重复，紊乱了自动补偿器的监测数据，加速了电容器的老化。三是安装了高压配电柜的用户，把自动补偿控制器的采样电流由二次侧迁至一次侧，这样即使变压器空载也能监测到电流，从而实现低压侧的大电容投入，但还是存在过补现象和不严谨性、不直观性、不安全性，不宜推广。然而，绝大多数的变压器用户由于缺乏相关产品信息、缺乏技术人员，缺乏安全有效的空载和轻微负载补偿成套装置，而不能妥善解决问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种变压器补偿控制装置，本实用新型提供的变压器补偿控制装置用于补偿变压器的无功功率，能够提高变压器空载和轻载运行时的功率因数，降低了电网中的电能消耗，改善电力系统的电能和电压质量，降低了用户的经济损失，对国家的能源利用和用户的经济效益起到促进作用。

本实用新型的目的在于提供一种变压器，本实用新型提供的变压器能够自主补偿无功功率，能够提高变压器空载和轻载运行时的功率因数，降低了电网中的电能消耗，改善电力系统的电能和电压质量，降低了用户的经济损失，对国家的能源利用和用户的经济效益起到促进作用。

本实用新型提供一种技术方案：

一种变压器补偿控制装置，用于补偿变压器的无功功率，包括第一电容器投切组、第二电容器投切组及控制单元，

所述第一电容器投切组用于与所述变压器的负载连接，用于补偿所述变压器空载时的无功功率；

所述控制单元与所述第二电容器投切组连接，用于当所述变压器轻载时，控制所述第二电容器投切组与所述变压器的负载连接，以补偿所述变压器轻载时的无功功率；

所述控制单元与所述第一电容器投切组连接，用于当所述变压器全载时，控制所述第一电容器投切组及所述第二电容器投切组断开。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述控制单元包括控制模块、第一接触器组及第二接触器组，所述第一接触器组连接所述变压器的负载及所述第一电容器投切组，所述第二接触器组连接所述变压器的负载及所述第二电容器投切组；

所述控制模块用于检测所述变压器的负载的电流；

所述控制模块与所述第二接触器组连接，用于当所述电流大于第一预设值时，控制所述第二接触器组接通，使所述第二电容器投切组与所述变压器的负载连通，以补偿所述变压器轻载时的无功功率；

所述控制模块与所述第一接触器组连接，用于当所述电流大于第二预设值时，控制所述第一接触器组及所述第二接触器组断开。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述控制模块包括电流互感器、第一电流动作器及第二电流动作器，所述电流互感器、所述第一电流动作器及所述第二电流动作器依次连接；

所述电流互感器与所述变压器的负载电连接，用于感应所述变压器的负载的电流；

所述第二电流动作器用于当所述电流大于所述第一预设值时，控制所述第二接触器组接通，使所述第二电容器投切组与所述变压器的负载连通，以补偿所述变压器轻载时的无功功率；

所述第一电流动作器用于当所述电流大于第二预设值时，控制所述第一接触器组及所述第二接触器组断开。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述第一电流动作器包括第一电流继电器、第一常闭触头及第二常闭触头，所述第一电流动作器与所述电流互感器连接，所述第一常闭触头与所述第一接触器组连接，所述第二常闭触头用于所述第二接触器组连接；

所述第一电流继电器用于当所述电流大于所述第二预设值时，所述第一电流继电器得电；

所述第一常闭触头用于当所述第一电流继电器得电时断开所述第一电容器投切组；

所述第二常闭触头用于当所述第一电流继电器得电时断开所述第二电容器投切组。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述第二电流动作器包括第二电流继电器及第一常开触头，所述第二电流继电器与所述电流互感器连接，所述第一常开触头与所述第二接触器连接；

所述第二电流继电器用于当所述电流大于所述第一预设值时，所述第二电流继电器得电；

所述第一常开触头用于当所述第二电流继电器得电时，闭合所述第二电容器投切组，使所述第二电容器投切组与所述变压器的负载连通，以补偿所述变压器轻载时的无功功率。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第一接触器组包括第一继电器本体及第三常开触头，所述第三常开触头与所述第一电容器投切组串联，所述第一继电器本体与所述控制模块连接；

所述第一继电器本体用于当所述电流大于第二预设值时，控制所述第三常开触头断开。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第二接触器组包括第二继电器本体及第四常开触头，所述第四常开触头与所述第二电容器投切组串联，所述第二继电器本体与所述控制模块连接；

所述第二继电器本体用于当所述电流大于第一预设值时，控制所述第四常开触头闭合；

所述第二继电器本体还用于当所述电流大于第二预设值时，控制所述第四常开触头断开。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述变压器补偿控制装置还包括断路器，所述断路器与所述第一电容器投切组及所述第二电容器投切组串联。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述变压器补偿控制装置还包括热过载继电器，所述热过载继电器与所述第一电容器投切组及所述第二电容器投切组串联。

一种变压器，包括变压器补偿控制装置。所述变压器补偿控制装置用于补偿变压器的无功功率，所述变压器补偿控制装置包括第一电容器投切组、第二电容器投切组及控制单元，

所述第一电容器投切组用于与所述变压器的负载连接，用于补偿所述变压器空载时的无功功率；

所述控制单元与所述第二电容器投切组连接，用于当所述变压器轻载在时，控制所述第二电容器投切组与所述变压器的负载连接，以补偿所述变压器轻载时的无功功率；

所述控制单元与所述第一电容器投切组连接，用于当所述变压器全载时，控制所述第一电容器投切组及所述第二电容器投切组断开。

本实用新型提供的变压器补偿控制装置及变压器的有益效果是：在本实用新型中，第一电容器投切组用于与变压器的负载连接，用于补偿变压器空载时的无功功率；控制单元与第二电容器投切组连接，用于当变压器的电流大于第一预设值时，控制第二电容器投切组与变压器的负载连接，以补偿变压器轻载时的无功功率；控制单元与第一电容器投切组连接，用于当变压器电流大于第二预设值时，控制第一电容器投切组及第二电容器投切组断开。本实用新型提供的变压器补偿控制装置用于补偿变压器的无功功率，能够提高变压器空载和轻载运行时的功率因数，降低了电网中的电能消耗，改善电力系统的电能和电压质量，降低了用户的经济损失，对国家的能源利用和用户的经济效益起到促进作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的变压器补偿控制装置的组成框图。

图2为本实用新型实施例一提供的变压器补偿控制装置的控制单元的组成框图。

图3为本实用新型实施例一提供的变压器补偿控制装置的控制单元的控制模块的组成框图。

图4为本实用新型实施例一提供的变压器补偿控制装置的控制单元的控制模块的第一电流动作器的组成框图。

图5为本实用新型实施例一提供的变压器补偿控制装置的电路图。

图6为本实用新型实施例一提供的变压器补偿控制装置的控制单元的控制模块的第二电流动作器的组成框图。

图7为本实用新型实施例一提供的变压器补偿控制装置的控制单元的第一接触器组的组成框图。

图8为本实用新型实施例一提供的变压器补偿控制装置的控制单元的第二接触器组的组成框图。

图标：10-变压器补偿控制装置；100-控制单元；110-控制模块；112-电流互感器；114-第一电流动作器；1142-第一电流继电器；1144-第一常闭触头；1146-第二常闭触头；116-第二电流动作器；1162-第二电流继电器；1164-第一常开触头；120-第一接触器组；122-第一继电器本体；124-第三常开触头；130-第二接触器组；132-第二继电器本体；134-第四常开触头；200-第一电容器投切组；300-第二电容器投切组；400-断路器；500-热过载继电器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供了一种变压器补偿控制装置10，本实施例提供的变压器补偿控制装置10用于补偿变压器的无功功率，能够提高变压器空载和轻载运行时的功率因数，降低了电网中的电能消耗，改善电力系统的电能和电压质量，降低了用户的经济损失，对国家的能源利用和用户的经济效益起到促进作用。

在本实施例中，变压器补偿控制装置10包括第一电容器投切组200、第二电容器投切组300及控制单元100；

第一电容器投切组200用于与变压器的负载连接，用于补偿变压器空载时的无功功率；

控制单元100与所述第二电容器投切组300连接，用于当变压器的电流大于第一预设值时，控制第二电容器投切组300与变压器的负载连接，以补偿变压器轻载时的无功功率；

控制单元100与第二电容器投切组300连接，用于当变压器的电流大于第二预设值时，控制第一电容器投切组200及第二电容器投切组300断开。

在本实施例中，当变压器空载时，只有第一电容器投切组200接入变压器的负载电路。当变压器的电流大于第一预设值时，变压器接入了较小负载，变压器轻载，第二电容器投切组300与变压器负载连通，补偿轻载时的无功功率。当变压器的电流大于第二预设值时，第一电容器投切组200及第二电容器投切组300断开，变压器全载。此时，由预先安装的跟踪补偿对其补偿。

在本实施例中，第一预设值为100mA。

在本实施例中，第二预设值为150mA。

在本实施例中，第一电容器投切组200包括一个电容器投切装置。

需要说明的是，在本实施例中，第一电容器投切组200包括一个电容器投切装置，但是不限于此，在本实用新型的其他实施例中，第一电容器投切组200可以包括两个电容器投切装置、三个电容器投切装置等，电容器投切装置的数量不作具体限定。

在本实施例中，第二电容器投切组300包括一个电容器投切装置。

需要说明的是，在本实施例中，第二电容器投切组300包括一个电容器投切装置，但是不限于此，在本实用新型的其他实施例中，第二电容器投切组300可以包括两个电容器投切装置、三个电容器投切装置等，电容器投切装置的数量不作具体限定。

在本实施例中，电容器投切装置包括三个电容，三个电容并联后与变压器的负载连接。

请参阅图2，在本实施例中，控制单元100包括控制模块110、第一接触器组120及第二接触器组130，第一接触器组120连接变压器的负载及第一电容器投切组200，第二接触器组130连接变压器的负载及第二电容器投切组300；

控制模块110用于检测变压器的负载的电流；

控制模块110与第二接触器组130连接，用于当电流大于第一预设值时，控制第二接触器组130接通，使第二电容器投切组300与变压器的负载连通，以补偿变压器轻载时的无功功率；

控制模块110与第一接触器组120连接，用于当电流大于第二预设值时，控制第一接触器组120及第二接触器组130断开。

请参阅图3，在本实施例中，控制模块110包括电流互感器112、第一电流动作器114及第二电流动作器116，电流互感器112、第一电流动作器114及第二电流动作器116依次连接；

电流互感器112与变压器的负载电连接，用于感应变压器的负载的电流；

第二电流动作器116用于当电流大于第一预设值时，控制第二接触器组130接通，使第二电容器投切组300与变压器的负载连通，以补偿变压器轻载时的无功功率；

第一电流动作器114用于当电流大于第二预设值时，控制第一接触器组120及第二接触器组130断开。

在本实施例中，电流互感器112感应变压器的负载的电流后，当电流大于第一预设值时，第二电流动作器116触发，当电流大于第二预设值时，第一电流动作器114触发。

请参阅图4及图5，在本实施例中，第一电流动作器114包括第一电流继电器1142、第一常闭触头1144及第二常闭触头1146，第一电流动作器114与电流互感器112连接，第一常闭触头1144与第一接触器组120连接，第二常闭触头1146用于第二接触器组130连接；

第一电流继电器1142用于当电流大于第二预设值时，第一电流继电器1142得电；

第一常闭触头1144用于当第一电流继电器1142得电时断开第一电容器投切组200；

第二常闭触头1146用于当第二电流继电器1162得电时断开第二电容器投切组300。

在本实施例中，当第一电流继电器1142触发后，第一常闭触头1144及第二常闭触头1146断开，使第一电容器投切组200及第二电容器投切组300断开，变压器的负载无需无功功率的补偿。

请参参阅图5及图6，在本实施例中，第二电流动作器116包括第二电流继电器1162及第一常开触头1164，第二电流继电器1162与电流互感器112连接，第一常开触头1164与第二接触器连接；

第二电流继电器1162用于当电流大于第一预设值时，第二电流继电器1162得电；

第一常开触头1164用于当第二电流继电器1162得电时，闭合第二电容器投切组300，使第二电容器投切组300与变压器的负载连通，以补偿变压器轻载时的无功功率。

在本实施例中，当第二电流继电器1162触发后，第一常开触头1164关闭，使得第二电容器投切组300与变压器负载连通，第二电容器投切组300进行无功功率补偿。

请参阅图7，在本实施例中，第一接触器组120包括第一继电器本体122及第三常开触头124，第三常开触头124与第一电容器投切组200串联，第一继电器本体122与控制模块110连接；

第一继电器本体122用于当电流大于第二预设值时，控制第三常开触头124断开。

在本实施例中，第一继电器本体122与第一常闭触头1144串联，当第一电流继电器1142触发后，第一常闭触头1144断开，使第一继电器本体122断电，从而使第三常开触头124断开。

请参阅图8，在本实施例中，第二接触器组130包括第二继电器本体132及第四常开触头134，第四常开触头134与第二电容器投切组300串联，第二继电器本体132与控制模块110连接；

第二继电器本体132用于当电流大于第一预设值时，控制第四常开触头134闭合；

第二继电器本体132还用于当电流大于第二预设值时，控制第四常开触头134断开。

在本实施例中，第二常闭触头1146、第一常开触头1164与第二继电器本体132串联，当电流大于第一预设值时，第二电流继电器1162触发，第一常开触头1164闭合，使第二继电器本体132得电，第四常开触头134闭合，以使第二电容器投切组300与变压器的负载连接，进行变压器轻载时无功功率的补偿。

请继续参阅图5，在本实施例中，变压器补偿控制装置10还包括断路器400，断路器400与第一电容器投切组200及第二电容器投切组300串联，用于保护第一电容器投切组200及第二电容器投切组300。

在本实施例中，变压器补偿控制装置10还包括热过载继电器500，热过载继电器500与第一电容器投切组200及第二电容器投切组300串联，用于保护第一电容器投切组200及第二电容器投切组300。

本实施例提供的变压器补偿控制装置10的工作原理：在本实施例中，当变压器空载时，第一电容器投切组200连入变压器负载，进行无功功率补偿，当电流大于第一预设值时，第二电流继电器1162触发，第一常开触头1164闭合，使第二继电器本体132得电。第二继电器本体132得电后，第二电容器投切组300接入到变压器的负载中。第一电容器投切组200及第一电容器投切组200进行变压器轻载的无功功率补偿。当电流大于第二预设值时，第二电流继电器1162触发，第一常闭触头1144及第二常闭触头1146断开，使得第一电容器投切组200及第二电容器投切组300与变压器负载断开。

综上所述，本实施例提供的变压器补偿控制装置10既能在变压器空载时进行无功功率补偿，又能在变压器轻载时进行无功功率补偿，能够提高变压器空载和轻载运行时的功率因数，降低了电网中的电能消耗，改善电力系统的电能和电压质量，降低了用户的经济损失，对国家的能源利用和用户的经济效益起到促进作用。

实施例二

本实施例提供了一种变压器，本实施例提供的变压器能够提高变压器空载和轻载运行时的功率因数，降低了电网中的电能消耗，改善电力系统的电能和电压质量，降低了用户的经济损失，对国家的能源利用和用户的经济效益起到促进作用。

为了简要描述，本实施例未提及之处，可参照实施例一。

在本实施例中，变压器包括变压器本体、负载、实施例一提供的变压器补偿控制装置10，变压器补偿控制装置10与负载连接。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。