專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種補(bǔ)償裝置，尤其是無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)中的電力負(fù)荷大部分屬于感性負(fù)荷，如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，在運(yùn)行過(guò)程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無(wú)功功率。人們?yōu)榱藴p少電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由電網(wǎng)線(xiàn)路輸送的無(wú)功功率，降低線(xiàn)路和變壓器因輸送無(wú)功功率造成的電能損耗，常在變電所母線(xiàn)處或配電變壓器低壓側(cè)和用戶(hù)車(chē)間配電屏處或高低壓配電線(xiàn)路中或用戶(hù)終端處安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。目前，國(guó)內(nèi)外廣泛采用并聯(lián)電容器組作為無(wú)功補(bǔ)償裝置，它由并聯(lián)于待補(bǔ)償電源兩端的電容器組構(gòu)成。使用時(shí)，由電容器組提供感性電抗所消耗的無(wú)功功率。但是，這種補(bǔ)償裝置存在著不足之處，首先，電容器安裝容量的選擇，是根據(jù)使用目的的不同，按改善功率因數(shù)，提高運(yùn)行電壓和降低線(xiàn)路損耗等的因數(shù)來(lái)確定的，一經(jīng)確定即不易改變，因其阻抗是固定的，故不能跟蹤負(fù)荷無(wú)功需求的變化，即不能實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償；其次，基于固定電容器的無(wú)功補(bǔ)償，在負(fù)荷低谷時(shí)，將造成無(wú)功倒送，會(huì)增加配電網(wǎng)的損耗，加重配電線(xiàn)路的負(fù)擔(dān)，這也是電力系統(tǒng)所不允許的。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)合理、實(shí)用，使用方便的無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置。
所采用的技術(shù)方案包括電源和與其電連接的電容器，特別是所說(shuō)電容器的一端依次串接電容器開(kāi)關(guān)和負(fù)載回路中的功率因數(shù)監(jiān)控器后與電源的一端電連接、另一端與和電機(jī)軸隨動(dòng)的自耦變壓器的動(dòng)觸頭電連接，電感器的一端串接電感器開(kāi)關(guān)后與電容器開(kāi)關(guān)和功率因數(shù)監(jiān)控器的接點(diǎn)電連接、另一端與電容器的另一端電連接，所說(shuō)自耦變壓器的輸入端的一端與電感器開(kāi)關(guān)和電容器開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)電連接、另一端與功率因數(shù)監(jiān)控器的電壓測(cè)量端以及電源的另一端電連接，所說(shuō)功率因數(shù)監(jiān)控器的輸出端分別與電感器開(kāi)關(guān)、電容器開(kāi)關(guān)和電機(jī)的控制端電連接。
作為技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的電感器開(kāi)關(guān)和電容器開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)與功率因數(shù)監(jiān)控器之間串接有總開(kāi)關(guān)；所述的總開(kāi)關(guān)的控制端與功率因數(shù)監(jiān)控器的輸出端電連接；所述的功率因數(shù)監(jiān)控器由電壓電流相位檢測(cè)器、開(kāi)關(guān)開(kāi)合控制器和電機(jī)轉(zhuǎn)角控制器組成，其中，電壓電流相位檢測(cè)器的輸入端分別跨接于電源的兩端和串接于負(fù)載的回路中、其輸出端分別與開(kāi)關(guān)開(kāi)合控制器、電機(jī)轉(zhuǎn)角控制器的輸入端電連接，開(kāi)關(guān)開(kāi)合控制器的輸出端分別與總開(kāi)關(guān)、電感器開(kāi)關(guān)、電容器開(kāi)關(guān)的控制端電連接，電機(jī)轉(zhuǎn)角控制器的輸出端與伺服電機(jī)的控制端電連接；所述的自耦變壓器為觸點(diǎn)式自耦變壓器或動(dòng)圈式自耦變壓器；所述的電機(jī)為伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，其一，自耦變壓器的輸入端跨接于待補(bǔ)償電源的兩端，用于對(duì)待補(bǔ)償電源進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)碾娙萜骱碗姼衅骺缃佑谧择钭儔浩鞯妮敵龆?，而決定是電容器還是電感器投入補(bǔ)償、以及向其提供相應(yīng)無(wú)功補(bǔ)償量所需電流的大小，即自耦變壓器輸出電壓的高低，則均由負(fù)載回路中的功率因數(shù)監(jiān)控器決定，使得電容器或電感器投入運(yùn)行后向待補(bǔ)償電源實(shí)際輸送的容性無(wú)功電流或感性無(wú)功電流的大小是隨著待補(bǔ)償電源的功率因數(shù)的變化而隨動(dòng)的，從而完全實(shí)現(xiàn)了對(duì)待補(bǔ)償電源無(wú)功功率的動(dòng)態(tài)自動(dòng)補(bǔ)償。例如，當(dāng)白天感性負(fù)荷較大時(shí)或電網(wǎng)中的功率因數(shù)低于設(shè)定值時(shí)，功率因數(shù)監(jiān)控器將與電容器串接的開(kāi)關(guān)閉合、與電感器串接的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，由電容器向電網(wǎng)輸送容性無(wú)功電流，而當(dāng)夜晚感性負(fù)荷減少，電網(wǎng)中的各級(jí)提供容性無(wú)功電流的補(bǔ)償裝置又都未撤下來(lái)，在這些補(bǔ)償裝置繼續(xù)向電網(wǎng)輸送容性無(wú)功電流時(shí)或白天在感性負(fù)荷處于低谷、存在著無(wú)功倒送時(shí)，功率因數(shù)監(jiān)控器將與電感器串接的開(kāi)關(guān)閉合、與電容器串接的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，由電感器向電網(wǎng)輸送感性無(wú)功電流，從而大大地減少了無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，杜絕了無(wú)功倒送情況的發(fā)生，極大地提升了電網(wǎng)的功率因數(shù)；其二，串接于功率因數(shù)監(jiān)控器與電容器和電感器電接點(diǎn)之間的總開(kāi)關(guān)，除便于電容器和電感器的投切外，還可用于在自耦變壓器輸出的電壓最低時(shí)，才將電容器或電感器投入運(yùn)行，以避免電容器或電感器在投入無(wú)功補(bǔ)償時(shí)對(duì)待補(bǔ)償電源的較大的電沖擊和減小自耦變壓器的輸出電壓對(duì)電容器或電感器的電沖擊；其三，由電壓電流相位檢測(cè)器、開(kāi)關(guān)開(kāi)合控制器和電機(jī)轉(zhuǎn)角控制器組成的功率因數(shù)監(jiān)控器，能及時(shí)地根據(jù)檢測(cè)到的電壓電流的相位來(lái)決定是采用電容器還是采用電感器提供無(wú)功補(bǔ)償，并得出需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功量，以將其變換成電機(jī)的轉(zhuǎn)角，從而使自耦變壓器輸出的電壓經(jīng)電容器或電感器后產(chǎn)生的容性無(wú)功電流或感性無(wú)功電流與待補(bǔ)償電源的無(wú)功補(bǔ)償量相適應(yīng)；其四，選用動(dòng)圈式自耦變壓器，使整機(jī)工作的可靠性和耐久性，以及部件的通用性、互換性均能得到充分的保證；其五，電機(jī)采用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)，也使得無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)木却蟠蟮氐靡蕴岣摺?br> 以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1是本實(shí)用新型的一種基本結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，電容器8、電感器9分別與開(kāi)關(guān)5、開(kāi)關(guān)4串接后相并聯(lián)連接，其接點(diǎn)的一端依次串接開(kāi)關(guān)3和負(fù)載10回路中的功率因數(shù)監(jiān)控器2后與電源1的一端電連接、另一端與和電機(jī)7軸隨動(dòng)的自耦變壓器6的動(dòng)觸頭電連接，其中，電機(jī)7選用伺服電機(jī)，自耦變壓器6選用觸點(diǎn)式自耦變壓器，該伺服電機(jī)的軸與觸點(diǎn)式自耦變壓器的軸同軸連接。觸點(diǎn)式自耦變壓器的輸入端分別跨接于開(kāi)關(guān)5、開(kāi)關(guān)4的接點(diǎn)與功率因數(shù)監(jiān)控器2的電壓測(cè)量端和電源1的另一端的接點(diǎn)之間。功率因數(shù)監(jiān)控器2由電壓電流相位檢測(cè)器、開(kāi)關(guān)開(kāi)合控制器和電機(jī)轉(zhuǎn)角控制器組成，其中，電壓電流相位檢測(cè)器的輸入端分別跨接于電源1的兩端和串接于負(fù)載10的回路中、其輸出端分別與開(kāi)關(guān)開(kāi)合控制器、電機(jī)轉(zhuǎn)角控制器的輸入端電連接，開(kāi)關(guān)開(kāi)合控制器的輸出端分別與開(kāi)關(guān)3、開(kāi)關(guān)4、開(kāi)關(guān)5的控制端電連接，電機(jī)轉(zhuǎn)角控制器的輸出端與伺服電機(jī)的控制端電連接。
使用時(shí)，功率因數(shù)監(jiān)控器2中的電壓電流相位檢測(cè)器將自動(dòng)地檢測(cè)出電源1的電壓電流相位，并由此得出需采用電容器或電感器來(lái)進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，以及需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功量；從而再由功率因數(shù)監(jiān)控器2中的開(kāi)關(guān)開(kāi)合控制器向開(kāi)關(guān)5或開(kāi)關(guān)4的控制端送出閉合信號(hào)，使其閉合；之后，功率因數(shù)監(jiān)控器2中的電機(jī)轉(zhuǎn)角控制器向伺服電機(jī)的控制端送去相應(yīng)的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角信號(hào)，以控制伺服電機(jī)帶動(dòng)觸點(diǎn)式自耦變壓器的軸同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而拖動(dòng)觸點(diǎn)式自耦變壓器的動(dòng)觸頭移動(dòng)至觸點(diǎn)式自耦變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈上的對(duì)應(yīng)處，來(lái)改變觸點(diǎn)式自耦變壓器輸出的電壓，加在被選中的電容器或電感器上的該電壓被其變換成相應(yīng)的容性無(wú)功電流或感性無(wú)功電流后回送至電源1，實(shí)現(xiàn)了無(wú)功功率的自動(dòng)補(bǔ)償。若是首次使用本實(shí)用新型，則功率因數(shù)監(jiān)控器2中的電壓電流相位檢測(cè)器在自動(dòng)地檢測(cè)出電源1的電壓電流相位的基礎(chǔ)上，將先通過(guò)其中的電機(jī)轉(zhuǎn)角控制器向伺服電機(jī)的控制端送去歸位信號(hào)，以使觸點(diǎn)式自耦變壓器的輸出為零，然后再通過(guò)其中的開(kāi)關(guān)開(kāi)合控制器向開(kāi)關(guān)3發(fā)出閉合的信號(hào)，之后，本實(shí)用新型運(yùn)行的過(guò)程如上所述。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型的無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置，包括電源(1)和與其電連接的電容器(8)，其特征在于所說(shuō)電容器(8)的一端依次串接開(kāi)關(guān)(5)和負(fù)載(10)回路中的功率因數(shù)監(jiān)控器(2)后與電源(1)的一端電連接、另一端與和電機(jī)(7)軸隨動(dòng)的自耦變壓器(6)的動(dòng)觸頭電連接，電感器(9)的一端串接開(kāi)關(guān)(4)后與開(kāi)關(guān)(5)和功率因數(shù)監(jiān)控器(2)的接點(diǎn)電連接、另一端與電容器(8)的另一端電連接，所說(shuō)自耦變壓器(6)的輸入端的一端與開(kāi)關(guān)(4)和開(kāi)關(guān)(5)的接點(diǎn)電連接、另一端與功率因數(shù)監(jiān)控器(2)的電壓測(cè)量端以及電源(1)的另一端電連接，所說(shuō)功率因數(shù)監(jiān)控器(2)的輸出端分別與開(kāi)關(guān)(4)、開(kāi)關(guān)(5)和電機(jī)(7)的控制端電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征是開(kāi)關(guān)(4)和開(kāi)關(guān)(5)的接點(diǎn)與功率因數(shù)監(jiān)控器(2)之間串接有開(kāi)關(guān)(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征是開(kāi)關(guān)(3)的控制端與功率因數(shù)監(jiān)控器(2)的輸出端電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征是功率因數(shù)監(jiān)控器(2)由電壓電流相位檢測(cè)器、開(kāi)關(guān)開(kāi)合控制器和電機(jī)轉(zhuǎn)角控制器組成，其中，電壓電流相位檢測(cè)器的輸入端分別跨接于電源(1)的兩端和串接于負(fù)載(10)的回路中、其輸出端分別與開(kāi)關(guān)開(kāi)合控制器、電機(jī)轉(zhuǎn)角控制器的輸入端電連接，開(kāi)關(guān)開(kāi)合控制器的輸出端分別與開(kāi)關(guān)(3)、開(kāi)關(guān)(4)、開(kāi)關(guān)(5)的控制端電連接，電機(jī)轉(zhuǎn)角控制器的輸出端與伺服電機(jī)的控制端電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征是自耦變壓器(6)為觸點(diǎn)式自耦變壓器或動(dòng)圈式自耦變壓器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置，其特征是電機(jī)(7)為伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置。它包括電源(1)和與其電連接的電容器(8)，特別是電容器(8)的一端依次串接開(kāi)關(guān)(5)和負(fù)載(10)回路中的功率因數(shù)監(jiān)控器(2)后與電源(1)的一端電連接、另一端與和電機(jī)(7)軸隨動(dòng)的自耦變壓器(6)的動(dòng)觸頭電連接，電感器(9)串接開(kāi)關(guān)(4)后并聯(lián)連接于電容器(8)與開(kāi)關(guān)(5)串接后的兩端，自耦變壓器(6)的輸入端的一端與開(kāi)關(guān)(4)和開(kāi)關(guān)(5)的接點(diǎn)電連接、另一端與功率因數(shù)監(jiān)控器(2)的電壓測(cè)量端以及電源(1)的另一端電連接，功率因數(shù)監(jiān)控器(2)的輸出端分別與開(kāi)關(guān)(4)、開(kāi)關(guān)(5)和電機(jī)(7)的控制端電連接。它能自動(dòng)地對(duì)電力系統(tǒng)的無(wú)功功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。
文檔編號(hào)H02J3/18GK2713709SQ20042002650
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2004年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月19日
發(fā)明者王炎 申請(qǐng)人:王炎