本發(fā)明涉及供電技術領域，特別涉及一種就地無功補償裝置。

背景技術：

就地無功補償裝置中的電容器智能同步開關主要負責通過投切電容來控制電容器工作，由于電容器智能同步開關通常有一個投入間隔時間，一般都設為3分鐘。即當電容器投入運行中切除以后，想要再次投入進行無功補償需要等待3分鐘時間。原因是電容器充電后再切除會有緩慢的放電時間，電容器的放電電壓只有低于定值時，繼電器觸點兩端電壓過零點判斷才能準確。國標中規(guī)定電容器內(nèi)部要有放電電阻，但不能太小，否則不能滿足電容溫升要求。國標中規(guī)定電容器放電時間不能大于3分鐘。

但是，在實際的無功補償案例中，功率因數(shù)及無功功率變化周期在5～180秒的會有很多設備，如礦井升降機，油田采油設備，沖壓設備等，要求補償裝置能夠動態(tài)跟蹤補償。所以，如果將電容器切除后放電時間縮短到3秒以內(nèi)就可以滿足更加廣泛的應用需求。然而現(xiàn)有的毫秒級的可控硅動態(tài)補償裝置成本較高，無法廣泛應運于市場，以滿足客戶的需求。

技術實現(xiàn)要素：

要滿足動態(tài)跟蹤補償需求，同時滿足電容國標中溫升標準，靠電容器內(nèi)部電阻阻值調(diào)整已經(jīng)無法實現(xiàn)，只有在電容本體之外加裝放電器。

基于此，本發(fā)明提供的就地無功補償裝置，包括柜體、電容器以及放電時間小于3秒的放電器；

所述電容器與所述放電器均位于所述柜體內(nèi)部，所述放電器與所述電容器并聯(lián)。

作為一種可實施方式，所述放電器包括電感以及與所述電感串聯(lián)的電阻。

作為一種可實施方式，所述電容器為三相共補電容器或者三相分補電容器。

作為一種可實施方式，所述放電器有3個；

3個所述放電器依次連接，形成供三相分補電容器放電的組合放電器。

作為一種可實施方式，所述放電器有3個；

3個所述放電器中的其中兩個相互并聯(lián)，并與剩余一個連接，形成供三相共補電容器放電的組合放電器。

作為一種可實施方式，本發(fā)明提供的就地無功補償裝置，還包括與所述電容器連接的多組電容回路；

所述電容回路設置在所述柜體內(nèi)部；

所述電容回路的連接線為錳銅合金材料制成的扼涌電阻。

作為一種可實施方式，所述柜體的體積小于0.2立方米。

作為一種可實施方式，所述扼涌電阻的阻值為5毫歐。

作為一種可實施方式，所述電容回路的數(shù)量為6。

作為一種可實施方式，本發(fā)明提供的就地無功補償裝置，還包括溫度控制器和軸流風扇；

所述溫度控制器和所述軸流風扇位于所述柜體內(nèi)部，所述溫度控制器連接所述軸流風扇；當所述電容器的溫度超過預設溫度閾值時，所述溫度控制器控制所述軸流風扇對所述電容器進行降溫。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術的有益效果在于：

本發(fā)明提供的就地無功補償裝置，通過在電容器的基礎上加裝放電時間小于3秒的放電器，大大縮短了就地無功補償裝置的無功補償響應時間，最小連續(xù)投切時間間隔可達5秒，無功補償跟蹤響應能力強，符合國標的要求，成本低，能夠廣泛應運于市場，滿足客戶的需求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一提供的就地無功補償裝置的結(jié)構示意圖；

圖2為圖1中所示的放電器與三相共補電容器的一連接電路原理圖；

圖3為圖1中所示的放電器與三相共補電容器的另一連接電路原理圖；

圖4為采用圖1中所示的放電器組成的給同步開關投切的三相分補電容器快速放電的組合放電器的原理示意圖；

圖5為采用圖1中所示的放電器組成的給同步開關投切的三相共補電容器快速放電的組合放電器的原理示意圖；

圖6為圖1中所示的扼涌電阻的主視圖；

圖7為圖1中所示的扼涌電阻的俯視圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術特征和優(yōu)點進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的部分實施例，而不是全部實施例。

如上所述，如果將電容器切除后放電時間縮短到3秒以內(nèi)就可以滿足更加廣泛的應用需求，同時還要考慮電容器投入時裝置功耗要小，放電器件溫升要小于30K。電容器放電普遍采用電阻元件與電容并聯(lián)的方式。當交流380V/50HZ電壓加在電容器兩端充電時，電阻也同時承受此交流電壓。當斷開交流電壓后，電容通過電阻進行放電，放電時間與電容容值與電阻阻值的乘積成正比。

基于以上需求，本發(fā)明通過在電容器的基礎上加裝放電器，在電容加交流380V/50HZ電壓時，與電容并聯(lián)的放電器元件上通過的電流越小越好，使得放電器件消耗的功率也小，工作溫度會低。而當斷開交流電壓后，電容通過放電器件放電的電流越大越好，這樣放電時間就會短。

請參閱1，本發(fā)明實施例一提供的就地無功補償裝置，包括柜體1、銘牌2、顯示屏3、塑殼斷路器4、固定式接線端子5、扼涌電阻6、接線分線盒7、機箱隔板8、電容器智能同步開關9、通訊電路板10、塑料挖手11、連接導軌12、溫度控制器13、軸流風扇14、電容器15、電容器支撐架16、放電器17以及機箱底板18。

本發(fā)明實施例一利用磁芯線圈在交流50赫茲下具有的高阻抗特性同時卻在直流下具有低阻抗的特性，在傳統(tǒng)就地無功補償裝置中增加了放電時間小于3秒的放電器17，放電器17與電容器15并聯(lián)，并位于柜體1中。

本發(fā)明實施例提供的單個放電器可以由電感以及與電感串聯(lián)的電阻構成。實際使用時，可以采用多個放電器組成組合放電器與電容器配合使用。例如，將3個放電器用一個塑料殼和環(huán)氧樹脂灌封，形成與三相共補電容器和三相分補電容器相配的快速組合放電器。如此，通過改變單個放電器的參數(shù)和尺寸就可以做出匹配各種不同規(guī)格容量的三相電容器的組合放電器，將放電時間縮短到1秒以內(nèi)。具體實施方式如下：

作為一種可實施方式，放電器與三相共補電容器的連接電路如圖2所示：K1、K2為電容器智能同步開關，LA+RA、LB+RB、LC+RC分別為3個相同的放電器，C1、C2、C3組成三相共補電容器，在K1、K2投切電容的過程，接在AC相間的放電器在常溫環(huán)境下(17攝氏度)工作溫度達到55攝氏度，接在CB相間的放電器在常溫環(huán)境下工作溫度達到38攝氏度，接在AB相間的放電器在常溫環(huán)境下工作溫度達到25攝氏度，電容兩端放電時間均小于3秒。

作為另一種可實施方式，為了使每個放電器工作時的溫度更平均，且單個放電器的最高溫升降低，在不改變放電器數(shù)量的前提下，放電器與三相共補電容器的連接電路如圖3所示：K1、K2為電容器智能同步開關，LA1+RA1、LA2+RA2、LC+RC分別為3個相同的放電器，C1、C2、C3組成三相共補電容器，在K1、K2投切電容的過程中，三只相同規(guī)格的放電器溫度差異變小，接在AC相間的兩只放電器在常溫環(huán)境下(17攝氏度)工作溫度達到42攝氏度，接在CB相間的放電器在常溫環(huán)境下工作溫度達到44攝氏度，電容兩端放電時間均小于3秒。

同理，如圖4所示，將圖2所示的三個規(guī)格相同的放電器互相連接，即可做成一個專門給同步開關投切的三相分補電容器快速放電的組合放電器；如圖5所示，將圖3所示的三個規(guī)格相同的放電器按第二種連接方式互相連接，即可做成一個專門給同步開關投切的三相共補電容器快速放電的組合放電器。

本發(fā)明實施例一提供的就地無功補償裝置，基于上述放電器的設置，無功補償響應時間短，最小連續(xù)投切時間間隔可達5秒，無功補償跟蹤響應能力強，成本低，滿足客戶的使用需求。

就地無功補償裝置對于安裝場地要求占用空間小，安裝靈活。事實上，使用負載側(cè)就地無功補償方案相比采用供電側(cè)集中式無功補償方案，能夠降低線損、補償無功功率的效果更好。然而現(xiàn)有的就地無功補償裝置，通常體積較大(大于0.5立方米)，不便于用戶現(xiàn)場安裝。如果縮小就地無功補償裝置的體積，就意味著必須要縮短裝置中電容回路的連接銅線，然而節(jié)省了連接銅線的無功補償裝置在運行時存在電容器智能同步開關的觸點燒結(jié)無法分開的故障現(xiàn)象。

節(jié)省了連接銅線的無功補償裝置在運行時存在電容器的智能同步開關的觸點燒結(jié)無法分開的故障現(xiàn)象，而同樣的電容器在體積大的無功補償裝置中卻不存在電容器的智能同步開關觸點燒結(jié)而無法分開的故障現(xiàn)象。這是因為通常電容器的智能同步開關是在電壓過零點投入，但由于實際運行中總會有200us的偏差；并且由于裝置內(nèi)有多組電容，所以當一組以上的電容投入時，再次投入的電容涌流值大小取決于裝置整體的短路容量和開關過零點偏差值。電容在投入的瞬間阻抗可以近似為零，那么裝置內(nèi)每組電容回路的連接銅線阻抗就變成投入電容器涌流大小的決定因素。越短的連接銅線在相同短路容量下涌流越大。通過觸點的涌流超過觸點額定電流值2倍以上時，觸點就會燒結(jié)。由于體積較大的無功補償裝置中連接電容回路的導線較長，所以電容回路中電阻較大，因此就不會發(fā)生電容器智能同步開關觸點燒結(jié)無法分開的故障現(xiàn)象。

基于以上的原理，進一步地，本發(fā)明實施例一提供的就地無功補償裝置選擇高電阻率的錳銅合金材料作為電容回路的扼涌電阻，用于代替連接長電線，既滿足了小體積安裝需要的短連接線長度要求，又滿足了電容回路中阻抗值的要求，以及通過大電容電流的需要。使用時，可根據(jù)具體的電容回路需求確定扼涌電阻的阻抗和尺寸，以消除電容器智能同步開關觸點燒結(jié)無法分開的故障現(xiàn)象，使用靈活。

繼續(xù)參見圖1，柜體1中還設置有與電容器15連接的多組電容回路，電容回路的連接線為錳銅合金材料制成的扼涌電阻6。使用時，可根據(jù)具體的電容回路需求確定扼涌電阻6的阻抗和尺寸，以消除電容器智能同步開關9觸點燒結(jié)無法分開的故障現(xiàn)象，便于安裝，使用靈活。

如圖6和圖7所示，扼涌電阻主要起到遏制涌流的作用，其阻值為5毫歐，工作時高度為27毫米，上端凸起長度為30毫米，伸展長度為120毫米，滿足通過25A電流和具有5毫歐的線路阻抗，便于安裝，成本較低。

本實施例通過采用高電阻率的錳銅合金材料作為電容回路的扼涌電阻，用于代替連接長電線，既滿足了小體積安裝需要的短連接線長度要求，又滿足了電容回路中阻抗值的要求，以及通過大電容電流的需要。

現(xiàn)有的無功補償柜體積太大(通常大于0.5立方米)，占用空間較大，不便于現(xiàn)場安裝。本實施例提供的就地無功補償裝置，將所有元器件均集中在柜體1中，柜體1的體積小于0.2立方米，解決了就地無功補償裝置在多回路多種容量組合條件下最優(yōu)化的小體積結(jié)構設計問題。

進一步地，本實施例提供的就地無功補償裝置中，電容回路的數(shù)量為6，無功容量配置方式靈活，無功補償效果好。

利用本發(fā)明可以將所有為滿足產(chǎn)品功能性能要求所需電氣元器件、功能模塊在符合國標要求的前提下，以最緊湊的安裝方式組合連接起來，滿足最大120kvar六回路就地無功補償裝置且現(xiàn)場安裝空間小于0.2立方米的要求，節(jié)省了大量連接銅線，從而降低了裝置整體成本，且便于就地安裝。

上述實施例提供的就地無功補償裝置體積小于0.2立方米，并且所有元器件在工作時都會散發(fā)熱量，這樣就會使得裝置殼體內(nèi)溫度較高。通常，電容器在40度環(huán)境溫度下運行3小時左右內(nèi)部溫度就會達到60度，此時，電容器智能同步開關會進行過溫保護，使電容器退出運行。

基于此，繼續(xù)參見圖1，本發(fā)明在上述實施例提供的就地無功補償裝置中增設了溫度控制器13和軸流風扇14，以對電容器15進行溫度控制。例如，當電容器15溫度超過45度時，電容器智能同步開關9檢測到此溫度，以rs485通訊方式通知溫度控制器13，溫度控制器13控制兩只軸流風扇14工作，用風冷方式散熱，使得電容器15在40度環(huán)境溫度下長期工作時，內(nèi)部溫度不超過60度，不會因過溫保護退出運行。當電容器15溫度低于40度時，軸流風扇14停止工作。進一步增強了裝置整體的溫控能力，可以保證電容器15長期不間斷運行，安全且有效的實現(xiàn)在負載側(cè)就地安裝使用。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，應當理解，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍。特別指出，對于本領域技術人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。