[发明专利]具有智能型功率因数补偿装置的户外低压馈电柜

说明书

技术领域

本发明涉及低压供电设备，具体涉及一种与电力变压器配套的小型户外低压馈电柜。

背景技术

小型户外低压馈电柜一般与100-300KVA户外柱上电力变压器配套使用，向用户提供380V或220V市电。刀熔开关、低压空气断路器、电流互感器和补偿电容器置于具有防雨、防潮、防火、防小动物等功能的柜体中，变压器的次级进入馈电柜通过具有熔断器和空气断路器向用户馈电，电容器对线路的功率因数进行补偿。但现有的户外低压馈电柜一般采用固定容量的补偿电容器，投切操作采用接触器，因此功率因数的补偿效果不理想，且由于电容器的投切不能做到电流过零，因此接触器烧毁或电容器损坏现象时有发生。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有智能型功率因数补偿装置的户外低压馈电柜，该馈电柜利用微机化的电力参数分析仪对电路的功率因数自动跟踪、分析、调整，并能与上位机组进行信息交换，同时采用集控制、可控硅与接触器的优点于一体的智能复合开关，实现对补偿电容器的投切操作，具有单相和/或三相功率因数补偿功能，投切操作均在电流过零时进行，避免因拉弧而烧毁设备。

本发明的一种具有智能型功率因数补偿装置的户外低压馈电柜，主要包括一柜体，柜体中置有刀熔开关、低压空气断路器、电流互感器和补偿电容器，变压器次级通过刀熔开关、低压空气断路器、电流互感器向用户供电，电容器对线路的功率因数进行补偿，其特征在于还配备了具有数据处理功能的电力参数分析仪与集可控硅开关与继电器于一体的智能复合开关，并设置了若干组补偿电容器，所述电力参数分析仪对取自线路的取样电压与取自互感器的取样电流数值进行运算，可以对供电线路的电流、电压、有功功率、无功功率进行跟踪，并计算出当前的功率因数值与需补偿的电容量，在保存与显示数据的同时，控制智能复合开关进行电容器4的投切操作，对功率因数进行最佳补偿。

本发明的优点在于：(1)由于本发明具有智能分析功能，可实时跟踪电路功率因数的变化，并根据功率因数的变化确定是否需要对电路中的补偿电容器进行调整，不但使馈电的功率因数始终保持在较高的水平上，保证供电质量，节约能源，且安全可靠；(2)由于本发明具有保存数据的功能，因此可将检测到的数据作为档案资料进行存储；(3)由于本发明具有通讯功能，因此可以根据上位电网的指令与上位机实现通讯，从而大大提高馈电网的自动化水平。

附图说明

图1是本发明的馈电柜的电路图；

图2是图1中的电力参数分析仪的结构框图；

图3是图1中的智能复合开关的结构框图。

实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

由图1，供电变压器进入柜内后，经刀熔开关1、低压空气断路器2、电流互感器3向用户供电；取自线路的取样电压与取自电流互感器3的取样电流信号输入参数分析仪5，参数分析仪5具有数据处理功能，数据显示功能、数据存储功能与数据通讯功能，数据经电力参数分析仪5处理后，计算出功率因数值并确定是否要进行功率因数补偿和补偿量，向对应的智能复合开关6发出控制信号，智能复合开关6集可控硅开关与继电器于一体，由可控硅驱动继电器控制补偿电容器的投切，对功率因数进行最佳补偿。

由图2，所述电力参数分析仪5至少包括信号整形模块501、A/D转换模块502、中央处理器503、显示模块504、投切控制模块505、数据存储模块506与通讯模块507，及直流电源508，电压取样信号U与电流取样信号I经信号整形模块501和A/D转换模块502转换成数字信号后，输入中央处理器503进行运算，计算结果通过显示模块504进行数显，并存入数据存储模块506，同时通过投切模块505发出控制信号控制对应的智能复合开关6进行补偿电容器4的投切操作，并根据上位电网的指令通过通讯模块507与上位机进行数据通讯。

由图3，所述智能复合开关6至少包括输入模块601、主控电路602、复合开关模块603、缺相检测模块605与电源模块604。投切控制信号通过输入模块601进入主控电路602，主控电路602的输出控制复合开关603的投切操作，控制电容器的接入或切出。所述复合开关模块603由可控硅与继电器组合而成，可控硅只在电流过零时状态翻转，因此继电器也只在电流过零时才有吸合与释放动作，所以在接入或切出电容器时不会出现继电器或电容器拉弧现象，有效防止了继电器或电容器损坏。

本发明对电容器还具有过电压、欠电压、缺相保护。

所述补偿电容器，可配置一组或多组Δ接法的电容器，用于对三相电路的功率因数的补偿，参见图1中401，并可同时配置一组或多组Y接法的电容器，用于对单相电路的功率因数的补偿，参见图1中402-404。所述电力参数分析仪5根据运算结果，每次可以控制投切一路电容器，也可同时控制投切一路以上的电容器，以对电容器进行并联组合，以提高线路功率因数的补偿精度。参见图1。由于多组电容器并联的排列、组合，可形成不同的电容量，因此可对单相电路和/或三相电路进行分级补偿，从而可以提高补偿精度。实用上，需要在电容器的数量与补偿精度之间进行平衡，以在最经济的条件下使电路的功率因数获得最佳补偿。