[实用新型]自动平衡有功优化补偿装置

说明书

技术领域 

本项目属“光机电一体化”领域“电力系统信息化与自动化”子领域“用于输配电系统和企业的新型节电技术”方向的新型静止无功功率补偿装置。 

背景技术 

在低压三相四线制的农网或城网供电系统中，由于用户多为单相负荷，而且负荷大小及用电时间的不同，电网中三相间的不平衡电流是普遍存在的，这种用电不平衡状况不具备规律性，无法事先预知，也无法有效地改善。再加上每相负载的功率因数也不尽相同，便常常使得每相回路中需要补偿的无功功率差异很大。无论是三相补偿还是分相补偿都不能从根本上有效地解决三相电流的不平衡问题，无法适应新形式、新环境的要求。目前，迫切需要在补偿系统无功的同时调整不平衡有功电流的新型无功补偿技术。自动平衡有功优化补偿装置的诞生，有效地解决了这个难题，在补偿系统无功的同时具有调整不平衡有功电流的能力。 

发明内容 

自动平衡有功优化补偿装置，具有在补偿系统无功的同时调整不平衡有功电流的作用。其理论结果可使三相功率因数均补偿至1，三相电流调整至平衡。实际应用表明，可使三相功率因数补偿到0.98以上，使不平衡电流调整到变压器额定电流的±10％以内，线损降低5-50％。 

本实用新型的技术方案为，自动平衡有功优化补偿装置包括调整不平衡控制器、多功能编组开关、断路器、单相电力电容器，其特征在于：调整不平衡控制器的数据存储器存储了运用模糊数学的概念建立了数学模型，得出了模糊边界的有功、无功调节判据，ARM将采集到的三相四线低压电源母线的电压U_a、U_b、U_C电流I_a、I_b、I_c，从而得出电源母线的负荷、功率因数、无功功率，得出目标功率因数下得无功需求量。通过在三相四线低压配电系统中的各相与相之间及各相与零线之间恰当地接入若干电力电容器的方法，巧妙地利用了负荷回路中的电感，不仅使各相的功率因数都得到良好的补 偿，同时使各相的有功电流达到平衡，达到供电网络要求的理想电流平衡和功率因数，达到降低线损的目的。 

调整不平衡控制器的中央处理器采用最新型的飞利浦32位ARM高性能芯片、A/D转换器32位A/D转换芯片。 

本实用新型利用模糊数学的概念建立了数学模型，得出了模糊边界的无功调节判据，它的特点是将九区图中固定的电压、无功上、下限边界改变成受电压影响的模糊边界，其边界区域的宽度可根据具体的投切边界条件进行调整，而得到了十二区模糊控制算法。该模糊算法以电压、功率因数、有功、无功功率为控制目标，在保证对电容器组投切次数最低的情况下，通过在三相四线低压配电系统中的各相与相之间及各相与零线之间恰当地接入若干电力电容器的方法，达到供电网络要求的理想电压和功率因数。 

本实用新型具有以下创新点：①该装置内装有12台额定电压400V的单相电力电容器和8台400V三相电容器，在调整不平衡控制器的控制下，通过多功能编组开关使每台电容器既可以接入相线与相线之间，也可以接入相线与零线之间，具有在补偿系统无功的同时调整不平衡有功电流的作用，两者兼顾。因此具有“一机多能”的特点，是任何补偿装置所代替不了的。②该装置优先调整不平衡负荷，如果功率因数达不到理想值可共补提高，所以实现了共补、相补、线补、负荷调整的功能。 

本实用新型通过RS45/232通讯口或GPRS无线公网将监控中心与各个补偿装置连结为一个管理系统，每个补偿装置都具有监测所在配电变压器负载的功能(可遥测三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数和每天整点时刻的三相电压、电流极值及出现时间)。后台监控中心可随机读取各个补偿装置所在配电变压器的历史数据(存储)和实时数据，并通过后台管理软件系统进行统计分析后遥控该装置。 

本实用新型采用独特的柜体组合结构，每组电容均有独立的隔离开关，某一组电容出现故障时，可在不影响其他电容组运行的情况下，单独对其进行检修。 

附图说明 

附图1为本实用新型的结构示意图； 

附图2为本实用新型的原理图； 

附图3为本实用新型的安装示意图； 

图中，1、调整不平衡控制器；2、电容器编组开关；3、断路器；4、单相电力电容器；5、电流互感器；6、三相四线低压电源母线；7、浪涌保护器。 

具体实施方式 

本实用新型的具体实施方式是，如图所示：