[发明专利]智能变电站

说明书

本发明公开了一种智能变电站，包括变压器，变压器包括一次端和二次端，一次端连接市电端，二次端端部连接用户端，智能变电站还包括电容器组，电容器组设置在二次端上，电容器组与用户端为并联关系。智能变电站还包括功率因数测量模块，电容器组包括若干相互独立且并联连接的电容，功率因数测量模块从二次端上获取电信号并控制电容接入二次端的数量。从变电站处入手，使二次端总的功率因数趋近1，降低对于市电端外电网的功率占用；当电容较多且单个值较小时，可以降低功率因数调配的阶梯性，在一定的精度范围内达成无级调节的效果。

技术领域

本发明涉及变电站领域，具体是一种智能变电站。

背景技术

变电站是电力系统中不可或缺的一部分，变电站可以是升压电站也可以是降压电站，靠近用户端的是降压电站，其将电网中的高压电转换成用户端所要使用的低压电，220V、380V等。

用户端上常常会有一些电感负载，也称感性负载，常见的感性负载例如电动机，有线圈存在的电路基本都或多或少存在电感阻力，这些感性负载需要电能去驱动，虽然纯电感的负载，通过其的电流并不会被消耗，其电流在电路中称为无功电流，在电网中所占用的功率称为无功功率，无功功率不产生消耗，但是从电网总量上看，无功电流一来会由于需要通过电缆输送从而产生热量损耗，二来，无功功率占有电网后，电网就不能把这部分功率分配给其他地方使用了，整体上看实际时降低了电网的使用效率的，所以，大部分的用电端都需要将其自身的功率因数尽可能地提高，以便占用电网中较小的资源。

无功补偿是应对无功功率占用的有效手段，但是无功补偿需要首先获知原始电路上的功率因数以便进行补偿控制，电网负载的纷繁复杂造成了功率因数计算困难的现状，如何实时的检测功率因数并进行相应补偿使得总功率因数趋向1是一大难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能变电站，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能变电站，包括变压器，变压器包括一次端和二次端，一次端连接市电端，二次端端部连接用户端，智能变电站还包括电容器组，电容器组设置在二次端上，电容器组与用户端为并联关系。

用户端连接周围用电负载或短距离输送后送往村落、楼宇中，市电端连接城市电网上的高压电，城市电网的电压分若干级，常用的有10kV，选配适合降压比的变压器作为变电中介构成变电站的核心。用户端上常常会有很多的感性负载，本发明的电容器组就可以根据用户端上的感性负载的数量而接入二次端合适容量的容性负载，从而在二次端总路上中和，只有电阻性的电流最终到达变压器并从市电端上获取有功功率，对于外界（市电端侧）来说，变电站后的用电部件是一个功率因数接近1的负载，有利于电网进行电力调配，以便服务更多的用电场合。

进一步的，智能变电站还包括功率因数测量模块，电容器组包括若干相互独立且并联连接的电容，功率因数测量模块从二次端上获取电信号并控制电容接入二次端的数量。用户端上的负载并不是一直保持不变的，当感性负载接入地较多时，就需要接入更多的相匹配容量的电容，而用户端上感性负载停机后，也需要及时将用于与之相抵消的电容断开，否则总路成为容性电路，仍然造成功率因数的低下；虽然从统计学上可以大致分析在每天中分时间段的用户端负载状况以及大致需要的电容配比量，但是，这种手法前期需要较多的数据作分析以及后期调配也不够准确，虽然比起没有任何功率因数调配的变电站来说已经是大大提高了，但是还是有进一步的提升空间的，本发明通过在二次端总电路上设置功率因数测量模块，实时检测总电路上的功率因数，当变低时，通过增加并联进电路的电容数量来重新提高功率因数（当功率因数接近1而未达到时，再一次并入电容可能使得总路上的功率因数越过1后又一次降低，此时应减少并入电容的数量，此种状况后文会有分析）。

进一步的，功率因数测量模块包括电压互感器、电流互感器、第一运放Y1、第二运放Y2、三极管S、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5；