帶有安全檢測系統的功率因數補償器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力系統控制領域，尤其涉及一種帶有安全檢測系統的功率因數補償器。
【背景技術】
[0002]在供電系統中，提高功率因數至關重要，它直接關系到輸電線路的電能損耗、供電的經濟性和質量。功率因數的補償措施一直為電力部門和用戶所重視。研制高安全性、可靠性的功率因數自動補償控制裝置具有實用價值。傳統的功率因數補償控制器多采用分立元件或小規模集成電路設計制造，功能比較單一，安全性及可靠性低。
[0003]目前，電網設置無功補償的方法有:同步調相機、固定電容補償以及由電容和可控(可變)電感構成的動態補償等。隨著智能控制技術的發展，無功功率補償裝置將用于更為復雜的系統之中，工業電網中對于功率因數補償的安全性要求越來越高，但在實際應用中各種補償技術在自動化程度、可連續性、對電網諧波的抑制、控制設備可靠性和安全性方面都有很大的開發空間。例如，電抗組出現故障時，用戶可能無法及時發現，即使發現故障，也要必須通過停止電網系統設備來進行檢修。這樣，一些生產型用戶將要承受設備停止和檢修帶來的經濟損失和人工成本。
[0004]無功功率補償對電力系統有著重要意義。目前，在歐、美、日本等一些發達國家，SVC補償裝置已經取得廣泛應用，SVG補償裝置的產業化也有將近十年的時間。我國電網建設和運行中長期存在無功補償容量不足、配備不合理、無功補償效果不理想、安全系數低等問題，全國功率因數補償數值不達標的地區很多，功率補償后的數值平均僅為0.80。在很多供電系統中，快速、準確、安全、可連續的補償技術沒有得到實質性的應用。
[0005]現有技術中存在的問題是:
I)在無功功率補償裝置工作時，設備對電抗柜無法做到時時檢測。補償柜出現元件壞損時，也很難及時報警，造成設備安全隱患。
[0006]2)市場上有些設備可以做到對電抗補償裝置的檢測，但無法評估電抗損壞程度，只能停運全部設備，容易造成經濟損失。
[0007]3)目前很多電網設備沒有實現功率因數自動補償，或者自動補償效果較差、速度慢、精度低、補償不連續等，使設備對于人力的依賴較大。
【發明內容】
[0008]本發明的主要目的在于克服上述技術的不足，而提供一種帶有安全檢測系統的功率因數補償器。能夠對電抗柜做到時時檢測，對電抗補償裝置的檢測。
[0009]本發明為實現上述目的，采用以下技術方案:一種帶有安全檢測系統的功率因數補償器，其特征在于，包括電路板、以及分別集成在所述電路板上的電抗組模塊、繼電器掃描陣列、LCR數字電橋檢測模塊、精密電流互感器、零序電流互感器、系統無線控制模塊以及信號處理、計算與控制模塊；所述的LCR數字電橋檢測模塊集成在電路板上，LCR數字電橋檢測模塊一端連接繼電器掃描陣列，另一端連接信號處理、計算與控制模塊，繼電器掃描陣列分別連接電抗組模塊的各分立元件；所述精密電流互感器的一端與電源輸入端連接，另一端與所述零序電流互感器連接；所述零序電流互感器與電源輸出端連接，所述電源輸出端固定在所述電路板的外側；所述系統無線控制模塊位于所述信號處理、計算與控制模塊一側。
[0010]優選地，還包括集成在所述電路板上的漏電保護開關、控制端與觸屏接口、
設備開關外置按鍵、設備急停按鍵、電源指示燈、液晶顯示器，所述漏電保護開關位于所述電路板上部，所述設備開關外置按鍵與設備急停按鍵位于所述信號處理、計算與控制模塊一側，所述電源指示燈位于所述設備急停按鍵下部，所述液晶顯示屏與所述控制端與觸屏接口連接。
[0011]有益效果:I)在功率補償設備中加入LCR檢測模塊，在設備運轉時，通過順序切換繼電器開關，對電抗柜各模塊進行掃描檢測。如果電抗元件值超過軟件設定閾值，設備進入報警狀態，并可以配合急停開關使用此功能。
[0012]2)LCR數字電橋模塊對阻抗元件值測量精準度較高，可以同時給出設備對電抗組以及電抗各元件的運行評估數據，輸出安全參數更加精準。這樣，可以實現設備運行的預警功能，無需在補償柜各元件性能稍有下降就關閉所有設備，避免了設備啟停帶來的不必要的經濟損失。
[0013]3)實現功率因數自動補償，做到補償的連續性。改進功率因數補償的軟件算法，提高設備投切速度以及補償精度，最大程度的實現自動化。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的組成框圖；
圖2是本發明的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖及較佳實施例詳細說明本發明的【具體實施方式】。如圖1所示，所述的設備裝置包括:電源輸入端端1、精密電流互感器2、零序電流互感器3、漏電保護開關4、電源輸出端5、電抗組模塊6、繼電器掃描陣列7，LCR數字電橋模塊8、系統無線控制模塊9、控制端與觸屏接口 10、信號處理、計算與控制模塊11、設備開關外置按鍵12、設備急停按鍵13、電源指示燈14、液晶顯示器15。所述的LCR數字電橋檢測模塊集成在電路板上，LCR數字電橋檢測模塊一端連接繼電器掃描陣列，另一端連接信號處理、計算與控制模塊，繼電器掃描陣列分別連接電抗組模塊的各分立元件；所述精密電流互感器的一端與電源輸入端連接，另一端與所述零序電流互感器連接；所述零序電流互感器與電源輸出端連接，所述電源輸出端固定在所述電路板的外側；所述系統無線控制模塊位于所述信號處理、計算與控制模塊一側；所述漏電保護開關位于所述電路板上部，所述設備開關外置按鍵與設備急停按鍵位于所述信號處理、計算與控制模塊一側，所述電源指示燈位于所述設備急停按鍵下部，所述液晶顯示屏與所述控制端與觸屏接口連接。
[0016]如圖2所示，MCU核心控制模塊通過數據采集模塊檢測用電器電學量，并計算出所需電容容量，自動給出投切方案實現自動補償。這是無功功率自動補償裝置工作原理。同時，LCR數字電橋模塊通過控制繼電器陣列對電容柜各電容元件進行掃描檢測，并向MCU核心控制模塊反饋精確數值。同時將此數值與MCU核心控制模塊所設置的閾值進行比較，此時閾值不是特定某個數值，而是范圍值。如果數字電橋檢測到的電容容值超出設定閾值范圍，則產生警報信號，并自動屏蔽故障電容。如果，電容陣列中電容值發生明顯變化，但仍然在閾值范圍內，則保持仍原電容組繼續工作。無論是否屏蔽容值變化的電容，都需要MCU核心控制模塊對電容組做整體評估，并投入后備電容Cx，重新計算整體容量需求，根據無功功率容補償算法，給出新的電容投切方案。
[0017]注:電容Cx需根據電容陣列各元件值以及實際投切情況驚醒計算，多邊界條件下計算出合適的容值Cx。
[0018]本發明的具體功能如下:
I)可以對電抗柜各元件具有時時精確檢測，并配有急停裝置。
[0019]2 )通過LCR檢測模塊輸出設備元件運行狀態參數報告。在設備元件運行狀態下降時，系統自動給出應急對策，保證在設備亞良好狀態下，仍可以安全工作足足夠的時間，為生產單位減少經濟損失。
[0020]3)實現功率因數自動補償，做到高精度和連續性的補償；
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種帶有安全檢測系統的功率因數補償器，其特征在于，包括電路板、以及分別集成在所述電路板上的電抗組模塊、繼電器掃描陣列、LCR數字電橋檢測模塊、精密電流互感器、零序電流互感器、系統無線控制模塊以及信號處理、計算與控制模塊；所述的LCR數字電橋檢測模塊集成在電路板上，LCR數字電橋檢測模塊一端連接繼電器掃描陣列，另一端連接信號處理、計算與控制模塊，繼電器掃描陣列分別連接電抗組模塊的各分立元件；所述精密電流互感器的一端與電源輸入端連接，另一端與所述零序電流互感器連接；所述零序電流互感器與電源輸出端連接，所述電源輸出端固定在所述電路板的外側；所述系統無線控制模塊位于所述信號處理、計算與控制模塊一側。2.根據權利要求1所述的帶有安全檢測系統的功率因數補償器，其特征在于:還包括集成在所述電路板上的漏電保護開關、控制端與觸屏接口、設備開關外置按鍵、設備急停按鍵、電源指示燈、液晶顯示器，所述漏電保護開關位于所述電路板上部，所述設備開關外置按鍵與設備急停按鍵位于所述信號處理、計算與控制模塊一側，所述電源指示燈位于所述設備急停按鍵下部，所述液晶顯示屏與所述控制端與觸屏接口連接。
【專利摘要】本發明屬于電力系統控制領域，尤其涉及一種帶有安全檢測系統的功率因數補償器，包括電路板、以及分別集成在所述電路板上的電抗組模塊、繼電器掃描陣列、LCR數字電橋檢測模塊、精密電流互感器、零序電流互感器、系統無線控制模塊以及信號處理、計算與控制模塊；LCR數字電橋檢測模塊集成在電路板上，LCR數字電橋檢測模塊一端連接繼電器掃描陣列，另一端連接信號處理、計算與控制模塊，繼電器掃描陣列分別連接電抗組模塊的各分立元件；精密電流互感器的一端與電源輸入端連接，另一端與零序電流互感器連接。實現功率因數自動補償，做到補償的連續性。改進功率因數補償的軟件算法，提高設備投切速度以及補償精度，最大程度的實現自動化。
【IPC分類】H02J3/18
【公開號】CN104882895
【申請號】CN201510350692
【發明人】張維佳
【申請人】天津科技大學
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月23日