CN216086166U - 一种分布式控制高压无功自动补偿系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种分布式控制高压无功自动补偿系统，包括控制器、分组测控保护单元与无功补偿单元，每个无功补偿单元连接一个分组测控保护单元，控制器与分组测控保护单元通信连接。本实施例的控制器不直接与无功补偿单元连接，而是与分组测控保护单元连接。每个无功补偿单元配备一个分组测控保护单元，能够实现补偿单元的扩展，控制器的一个接口连接一个支路，一对一的连接，能够针对单个支路分别检测故障，能够检测对称故障，并解决了接线繁琐的问题。

Description

一种分布式控制高压无功自动补偿系统

技术领域

本实用新型涉及电气控制或调节系统相关技术领域，具体的说，是涉及一种分布式控制高压无功自动补偿系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

随着国民经济的发展，对电能质量的要求也日益提高，对于具有优化控制、精确保护系统的高压无功自动补偿装置的需求更为迫切。目前配电网内的高压无功补偿装置，有固定电容器补偿装置、分组式自动补偿装置、静止无功补偿装置和静止无功发生器几种形式。综合考虑补偿效果、占地面积、装置成本及稳定性等因素，分组式自动补偿装置仍是一种补偿效果较好、又经济的一种补偿方式。但是，分组式高压无自动补偿装置受控制方式及接口数限制，大部分生产厂家目前只有6个支路或以下的补偿装置，从而导致补偿精度不高，影响了功率因数及电压合格率的提高；分组式高压无自动补偿装置存在保护方式不体现对称故障、保护盲区等缺陷，制约了分组式高压无功自动补偿装置的应用范围。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种分布式控制高压无功自动补偿系统，解决了分组式高压无功自动补偿装置的支路数受控制器控制方式及接口制约、施工现场接线复杂的问题，并且减少保护盲区，在装置发生对称故障时，也能准确做出判断，减少事故的发生。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种或多个实施例提供了一种分布式控制高压无功自动补偿系统，包括控制器、分组测控保护单元与无功补偿单元，每个无功补偿单元连接一个分组测控保护单元，控制器与分组测控保护单元通信连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的补偿系统中的控制器不直接与无功补偿单元连接，而是通过通信网络与分组测控保护单元连接。每个无功补偿单元配备一个分组测控保护单元，能够实现补偿单元的扩展。

(2)有效解决分组式高压无功自动补偿装置的支路数受控制器控制方式及接口制约、施工现场接线复杂的问题。

(3)针对特定接线方式所采取保护方式存在的对称性故障，能够准确判断，提高无功补偿装置的可靠性，减少事故的发生，保证电网的正常运行。

本实用新型附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限定。

图1是本实用新型实施例自动补偿系统的电气原理图；

图2是本实用新型实施例的自动补偿系统的框图；

其中：1、控制器，2、分组测控保护单元，3、显示器，4、开关器件，5、电容器，6、电抗器，7、电压传感器件，8、电流传感器件，9、避雷器。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1-2所示，一种分布式控制高压无功自动补偿系统，包括控制器1、分组测控保护单元2与若干个无功补偿单元，每个无功补偿单元配备连接一个分组测控保护单元2，控制器1与分组测控保护单元2通信连接。

本实施例的控制器1不直接与无功补偿单元连接，而是与分组测控保护单元2连接。每个无功补偿单元配备一个分组测控保护单元2，一对一的连接组成一个支路，分组测控保护单元2能够针对单个支路分别检测故障，能够检测对称故障，并解决了接线繁琐的问题。

具体的，还包括通信网络，用于建立控制器1与分组测控保护单元2连接，可以为有线通信网络或者为无线通信网络。

分组测控保护单元2及无功补偿单元数量可以任意扩展，且每个分组测控保护单元2可通过通信网络与控制器1进行信息交互。

每组无功补偿单元的实时状态信息、特性参数信息、保护信息可以通过通信网络上传至控制器1，控制器1可以根据电压、功率因数的控制定值进行判断，利用通信网络向不同的分组测控保护单元2下发指令，由分组测控保护单元2向相对应的无功补偿单元下发指令，并将各分组测控保护单元2各自对应无功补偿单元内各器件的状态、保护信息、保护状态上传至控制器1，实现信息交互。

进一步地改进，还包括用于检测系统母线的第一检测单元，所述第一检测单元包括第一电压检测电路、第一电流检测电路和第一开关量输入电路。

第一电流检测电路和第一电压检测电路均与电网的传感器件连接，第一电流检测电路连接至电网上的第一电流互感器，第一电压检测电路连接至电网上的第一电压互感器，分别用于获取电网的电流和电压，可以用于计算得到有功功率、无功功率、功率因数等参数；第一开关量输入电路与上级线路的开关柜内的断路器连接，用于获取断路器的状态信号，根据第一检测单元检测到的信号能够判断系统当前的运行方式。

第一电流检测电路，包括依次连接的第一小信号电流互感器、第一采样电路、第一同步模数A/D转换器，将检测到的模拟电流信号转换为数字信号。第一小信号电流互感器连接第一电流互感器的二次测，将采集的电网电流信号进一步转换为较小的电流信号，能够更加适应于数据处理。

第一电压检测电路，包括依次连接的第一小信号电压互感器、第二同步模数A/D转换器，相互依次连接，将检测到的模拟电压信号转换为数字信号；第一小信号电压互感器连接第一电压互感器的二次测，将采集的电网电压信号进一步转换为较小的电压信号，能够更加适应于数据处理。

第一开关量输入电路，包括第一光电耦合器及外围电路，实现将电压信号转换为数字信号，连接线路中的开关线路，将开关通断状态下对应的电压信号进行检测。

进一步地，控制器1还可以连接至电力系统的监控平台，连接至上级综合自动化系统，接收综合自动化系统控制命令的下发的指令，还可以将分布式控制高压无功自动补偿系统的信息及状态上传至上级综合自动化系统。

在具体实施例中，分组测控保护单元2，包括第二电流检测电路、第二电压检测电路和第二开关量输入电路和开关量输出电路。

第二电流检测电路连接无功补偿单元内的电流传感器件8，第二电压检测电路连接无功补偿单元内电压传感器件7，第二开关量输入电路和开关量输出电路分别与无功补偿单元的开关器件4连接。

第二电流检测电路、第二电压检测电路分别与无功补偿单元内的传感器件相连，检测电流和电压信号，可以用于根据保护定值判断被保护器件是否处于正常状态；第二开关量输入电路用于无功补偿单元的开关器件4状态的检测；开关量输出电路与无功补偿单元的开关器件4相连，用于实现控制命令的下发。各个电路通过通信网络与控制器1相连，实现分组测控保护单元2与控制器1之间信息交互。

第二电流检测电路可以与第一检测电路的结构相同，包括依次连接第二小信号电流互感器、第二采样电路和第三同步模数A/D转换器，将检测到的模拟电流信号转换为数字信号，第二小信号电流互感器与无功补偿单元内的电流传感器件连接。

第二电压检测电路可以与第一电压检测电路的结构相同，包括依次连接的第二小信号电压互感器、第四同步模数A/D转换器，将检测到的模拟电压信号转换为数字信号，第二小信号电压互感器与无功补偿单元内的电压传感器件连接。

第二开关量输入电路可以与第一开关量输入电路的结构相同，包括第二光电耦合器及外围电路，实现将电压信号转换为数字信号。

开关量输出电路，包括第三光电耦合器和输出继电器，光电耦合器连接输出继电器的线圈，对继电器进行驱动，然后继电器辅助接点输出信号给开关器件4。

无功补偿单元的数量可以根据具体的实际需要进行设置，安装在与负荷并联的母线上。

在一些实施例中，无功补偿单元包括开关器件4、电容器5、电抗器6、电压传感器件7、电流传感器件8和避雷器9；电流传感器件8、开关器件4、电容器5、电抗器6串联连接，电流传感器件8连接至母线，电压传感器件7并联在电容器5两端。避雷器9一端连接开关器件4与电容器5之间的线路，另外一端接地。

为实现本地显示和报警，提高系统运行的直观化，进一步的，还包括显示器3，所述显示器3与控制器1通信连接。显示器3可以为LED显示器、LCD显示器等。

在一些实施例中，还包括报警器，所述报警器与控制器1通信连接。

使用时，无功补偿单元往往有若干组，控制器1只有一个，控制器1可以安装在进线柜或者其中一个无功补偿单元机柜上，控制器1与分组测控单元之间通过通信方式进行信息交互，使各无功补偿单元和控制器1之间的连接线只有通信线和电源线，大大减少了接线的数量，如图2所示，解决了分组式高压无功补偿装置现场接线复杂的问题。

运行过程中，用户可以对分布式控制高压无功自动补偿系统进行系统电压、目标功率因数等参数进行设置，当系统电压或功率因数不符合设定值要求并符合电容器5投入的条件时，控制器1可以向分组测控保护单元2发命令，控制器1与分组测控单元之间的信息传递通过通信方式完成。分组测控保护单元2可以接收控制器1发的命令并将命令发送给开关器件4，同时将相应无功补偿单元的各种信息上传给控制器1；通过电流及电压的采样，根据保护定值对无功补偿单元进行保护。当各检测数值达到保护定值要求后，分组测控保护单元2可作用于开关器件4，并将故障信息上传至控制器1，控制器1接到信息后，就闭锁该无功补偿单元，将该无功补偿单元退出电网，而且不影响其他无功补偿单元的正常运行。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种分布式控制高压无功自动补偿系统，其特征是：包括控制器、分组测控保护单元与无功补偿单元，每个无功补偿单元连接一个分组测控保护单元，控制器与分组测控保护单元通信连接。

2.如权利要求1所述的一种分布式控制高压无功自动补偿系统，其特征是：还包括通信网络，通信网络分别连接控制器与分组测控保护单元，通信网络为有线通信网络或者为无线通信网络。

3.如权利要求1所述的一种分布式控制高压无功自动补偿系统，其特征是：还包括用于检测上级线路的第一检测单元，所述第一检测单元包括第一电压检测电路、第一电流检测电路和第一开关量输入电路，第一电流检测电路连接至电网上的第一电流互感器，第一电压检测电路连接至电网上的第一电压互感器，第一开关量输入电路与上级线路的开关柜内的断路器连接。

4.如权利要求3所述的一种分布式控制高压无功自动补偿系统，其特征是：

第一电流检测电路，包括依次连接的第一小信号电流互感器、第一采样电路和第一同步模数A/D转换器，第一小信号电流互感器与第一电流互感器连接；

第一电压检测电路，包括依次连接的第一小信号电压互感器和第二同步模数A/D转换器，第一小信号电压互感器连接第一电压互感器；

第一开关量输入电路，包括第一光电耦合器及外围电路。

5.如权利要求1所述的一种分布式控制高压无功自动补偿系统，其特征是：还包括监控平台，控制器连接至监控平台。

6.如权利要求1所述的一种分布式控制高压无功自动补偿系统，其特征是：分组测控保护单元，包括第二电流检测电路、第二电压检测电路和第二开关量输入电路和开关量输出电路；

第二电流检测电路连接无功补偿单元内的电流传感器件，第二电压检测电路连接无功补偿单元内的电压传感器件，第二开关量输入电路和开关量输出电路分别与无功补偿单元的开关器件连接。

7.如权利要求6所述的一种分布式控制高压无功自动补偿系统，其特征是：

第二电流检测电路，包括依次连接第二小信号电流互感器、第二采样电路和第三同步模数A/D转换器，第二小信号电流互感器与无功补偿单元内的电流传感器件连接；

第二电压检测电路，包括依次连接的第二小信号电压互感器、第四同步模数A/D转换器，第二小信号电压互感器与无功补偿单元内的电压传感器件连接；

第二开关量输入电路，包括第二光电耦合器及外围电路；

开关量输出电路，包括第三光电耦合器和输出继电器，光电耦合器连接输出继电器的线圈，继电器辅助接点连接开关器件。

8.如权利要求1所述的一种分布式控制高压无功自动补偿系统，其特征是：

无功补偿单元包括开关器件、电容器、电抗器、电压传感器件和电流传感器件；电流传感器件、开关器件、电容器与电抗器依次串联连接，电流传感器件连接至母线，电压传感器件并联在电容器两端；

还包括避雷器，避雷器一端连接开关器件与电容器之间的线路，避雷器另外一端接地。

9.如权利要求1所述的一种分布式控制高压无功自动补偿系统，其特征是：自动补偿系统还包括显示器，所述显示器与控制器连接。

10.如权利要求1所述的一种分布式控制高压无功自动补偿系统，其特征是：自动补偿系统还包括报警器，所述报警器与控制器连接。

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