一种负载无功功率补偿系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种负载无功功率补偿系统，包括多组补偿电容电路单元和用于控制切换各组补偿电容电路单元接入到负载供电系统中的控制单元；每组补偿电容电路单元包括一个电容投切接触器和一个补偿电容，该电容投切接触器和补偿电容串联后并联到负载；每组补偿电容电路单元中的电容投切接触器的线圈分别与一个继电器串联形成回路，所有的继电器与控制单元连接，控制单元通过驱动继电器完成对各电容投切接触器的驱动与断开，从而将合适的补偿电容电路单元接入负载供电系统中，完成对负载供电系统进行无功功率补偿调整。供电系统进行无功功率补偿调整。供电系统进行无功功率补偿调整。

【技术实现步骤摘要】
一种负载无功功率补偿系统


[0001]本技术属于电力系统供电
，具体涉及一种负载无功功率补偿系统。

技术介绍

[0002]供电系统驱动电机负载运行，电机属于感性负载，在不进行无功功率补偿的情况下，负载功率因数(λ)很小，供电系统输出的效率低，为了增加功率因数，提高系统的运行效率，需要按照负载功率的大小配置一定容量的电容，通过电容为负载提供无功功率，使供电系统的输出更加高效、稳定。通常以功率因数λ表征发电设备的效率(λ接近1效率越高)，利用补偿电容的方法可以有效地提高负载功率因数，降低线路上的损耗，改善供电质量。
[0003]当电机的数量有变化时，电容容量必须随之改变，否则会出现欠补偿或过补偿的情况发生，其中过补偿现象会直接导致电路中电压瞬间升高，造成回路元器件超负荷运行，严重情况可导致器件击穿，线路损毁，从而影响供电系统的稳定运行。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种负载无功功率补偿系统。
[0005]本技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种负载无功功率补偿系统，包括多组补偿电容电路单元和用于控制切换各组补偿电容电路单元接入到负载供电系统中的控制单元；
[0007]每组补偿电容电路单元包括一个电容投切接触器和一个补偿电容，该电容投切接触器和补偿电容串联后并联到负载；
[0008]每组补偿电容电路单元中的电容投切接触器的线圈分别与一个继电器串联形成回路，所有的继电器与控制单元连接，控制单元通过驱动继电器完成对各电容投切接触器的驱动与断开，从而将合适的补偿电容电路单元接入负载供电系统中。
[0009]在上述技术方案中，包括6组补偿电容电路单元。
[0010]在上述技术方案中，各组补偿电容电路单元中的补偿电容的容量不同。
[0011]在上述技术方案中，控制单元采用PLC。
[0012]在上述技术方案中，PLC型号为S7
‑
1200PLC。
[0013]在上述技术方案中，控制单元还连接有人机交互，通过人机交互单元设定负载的数量，通过控制单元选择不同的补偿电容电路单元接入到负载供电系统来适应负载电机的数量变化，完成对负载供电系统进行无功功率补偿调整，将功率因数(λ)维持在0.6至0.8之间，从而提高负载供电系统输出效率及稳定性。
[0014]在上述技术方案中，人机交互单元采用触摸屏。
[0015]在上述技术方案中，触摸屏型号为昆仑通泰Tpc7062Ti。
[0016]在上述技术方案中，所述控制单元采用S7
‑
1200PLC，其作为从站端PLC，由从站端PLC连接用于驱动电容投切接触器的继电器，并通过PROFINET通信的方式连接所述人机交互单元，该从站端PLC与控制柜中的主站端PLC连接，主站端PLC采用S7
‑
1500PLC。
[0017]本技术的优点和有益效果为：
[0018]本技术可应用于针对一定数量范围内电机负载的供电系统当中，为现场操作提供便捷、可触控的操作方式，并实现无功补偿容量自动匹配及投切功能，将功率因数(λ)维持在0.6至0.8之间，从而提高供电系统输出效率及稳定性。
附图说明
[0019]图1为无功功率补偿系统结构示意图；
[0020]图2为无功功率补偿系统控制原理示意图；
[0021]图3为无功功率补偿系统通讯示意图；
[0022]图4.1为补偿电容接入负载供电系统的电路原理图；
[0023]图4.2为补偿电容接入负载供电系统的电路向量图；
[0024]图5为PLC控制程序流程图；
[0025]图6为无功功率补偿系统主界面；
[0026]图7为1#工作变频器电容补偿界面；
[0027]图8为1#工作变频器禁止电容补偿界面；
[0028]图9额定频率输入电机数量界面；
[0029]图10报警记录界面；
[0030]图11操作记录界面。
[0031]对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
[0032]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合具体实施例进一步说明本技术的技术方案。
[0033]如图1
‑
3所示，一种负载无功功率补偿系统，包括6组补偿电容电路单元、用于控制切换这6组补偿电容电路单元的控制单元和人机交互单元，通过人机交互单元设定负载电机的数量，通过控制单元选择不同的补偿电容电路单元接入到负载供电系统来适应负载电机的数量变化，完成对负载供电系统进行无功功率补偿调整，将功率因数(λ)维持在0.6至0.8之间，从而提高负载供电系统输出效率及稳定性。
[0034]每组补偿电容电路单元包括一个电容投切接触器和一个补偿电容，该电容投切接触器和补偿电容串联后并联到负载；每组补偿电容电路单元中的电容投切接触器的线圈分别与一个继电器串联形成回路，所有的继电器与控制单元连接，控制单元通过驱动继电器完成对各电容投切接触器的驱动与断开，从而将合适的补偿电容电路单元接入负载供电系统中。
[0035]控制单元采用PLC(可编程逻辑控制器)作为控制核心，PLC连接所述人机交互单元，人机交互单元采用触摸屏(型号为昆仑通泰Tpc7062Ti)；通过触摸屏进行启动电机数量的输入操作，与PLC进行通讯；通过PLC的输入信号模块(DI)采集各组补偿电容电路单元中电容投切接触器状态信号，PLC根据触摸屏输入的电机数量进行程序判断，通过PLC的输出信号模块(DQ)发送驱动信号，通过继电器完成对各电容投切接触器的驱动与断开，从而将
合适的补偿电容投入回路。每当电容投切接触器完成动作后，都会上传操作记录至触摸屏进行记录。
[0036]进一步的说，参见附图3，所述PLC采用S7
‑
1200PLC，其作为从站端PLC，由从站端PLC连接用于驱动电容投切接触器的继电器，并通过PROFINET通信的方式连接所述触摸屏。该从站端PLC与控制柜中的主站端PLC连接，主站端PLC采用S7
‑
1500PLC。
[0037]图4.1
‑
4.2为补偿电容接入负载供电系统的电路原理图和电路向量图，以系统输出电压为参考相量，并联补偿电容前，变频器输出的电流等于负载电流并入补偿电容后，负载电流减少的同时产生电容电流此时与之和等于变频器输出电流之和等于变频器输出电流与电源电压之间的相位差为从图4中可见φ1是与电源电压之间的相位差，由此可知功率因数由提高到
[0038]根据电路相量图所示可知：
[0039][0040][0041]且
[0042]I
C
＝UωC
[0043]因此补偿电容容量：
[0044][0045]单台电机有功功率P＝30W；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载无功功率补偿系统，其特征在于：包括多组补偿电容电路单元和用于控制切换各组补偿电容电路单元接入到负载供电系统中的控制单元；每组补偿电容电路单元包括一个电容投切接触器和一个补偿电容，该电容投切接触器和补偿电容串联后并联到负载；每组补偿电容电路单元中的电容投切接触器的线圈分别与一个继电器串联形成回路，所有的继电器与控制单元连接，控制单元通过驱动继电器完成对各电容投切接触器的驱动与断开，从而将合适的补偿电容电路单元接入负载供电系统中。2.根据权利要求1所述的负载无功功率补偿系统，其特征在于：包括6组补偿电容电路单元。3.根据权利要求1所述的负载无功功率补偿系...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨学思，张晖，
申请(专利权)人：核工业理化工程研究院，
类型：新型
国别省市：