一种发电机无功补偿装置及方法与流程

1.本发明涉及无功补偿技术领域，特别涉及一种发电机无功补偿装置及方法。


背景技术：

2.无功功率补偿简称无功补偿，在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。然而目前市面上使用的发电机无功补偿装置仍存在以下几点问题：
3.1、传统的无功补偿装置主要是无源装置，是在系统母线上并联或者在线路中串联一定容量的电容器或者电抗器。这些补偿措施改变了网络参数，特别是改变了波阻抗、电气距离和系统母线上的输入阻抗。无源装置使用机械开关，因而不能实现短时纠正电压升高或降落的功能；
4.2、传统的无功补偿装置尝试使用静止无功补偿器作为连续调节并与系统进行无功功率交换的元件，但是由于换流元件关断不可控，因而容易产生较大的谐波电流，而且其对电网电压波动的调节能力不够理想。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种发电机无功补偿装置及方法，通过智能选项开关根据三相交流电的相序特征，在数个交流周期内按各相的相位，利用单片机程序分别对被控电容进行投切操作，具有无冲击、低功耗、高寿命、低故障率的优点，同时谐波含量大大减小，通过网络信号通讯模块自动跟踪电网功率因数及无功电流数据，自动调节控制智能选项开关对电容进行投切操作，对电力系统稳定起到了积极的作用，同时降低了电力系统的铜耗，实现发电机的无功补偿，有效的起到了节能的效果，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种发电机无功补偿装置，包括机箱，机箱上表面安装有散热机架，机箱前侧分别通过铰链与第一前门和第二前门开合连接，第一前门表面安装有控制面板，第二前门表面分别安装有总开关、控制按键和显示面板，机箱内分别设置有无功补偿装置和控制器，无功补偿装置安装在第一前门内侧，控制器安装在第二前门内侧，控制器上表面分别通过导线与无功补偿装置电性连接，无功补偿装置分别设置不少于一个且平行分布在机箱内。
8.进一步的，散热机架内安装有散热风扇，散热机架四周分别设置为格栅结构，机箱两侧分别设置有通风口，控制面板一侧分别设置有指示灯，控制面板内侧分别通过导线与无功补偿装置电性连接，显示面板分别设置有三项电压显示区和三相电流显示区。
9.进一步的，无功补偿装置由熔断器和智能选项开关构成，熔断器分别通过螺栓与支路固定板固定连接，熔断器下端分别通过导线与智能选项开关电性连接，智能选项开关
分别通过螺栓与开关支撑板固定连接，支路固定板和开关支撑板两端分别通过螺栓与总线路固定板固定连接。
10.进一步的，开关支撑板下表面分别通过螺栓与电抗器固定连接，智能选项开关下端分别通过导线与电抗器电性连接，电抗器通过导线与电容电性连接，电容下表面分别通过螺栓与电容支撑板固定连接，电容支撑板下端分别安装有绝缘棒，绝缘棒下表面分别通过螺栓与机箱内壁下表面固定连接。
11.进一步的，熔断器分别由双路熔断器和单路熔断器构成，双路熔断器与单路熔断器相互间隔设置，双路熔断器下表面分别通过导线与智能选项开关上表面两端电连接。
12.进一步的，智能选项开关由机械开关和单片机结合构成，智能选项开关内的单片机分别控制机械开关进行闭合和断开，分别利用导线对电容进行无涌流和无过电压的投切操作。
13.进一步的，电容分别通过导线并联，熔断器上端分别通过导线与母排电连接，母排上端分别安装有电流互感器，机箱内壁上端分别安装有电压互感器，电流互感器和电压互感器分别通过导线与显示面板电性连接。
14.进一步的，控制器内设置有主控制芯片，主控制芯片包括选项开关控制模块、温度监测模块、显示模块、感性电路监测模块、容性电路监测模块和网络信号通讯模块，感性电路监测模块通过通讯信号与容性电路监测模块进行数据交互，显示模块输出端与显示面板电性连接。
15.进一步的，选项开关控制模块输出端与智能选项开关电性连接，温度监测模块输出端与散热机架电性连接，感性电路监测模块和容性电路监测模块输出端与控制面板电性连接。
16.本发明提供另一种技术方案，一种发电机无功补偿装置的补偿方法，包括以下步骤：
17.步骤一：打开总开关，通过感性电路监测模块和容性电路监测模块监测容性功率和感性功率，当感性无功负载吸收能量时，容性负载释放能量；
18.步骤二：显示模块将检测到的数据处理后传输至显示面板实时显示，网络信号通讯模块通过网络通讯信号自动跟踪电网功率因数及无功电流数据；
19.步骤三：选项开关控制模块根据网络信号通讯模块接收到的数据进行分析处理，控制智能选项开关对电容进行投切操作，实现发电机的无功补偿，有效的起到了节能的效果。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.1.本发明提出的本发电机无功补偿装置及方法，在双路熔断器出现故障时，分别通过单路熔断器对双路熔断器进行核验，方便后期检修，减少停机维修的时间，提高了检修效率。
22.2.本发明提出的本发电机无功补偿装置及方法，通过智能选项开关根据三相交流电的相序特征，在数个交流周期内按各相的相位，利用单片机程序分别对被控电容进行投切操作，具有无冲击、低功耗、高寿命、低故障率的优点，同时谐波含量大大减小。
23.3.本发明提出的本发电机无功补偿装置及方法，通过主控制芯片控制机箱内元器件，响应速度较快，能够迅速连续调节系统无功功率，能够抑制电压波动和闪变。
24.4.本发明提出的本发电机无功补偿装置及方法，通过网络信号通讯模块自动跟踪电网功率因数及无功电流数据，自动调节控制智能选项开关对电容进行投切操作，对电力系统稳定起到了积极的作用，同时降低了电力系统的铜耗，实现发电机的无功补偿，有效的起到了节能的效果。
附图说明
25.图1为本发明的整体结构示意图；
26.图2为本发明的第一前门展开示意图；
27.图3为本发明的第二前门展开示意图；
28.图4为本发明的熔断器和智能选项开关连接示意图；
29.图5为本发明的电容和绝缘棒连接示意图；
30.图6为本发明的无功补偿装置局部结构正视图；
31.图7为本发明的控制器模块图。
32.图中：1、机箱；11、散热机架；12、第一前门；13、第二前门；14、总开关；15、控制按键；16、控制面板；17、显示面板；18、通风口；19、指示灯；2、无功补偿装置；21、熔断器；211、双路熔断器；212、单路熔断器；22、智能选项开关；23、支路固定板；24、开关支撑板；25、电抗器；26、电容；27、电容支撑板；28、绝缘棒；3、控制器；31、主控制芯片；32、选项开关控制模块；33、温度监测模块；34、显示模块；35、感性电路监测模块；36、容性电路监测模块；37、网络信号通讯模块。
具体实施方式
33.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。
34.请参阅图1-3，一种发电机无功补偿装置，包括机箱1，机箱1上表面安装有散热机架11，机箱1前侧分别通过铰链与第一前门12和第二前门13开合连接，第一前门12表面安装有控制面板16，第二前门13表面分别安装有总开关14、控制按键15和显示面板17，机箱1内分别设置有无功补偿装置2和控制器3，无功补偿装置2安装在第一前门12内侧，控制器3安装在第二前门13内侧，控制器3上表面分别通过导线与无功补偿装置2电性连接，无功补偿装置2分别设置不少于一个且平行分布在机箱1内，散热机架11内安装有散热风扇，散热机架11四周分别设置为格栅结构，机箱1两侧分别设置有通风口18，控制面板16一侧分别设置有指示灯19，控制面板16内侧分别通过导线与无功补偿装置2电性连接，显示面板17分别设置有三项电压显示区和三相电流显示区，通过控制器3分别控制无功补偿装置2，整体占地面积小，对电力系统稳定起到了积极的作用，同时降低了电力系统的铜耗，节能效果明显。
35.请参阅图4-6，无功补偿装置2由熔断器21和智能选项开关22构成，熔断器21分别通过螺栓与支路固定板23固定连接，熔断器21下端分别通过导线与智能选项开关22电性连接，智能选项开关22分别通过螺栓与开关支撑板24固定连接，支路固定板23和开关支撑板24两端分别通过螺栓与总线路固定板固定连接，开关支撑板24下表面分别通过螺栓与电抗
器25固定连接，智能选项开关22下端分别通过导线与电抗器25电性连接，电抗器25通过导线与电容26电性连接，电容26下表面分别通过螺栓与电容支撑板27固定连接，电容支撑板27下端分别安装有绝缘棒28，绝缘棒28下表面分别通过螺栓与机箱1内壁下表面固定连接，通过绝缘棒28起到了绝缘的效果，电抗器25起到了抑制谐振的效果，维持电流电压的稳定，熔断器21分别由双路熔断器211和单路熔断器212构成，双路熔断器211与单路熔断器212相互间隔设置，在双路熔断器211出现故障时，分别通过单路熔断器212对双路熔断器211进行核验，方便后期检修，减少停机维修的时间，提高了检修效率，双路熔断器211下表面分别通过导线与智能选项开关22上表面两端电连接，智能选项开关22由机械开关和单片机结合构成，智能选项开关22内的单片机分别控制机械开关进行闭合和断开，分别利用导线对电容26进行无涌流和无过电压的投切操作，通过智能选项开关22根据三相交流电的相序特征，在数个交流周期内按各相的相位，利用单片机程序分别对被控电容26进行投切操作，具有无冲击、低功耗、高寿命、低故障率的优点，同时谐波含量大大减小，电容26分别通过导线并联，熔断器21上端分别通过导线与母排电连接，母排上端分别安装有电流互感器，机箱1内壁上端分别安装有电压互感器，电流互感器和电压互感器分别通过导线与显示面板17电性连接，通过电流互感器和电压互感器实时监测内部电流和电压，显示面板17清晰显示数据，观察方便。
36.请参阅图7，控制器3内设置有主控制芯片31，主控制芯片31包括选项开关控制模块32、温度监测模块33、显示模块34、感性电路监测模块35、容性电路监测模块36和网络信号通讯模块37，感性电路监测模块35通过通讯信号与容性电路监测模块36进行数据交互，显示模块34输出端与显示面板17电性连接，选项开关控制模块32输出端与智能选项开关22电性连接，温度监测模块33输出端与散热机架11电性连接，感性电路监测模块35和容性电路监测模块36输出端与控制面板16电性连接，通过主控制芯片31控制机箱1内元器件，响应速度较快，能够迅速连续调节系统无功功率，能够抑制电压波动和闪变，网络信号通讯模块37自动跟踪电网功率因数及无功电流数据，自动调节控制智能选项开关22对电容26进行投切操作，实现发电机的无功补偿，有效的起到了节能的效果。
37.一种发电机无功补偿装置的补偿方法，包括以下步骤：
38.步骤一：打开总开关14，通过感性电路监测模块35和容性电路监测模块36监测容性功率和感性功率，当感性无功负载吸收能量时，容性负载释放能量；
39.步骤二：显示模块34将检测到的数据处理后传输至显示面板17实时显示，网络信号通讯模块37通过网络通讯信号自动跟踪电网功率因数及无功电流数据；
40.步骤三：选项开关控制模块32根据网络信号通讯模块37接收到的数据进行分析处理，控制智能选项开关22对电容26进行投切操作，实现发电机的无功补偿，有效的起到了节能的效果。
41.综上所述，本发电机无功补偿装置及方法，在双路熔断器211出现故障时，分别通过单路熔断器212对双路熔断器211进行核验，方便后期检修，减少停机维修的时间，提高了检修效率，通过智能选项开关22根据三相交流电的相序特征，在数个交流周期内按各相的相位，利用单片机程序分别对被控电容26进行投切操作，具有无冲击、低功耗、高寿命、低故障率的优点，同时谐波含量大大减小，通过主控制芯片31控制机箱1内元器件，响应速度较快，能够迅速连续调节系统无功功率，能够抑制电压波动和闪变，网络信号通讯模块37自动
跟踪电网功率因数及无功电流数据，自动调节控制智能选项开关22对电容26进行投切操作，对电力系统稳定起到了积极的作用，同时降低了电力系统的铜耗，实现发电机的无功补偿，有效的起到了节能的效果。
42.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。