[發明專利]智能變電站

在審

• 申請號: 202010944935.0
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN112290556A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 史玉成
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種智能變電站，包括變壓器，變壓器包括一次端和二次端，一次端連接市電端，二次端端部連接用戶端，智能變電站還包括電容器組，電容器組設置在二次端上，電容器組與用戶端為并聯關系。智能變電站還包括功率因數測量模塊，電容器組包括若干相互獨立且并聯連接的電容，功率因數測量模塊從二次端上獲取電信號并控制電容接入二次端的數量。從變電站處入手，使二次端總的功率因數趨近1，降低對于市電端外電網的功率占用；當電容較多且單個值較小時，可以降低功率因數調配的階梯性，在一定的精度范圍內達成無級調節的效果。

技術領域

本發明涉及變電站領域，具體是一種智能變電站。

背景技術

變電站是電力系統中不可或缺的一部分，變電站可以是升壓電站也可以是降壓電站，靠近用戶端的是降壓電站，其將電網中的高壓電轉換成用戶端所要使用的低壓電，220V、380V等。

用戶端上常常會有一些電感負載，也稱感性負載，常見的感性負載例如電動機，有線圈存在的電路基本都或多或少存在電感阻力，這些感性負載需要電能去驅動，雖然純電感的負載，通過其的電流并不會被消耗，其電流在電路中稱為無功電流，在電網中所占用的功率稱為無功功率，無功功率不產生消耗，但是從電網總量上看，無功電流一來會由于需要通過電纜輸送從而產生熱量損耗，二來，無功功率占有電網后，電網就不能把這部分功率分配給其他地方使用了，整體上看實際時降低了電網的使用效率的，所以，大部分的用電端都需要將其自身的功率因數盡可能地提高，以便占用電網中較小的資源。

無功補償是應對無功功率占用的有效手段，但是無功補償需要首先獲知原始電路上的功率因數以便進行補償控制，電網負載的紛繁復雜造成了功率因數計算困難的現狀，如何實時的檢測功率因數并進行相應補償使得總功率因數趨向1是一大難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種智能變電站，以解決現有技術中的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種智能變電站，包括變壓器，變壓器包括一次端和二次端，一次端連接市電端，二次端端部連接用戶端，智能變電站還包括電容器組，電容器組設置在二次端上，電容器組與用戶端為并聯關系。

用戶端連接周圍用電負載或短距離輸送后送往村落、樓宇中，市電端連接城市電網上的高壓電，城市電網的電壓分若干級，常用的有10kV，選配適合降壓比的變壓器作為變電中介構成變電站的核心。用戶端上常常會有很多的感性負載，本發明的電容器組就可以根據用戶端上的感性負載的數量而接入二次端合適容量的容性負載，從而在二次端總路上中和，只有電阻性的電流最終到達變壓器并從市電端上獲取有功功率，對于外界（市電端側）來說，變電站后的用電部件是一個功率因數接近1的負載，有利于電網進行電力調配，以便服務更多的用電場合。

進一步的，智能變電站還包括功率因數測量模塊，電容器組包括若干相互獨立且并聯連接的電容，功率因數測量模塊從二次端上獲取電信號并控制電容接入二次端的數量。用戶端上的負載并不是一直保持不變的，當感性負載接入地較多時，就需要接入更多的相匹配容量的電容，而用戶端上感性負載停機后，也需要及時將用于與之相抵消的電容斷開，否則總路成為容性電路，仍然造成功率因數的低下；雖然從統計學上可以大致分析在每天中分時間段的用戶端負載狀況以及大致需要的電容配比量，但是，這種手法前期需要較多的數據作分析以及后期調配也不夠準確，雖然比起沒有任何功率因數調配的變電站來說已經是大大提高了，但是還是有進一步的提升空間的，本發明通過在二次端總電路上設置功率因數測量模塊，實時檢測總電路上的功率因數，當變低時，通過增加并聯進電路的電容數量來重新提高功率因數（當功率因數接近1而未達到時，再一次并入電容可能使得總路上的功率因數越過1后又一次降低，此時應減少并入電容的數量，此種狀況后文會有分析）。

進一步的，功率因數測量模塊包括電壓互感器、電流互感器、第一運放Y1、第二運放Y2、三極管S、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5；