分補共補通用型智能電容器的製造方法
2023-11-11 05:10:22
分補共補通用型智能電容器的製造方法
【專利摘要】本實用新型屬於無功補償設備【技術領域】，特別涉及一種分補共補通用型智能電容器。智能電容器由液晶顯示模塊、按鍵操作模塊、同步檢測模塊、功率/電能測量模塊、單片機、磁保持繼電器驅動模塊和包含磁保持繼電器的主電路構成。同步檢測模塊生成電壓同步信號輸入到單片機中，功率/電能測量模塊測量電氣參數並輸入到單片機中，單片機與液晶顯示模塊和按鍵操作模塊相連完成分補和共補功能的顯示和操作，單片機與磁保持繼電器驅動模塊相連驅動磁保持繼電器，含磁保持繼電器的主電路與電網相連完成電容器的投切。本實用新型將分補與共補兩種功能統一在具有通用性的控制器中，易於生產和調試；適用於現場分補與共補之間容量比例變化的場合，應用靈活。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於無功補償設備【技術領域】，特別涉及一種分補共補通用型智能電容 器。 分補共補通用型智能電容器
【背景技術】
[0002] 隨著社會經濟的發展，低壓電網中用電的結構和用電量發生了根本的變化，電網 中無功功率的消耗日益增大。利用補償設備進行無功補償是解決無功影響的重要手段。
[0003] 智能電容器作為無功補償設備，以電力電容器為主體，以智能控制器為控制中心 控制磁保持繼電器延時閉合或延時關斷，實現磁保持繼電器對電力電容器的過零投切技 術，進而對電網進行無功補償。智能電容器具有智能化、小型化、網絡化等特點，與傳統的低 壓無功補償產品相比，其操作更簡單，界面更直觀。智能電容器具有自動循環投切功能、混 合分級優化補償功能、保護功能、測量功能、控制功能、通信功能等。
[0004] 通常智能電容器有兩個系列產品，分別是分補型智能電容器和共補型智能電容 器，當三相無功負荷不平衡時採用分補型智能電容器，三相電容器分相控制，補償精度高， 但是價格貴，控制複雜，線路複雜；在二相無功負荷平衡時米用共補型智能電容器，二相電 容器都投入到電網上，共補智能電容器控制簡單，價格低廉，可靠性高，但無法補償三相不 平衡無功功率。結合分補型智能電容器和共補型智能電容器的優點，多臺分補智能電容器 和多臺共補智能電容器組合起來構成混合補償，對無功功率進行三相共補後，根據各相負 荷情況進行分相補償，補償效果和經濟效益明顯。
[0005] 在實際應用過程中，由現場無功情況確定分補智能電容器與共補智能電容器之間 的補償容量及比例，多臺分補智能電容器和多臺共補智能電容器進行組合，構成分補與共 補之間固定比例的混合補償，出廠後最大的分補容量和最大的共補容量就固定了。在分補 和共補之間的補償容量的比例變化較大的場合，不能調整分補的最大補償容量和共補的最 大補償容量。
【發明內容】
[0006] 本實用新型針對現有智能電容器設備中存在的不足，提供一種分補共補通用型智 能電容器，其特徵在於，智能電容器由液晶顯示模塊、按鍵操作模塊、同步檢測模塊、功率/ 電能測量模塊、單片機、磁保持繼電器驅動模塊和包含磁保持繼電器的主電路構成；同步檢 測模塊生成電壓同步信號輸入到單片機中，功率/電能測量模塊進行電氣參數測量並輸入 到單片機中，單片機與液晶顯示模塊和按鍵操作模塊相連完成分補和共補功能的顯示和操 作，單片機與磁保持繼電器驅動模塊相連完成主電路磁保持繼電器的驅動功能，含磁保持 繼電器的主電路與電網相連完成電容器的投切。
[0007] 所述單片機採用Stm8系列單片機。
[0008] 所述電容器採用星型接法，智能電容器主電路採用三相四線方法接入電網，包含 中線（N線)。
[0009] 所述磁保持繼電器閉合後電容器連接到電網上進行無功補償。
[0010] 所述智能電容器的控制器與主電路採用上下分體模塊結構。
[0011] 本實用新型的優點在於：由用戶通過液晶顯示模塊和按鍵操作模塊設置單臺智能 電容器是分補還是共補，簡單操作可以實現分補與共補的轉換；在分補和共補之間的補償 容量的比例變化較大的場合，可實現分補和共補的臺數和容量的再分配，可增大分補或者 共補的最大補償容量，應用靈活；本實用新型將分補與共補兩種功能統一在具有通用性的 控制器中，易於生產和調試。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型的分補共補通用型智能電容器結構示意圖。
[0013] 圖2為本實用新型的分補共補通用型智能電容器的程序流程圖。
[0014] 圖3為本實用新型的分補共補通用型智能電容器的分補程序流程圖。
[0015] 圖4為本實用新型的分補共補通用型智能電容器的共補程序流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 本實用新型提供了一種分補共補通用型智能電容器，下面通過【專利附圖】
【附圖說明】和具體實 施方式對本實用新型做進一步說明。
[0017] 圖1為本實用新型的分補共補通用型智能電容器結構示意圖，由液晶顯示模塊、 按鍵操作模塊、同步檢測模塊、功率/電能測量模塊、單片機、磁保持繼電器驅動模塊和包 含磁保持繼電器的主電路構成。在單片機程序中增加分補和共補選擇功能，通過液晶顯示 模塊顯示該功能，由按鍵操作模塊輸入該功能，當選擇分補功能時單片機進入分補程序，當 選擇共補功能時單片機進入共補程序。在分補程序中，選擇a相電壓同步信號和功率/電 能參數作為控制所需電氣參數泌相和c相電壓同步信號和功率/電能參數作為6相和c相 過零投切和保護功能的參考；在分補程序中，a、6、c三相過零投切和保護功能分別獨立控 制。
[0018] 在圖1中，將檢測到的a相j相和C相電壓信號分別進行過零比較產生各相的電 壓同步信號，電網電壓為正時電網電壓同步信號為+5V高電平，當電網電壓為負時電網電 壓同步信號為0V低電平。將電壓同步信號輸入到單片機GPI0 口。分補時在a相電壓同步 信號上升沿時刻單片機GPI0 口產生a相上升沿中斷，進入中斷程序，在中斷程序中通過通 訊讀取a相功率/電能晶片的功率和電能信息，進行無功計算和電容器投切控制，經過磁保 持繼電器預設的閉合驅動延時或關斷驅動延時後，單片機輸出a相投切信號，經過驅動電 路放大後驅動磁保持繼電器，驅動脈衝要持續100ms。在6相和c相電壓同步信號上升沿到 來後，經過磁保持繼電器預設的閉合驅動延時或關斷驅動延時後，分別驅動6相和c相磁保 持繼電器。共補時，a相電壓同步信號上升沿時刻單片機GPI0 口產生a相上升沿中斷，進 入中斷程序，在中斷程序中通過通訊讀取功率/電能晶片來得到a相功率和電能信息，進行 無功計算和電容器投切控制，經過磁保持繼電器預設的閉合驅動延時或關斷驅動延時後， 單片機輸出a相投切信號，經過驅動電路放大後驅動磁保持繼電器4相和c相分別通過各 自的中斷完成與a相相同的過程。
[0019] 圖2為本實用新型的分補共補通用型智能電容器的程序流程圖，首先判斷按鍵 操作模塊輸入的信號是分補還是共補。如果是分補，那麼進入分補程序，在圖3所示的本實 用新型的分補共補通用型智能電容器的分補程序流程圖中，開啟a相所對應的單片機GPIO 口上升沿中斷來等待電壓同步信號上升沿。當a相電壓同步信號上升沿到來時，讀取a相功 率/電能晶片中的功率和電能信息，然後進行無功計算，得出投切指令，經過磁保持繼電器 預設的閉合驅動延時或關斷驅動延時後單片機GPIO 口輸出a相投切信號，如果a相電壓同 步信號上升沿沒有到來，開啟6相所對應的單片機GPIO 口上升沿中斷來進行6相的操作。 辦相和c相重複上述類似的過程。當按鍵操作模塊輸入的信號是共補時，那麼進入共補程 序，在圖4所示的本實用新型的分補共補通用型智能電容器的共補程序流程圖中，開啟a相 所對應的單片機GPIO 口上升沿中斷來等待電壓同步信號上升沿，a相電壓同步信號上升 沿到來時，讀取a相功率/電能晶片中的功率和電能信息，進行無功計算，得出投切指令，經 過磁保持繼電器預設的閉合驅動延時或關斷驅動延時後單片機GPIO 口輸出a相投切信號； 然後開啟6相所對應的單片機GPIO 口上升沿中斷來等待6相電壓同步信號上升沿4相電 壓同步信號上升沿到來後，經過磁保持繼電器預設的閉合驅動延時或關斷驅動延時後單片 機GPIO 口輸出6相投切信號；最後開啟c相所對應的單片機GPIO 口上升沿中斷來等待c 相電壓同步信號上升沿，c相電壓同步信號上升沿到來後，經過磁保持繼電器預設的閉合驅 動延時或關斷驅動延時後單片機GPIO 口輸出c相投切信號。如果6相和c相電壓同步信 號沒有到來，那麼輸出a相3相和c相切除信號，表明智能電容器運行有故障。
[0020] 在多臺智能電容器運行的混合補償場合，用戶可通過液晶顯示模塊和按鍵操作模 塊設置單臺智能電容器是分補還是共補，可以實現分補與共補的轉換，實現分補和共補的 臺數和容量的再分配。
【權利要求】
1. 分補共補通用型智能電容器，其特徵在於，智能電容器由液晶顯示模塊、按鍵操作模 塊、同步檢測模塊、功率/電能測量模塊、單片機、磁保持繼電器驅動模塊和包含磁保持繼 電器的主電路構成；同步檢測模塊生成電壓同步信號輸入到單片機中，功率/電能測量模 塊進行電氣參數測量並輸入到單片機中，單片機與液晶顯示模塊和按鍵操作模塊相連完成 分補和共補功能的顯示和操作，單片機與磁保持繼電器驅動模塊相連完成主電路磁保持繼 電器的驅動功能，含磁保持繼電器的主電路與電網相連完成電容器的投切。
2. 根據權利要求1所述的分補共補通用型智能電容器，其特徵在於，所述單片機採用 stm8系列單片機。
3. 根據權利要求1所述的分補共補通用型智能電容器，其特徵在於，所述電容器採用 星型接法，智能電容器主電路採用三相四線方法接入電網，包含中線（N線)。
4. 根據權利要求1所述的分補共補通用型智能電容器，其特徵在於，所述磁保持繼電 器閉合後電容器連接到電網上進行無功補償。
5. 根據權利要求1所述的分補共補通用型智能電容器，其特徵在於，所述智能電容器 的控制器與主電路採用上下分體模塊結構。
【文檔編號】H02J3/18GK203883481SQ201420172144
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月11日 優先權日:2014年4月11日
【發明者】趙國鵬, 韓民曉, 劉濤, 王志春 申請人:華北電力大學, 廈門明翰電氣股份有限公司