無功功率教學輔助裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種無功功率教學輔助裝置，包括電連接在三相電源線上的有功功率表和無功功率表，電源線輸出端電連接有由電機主接入器控制接入的主電機和由電容接入器控制接入的電容組。所述電機主接入器包括電連接在電源線兩相線之間的電機主接入支路，電機主接入支路上串聯有主接通開關、主斷開開關和主繼電器，主繼電器的自鎖觸點并聯在主接通開關兩端，主繼電器的電機主常開觸點串接在主電機的電源輸入端。采用這種結構的無功功率教學輔助裝置，結構合理，能夠實時顯示線路無功功率、能直觀演示無功功率產生原因，并能調整無功功率補償量，且操作方便，特別適合電力單位或院校培訓新學員使用。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種無功功率教學輔助裝置。
技術介紹
許多用電設備均是根據電磁感應原理工作的，如配電變壓器、電動機等，它們都是依靠建立交變磁場才能進行能量的轉換和傳遞。為建立交變磁場和感應磁通而需要的電功率稱為無功功率，因此，所謂的無功并不是無用的電功率，只不過它的功率并不轉化為機械能、熱能而已；因此在供用電系統中除了需要有功電源外，還需要無功電源，兩者缺一不可。無功功率單位為乏(var)，它不對外作功，而是轉變為其他形式的能量。凡是有電磁線圈的電氣設備，要建立磁場，就要消耗無功功率。無功的產生是必然存在的一種現象，是不可能消失的，但是無功功率的存在會對電網造成許多的弊端，最有效的治理方法就是無功補償。由于無功功率的抽象性，在實際工作中，廣大的農電工和企業電工對無功原理掌握程度不高，這對電網無功合理補償工作造成了一定的難度。很多的企業由于無功超標受到處罰，很多的村莊由于無功管理不好線損升高。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是針對上述不足提供一種結構合理，能夠實時顯示線路無功功率、能直觀演示無功功率產生原因，并能調整無功功率補償量，且操作方便的無功功率教學輔助裝置。為解決上述技術問題，本無功功率教學輔助裝置的結構特點是包括電連接在三相電源線上的有功功率表和無功功率表，電源線輸出端電連接有由電機主接入器控制接入的主電機和由電容接入器控制接入的電容組。本無功功率教學輔助裝置是通過儀表指示和感性容性器件切入結構來實現能夠實時顯示線路無功功率、能直觀演示無功功率產生原因，并能調整無功功率補償量，且操作方便的。儀表指示結構主要是指在本無功功率教學輔助裝置的三相電源線上，連接有有功功率表和無功功率表。這樣，學員就可以通過有功功率表和無功功率表，實時了解電源線上的有功功率和無功功率的配額或所占比例，非常直觀，有助于學員加深對有功功率和無功功率的認識。感性容性器件切入結構主要是指在本無功功率教學輔助裝置的電源線上，還電連接有主電機和電容組。主電機是家電或企業設備最常用的動力設備，其內部設有多層線圈，屬于感性器件。主電機在工作時，會產生感應電流，會增加電氣線路和變壓設備的負擔，降低電氣線路和變壓設備的利用率，增加電氣線路的發熱量，也就導致了無功功率的產生。在本無功功率教學輔助裝置中，主電機的電源輸入端電連接有電機主接入器。電機主接入器的主要作用，是控制電源線是否向主電機供電。因此，通過操作電機主接入器，就可以控制主電機接入電源線，也就是控制電源線是否向主電機提供無功功率，這樣就起到了調整電源線中無功功率多少的作用，可以讓學員通過手動操作來深刻感受無功功率的產生過程。電容組是由多個電容，一般是三個電容，組合在一起的電容組合。電容在線路上的電流超前于電壓，而電感在線路上的電流滯后于電壓，因此電容與電感在相位相反，可以起到互補作用。這樣，只要在線路上接的電容容量與負載的電感分量向匹配，電容組產生的電容電流就能非常有效地消除或減少線路上的電感電流，也就能消除或減少主電機向電網吸取無功功率，也就達到了補償無功功率、提高電網質量作用。電容組與電源線之間電連接有電容接入器，其主要作用是控制電容是否接入電源線。因此，通過操作電容接入器，就可以將電容組接入電源線進行無功補償，可以讓學員通過動手操作來認識無功補償的過程和作用，有助于加深學員對無功功率的認知深度。作為一種實現方式，所述電機主接入器包括電連接在電源線兩相線之間的電機主接入支路，電機主接入支路上串聯有主接通開關、主斷開開關和主繼電器，主繼電器的自鎖觸點并聯在主接通開關兩端，主繼電器的電機主常開觸點串接在主電機的電源輸入端。電機主接入支路由電源線中的兩根相線直接供電，電機主接入支路的通斷則由主接通開關和主斷開開關控制，操作起來非常簡單。當按下主接通開關時，電機主接入支路通電，因此主繼電器得電。此時，主繼電器的自鎖觸點閉合，以實現電機主接入支路的自鎖。同時，主繼電器串接在主電機電源輸入端的電機主常開觸點閉合，主電機與電源線之間的電路被接通，也就實現了主電機的接入。當需要將主電機從電源線上切除時，只需按下主斷開開關，電機主接入支路便被切斷，此時主繼電器失電，主繼電器的自鎖觸點和電機主常開觸點恢復常開狀態，主電機也就從電源線上切除下來，操作非常簡單。作為一種實現方式，所述電容接入器包括串接在電源線兩相線之間的電容繼電器和繼電器開關，電容繼電器的輸出觸點串接在電容組和電源線之間。電容繼電器和繼電器開關串接在電源線兩相線之間，因此，通過操作繼電器開關就可以控制電容繼電器的通電與否。這樣，就可以控制串接在電容組和電源線之間的電容繼電器輸出觸點的閉合或斷開，也就實現了對電容組接入電源線的控制，操作非常簡單，有助于學員深刻體會無功補償的作用。作為改進，電源線輸出端還電連接有由電機副接入器控制接入的副電機，電容組的數量為三套。在電源線上連接副電機，可以與主電機構成電機陣列或電機組合，這樣，就可以通過操作電機主接入器和電機副接入器來分別實現對主電機和副電機接入電源線的控制，有助于加深學員對電機數量導致無功功率變化的認識。將電容組的數量設置為三套，可以鍛煉學員以不同容量的電容組進行無功補償，從而加深學員對電容組容量對無功補償效果的認識。作為進一步改進，電源線上還電連接有功率因數表和電壓表，電壓表通過多路切換開關能夠分別電連接在電源線中任意兩相線之間。通過電源線上連接的功率因數表和電壓表，學員可以很直觀地了解電源的功率因數值及電壓值變化，也就可以很直觀地了解主電機、副電機以及電容組投切后對電源的影響，有助于學員直觀、深刻地認識無功功率及無功補償。在投切主電機、副電機和電容組的同時，學員還可以通過操作多路切換開關來使電壓表接入電源線的不同相線之間，也就可以直觀地了解主電機、副電機和電容組投切前后電源電壓的變化，有助于學員直觀、深刻地認識無功功率及無功補償對電源的作用或影響。綜上所述，采用這種結構的無功功率教學輔助裝置，結構合理，能夠實時顯示線路無功功率、能直觀演示無功功率產生原因，并能調整無功功率補償量，且操作方便，特別適合電力單位或院校培訓新學員使用。附圖說明結合附圖對本技術作進一步詳細說明圖1為本技術的結構示意圖。圖中1為電源線，2為有功功率表，3為無功功率表，4為電機主接入器，5為主電機，6為電容接入器，7為電容組，8為電機主接入支路，9為主接通開關，10為主斷開開關，11為主繼電器，12為自鎖觸點，13為電機主常開觸點，14為電容繼電器，15為繼電器開關，16為電機副接入器，17為副電機，18為功率因數表，19為電壓表，20為多路切換開關。具體實施方式如圖1所示,該無功功率教學輔助裝置包括由U相線、V相線、W相線和零線N構成的三相四線制電源線1，電源線I上電連接有功功率表2和無功功率表3。這樣，學員就可以通過有功功率表2和無功功率表3，實時了解電源線I上的有功功率和無功功率的配額或所占比例，非常直觀，有助于學員加深對有功功率和無功功率的認識。電源線I輸出端電連接有由電機主接入器4控制接入的主電機5，主電機5是家電或企業設備最常用的動力設備，其內部設有多層線圈，屬于感性器件。主電機5在工作時，會產生感應電流，會增加電氣線路和變壓設備的負擔，降低電氣線路和變壓設備的利用率，增本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無功功率教學輔助裝置，其特征是：包括電連接在三相電源線（1）上的有功功率表（2）和無功功率表（3），電源線（1）輸出端電連接有由電機主接入器（4）控制接入的主電機（5）和由電容接入器（6）控制接入的電容組（7）。

【技術特征摘要】
1.一種無功功率教學輔助裝置，其特征是包括電連接在三相電源線(I)上的有功功率表(2)和無功功率表(3)，電源線(I)輸出端電連接有由電機主接入器(4)控制接入的主電機(5)和由電容接入器(6)控制接入的電容組(7)。2.如權利要求1所述的無功功率教學輔助裝置，其特征是所述電機主接入器(4)包括電連接在電源線(I)兩相線之間的電機主接入支路(8 )，電機主接入支路(8 )上串聯有主接通開關(9)、主斷開開關(10)和主繼電器(11)，主繼電器(11)的自鎖觸點(12)并聯在主接通開關(9)兩端，主繼電器(11)的電機主常開觸點(13)串接在主電機(5)的電源輸入端。3....

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮子剛，王清，李文磊，耿帥，胡志遠，徐妍妍，郭善清，朱婷，
申請(專利權)人：高密市供電公司，
類型：實用新型
國別省市：