專利名稱：低壓智能無功補償裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種低壓智能無功補償裝置。
背景技術：
在交流電路中，由電源供給負載的電功率有兩種；一種是有功功率，一種是無功功 率。有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率，是將電能轉換為其他形式能量(機 械能、光能、熱能)的電功率。在正常情況下，用電設備不但要從電源取得有功功率，同時 還需要從電源取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應求，用電設備就沒有足夠的無 功功率來建立正常的電磁場，這些用電設備就不能維持在額定情況下工作，用電設備的端 電壓就要下降，從而影響用電設備的正常運行。低壓配電網(wǎng)無功補償?shù)姆椒ㄌ岣吖β室驍?shù) 的主要方法是采用低壓無功補償技術，我們通常采用的方法主要有兩種隨機補償、隨器補 償。隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝置與電機同時投切。隨 機補償適用于補償電動機的無功消耗，以補勵磁無功為主，此種方式可較好地限制用電單 位無功負荷。隨器補償是指將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器二次側，以補償配 電變壓器空載無功的補償方式。配變在輕載或空載時的無功負荷主要是變壓器的空載勵磁 無功，配變空載無功是用電單位無功負荷的主要部分，對于輕負載的配變而言，這部分損耗 占供電量的比例很大，從而導致電費單價的增加跟蹤補償是指以無功補償投切裝置作為控 制保護裝置，將低壓電容器組補償在大用戶0. 4kv母線上的補償方式。但是以上兩種補償 方法不夠靈活，不能智能化的配置補償電容器組。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術方案是針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種低壓智能 無功補償裝置。 為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為一種低壓智能無功補償裝 置，包括單片機、電流電壓檢測電路、電流電壓互感器、復合開關及其檢測驅(qū)動電路和斷路 器；電流電壓互感器的輸出端連接電流電壓檢測電路，電流電壓檢測電路的輸出端連接單 片機，用以將檢測到的系統(tǒng)三相線的電流信號和電壓信號輸送給單片機；斷路器的輸出端 通過復合開關鏈接到電容器組，復合開關的檢測驅(qū)動電路連接在復合開關和單片機之間。 作為本實用新型進一步改進的技術方案，還包括分別與單片機連接的人機接口、 存儲器和通訊接口 ；人機接口顯示單片機輸出的系統(tǒng)參數(shù)同時設置系統(tǒng)參數(shù)給單片機，所 設置的系統(tǒng)參數(shù)同時存儲在存儲器中。通訊接口用于將多個所述低壓智能無功優(yōu)化裝置連 接在一起。 作為本實用新型進一步改進的技術方案，所述裝置還設有溫度傳感器，溫度傳感 器置于電容器組內(nèi)，溫度傳感器的輸出連接單片機。 作為本實用新型進一步改進的技術方案，所述電流電壓檢測電路包括模擬開關、 放大電路和整形電路，模擬開關有兩路輸出，一路連接放大電路后與單片機連接，另一路通過整形電路與單片機連接。 作為本實用新型進一步改進的技術方案，所述斷路器的輸出端還連接電抗器。 本實用新型采用單片機作為控制器，通過電流電壓互感器和電流電壓檢測電路檢 測系統(tǒng)三相線的電流和電壓，通過單片機精確計算無功因數(shù)，同時單片機控制復合開關實 現(xiàn)過零投切；另外，本實用新型還設有人機接口和通訊接口 ，通過人機接口能夠輸入和設置 系統(tǒng)參數(shù)。本實用新型實現(xiàn)了低壓無功補償?shù)闹悄芑刂坪蜔o涌流、無電弧投切，實現(xiàn)感性 功率和容性功率的全面合理優(yōu)化，使用靈活方便，無功補償效率高。
圖1為本實用新型的系統(tǒng)結構示意圖。 圖2為本實用新型的正弦波-方波整形電路圖。 圖3為本實用新型的放大電路圖。 圖4為本實用新型的單片機與正弦波_方波整形電路和放大電路的連接示意圖。 圖5為多臺低壓智能無功補償裝置通過通訊接口相連接的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方作作進一步說明。 參見圖1、圖2、圖3和圖4，一種低壓智能無功補償裝置，包括單片機、電流電壓互 感器、電流電壓檢測電路、復合開關J1、復合開關J2、復合開關的檢測驅(qū)動電路、斷路器、溫 度傳感器、人機接口、存儲器和通訊接口 ；本低壓智能無功補償裝置在工作時，首先將斷路 器連接在系統(tǒng)三相線上，斷路器的三路輸出端的其中兩路分別連接復合開關后與電容器組 連接，第三路直接與電容器組連接，兩個復合開關Jl和J2通過檢測驅(qū)動電路與單片機連 接，單片機采用型號為NEC1213的單片機；其次將電流電壓互感器也安裝在系統(tǒng)三相線上， 電流電壓互感器的輸出端連接電流電壓檢測電路，電流電壓檢測電路的輸出端連接單片 機，用以將檢測到的系統(tǒng)三相線的電流信號和電壓信號輸送給控制器；人機接口 、存儲器和 通訊接口分別與單片機連接。 其中，電流電壓互感器和電流電壓檢測電路為現(xiàn)有技術，電流電壓檢測電路包括 模擬開關、絕對值放大電路和整形電路，電流電壓互感器安裝在系統(tǒng)三相線上，電流電壓 互感器將系統(tǒng)三相線的電流和電壓轉換成同比例的正弦波信號，此正弦波信號經(jīng)過模擬開 關后分有兩路， 一路接到絕對值放大電路，絕對值放大電路將信號放大后送到單片機的A/ D端，用以計算電流和電壓的大小，另一路經(jīng)過正弦波-方波整形電路，接到單片機的中斷 和計時器端口，用以計算電流和電壓之間的相位差，進而計算出功率因數(shù)。人機接口、存儲 器和通訊接口也都為現(xiàn)有技術，本實施例從現(xiàn)有技術中分別選擇一款帶有鍵盤的數(shù)字顯示 器、EEPR0M存儲器和RS485通訊接口 ，數(shù)字顯示器通過其驅(qū)動芯片與單片機連接，用來顯
示單片機輸出的系統(tǒng)參數(shù)，數(shù)字顯示器上的鍵盤能夠輸入系統(tǒng)參數(shù)給單片機，輸入的系統(tǒng) 參數(shù)同時存儲在EEPR0M存儲器中，當系統(tǒng)功率較大時， 一臺低壓智能無功補償裝置達不到 補償?shù)男Ч?，參見圖5，此時就可以將多臺低壓智能無功補償裝置通過RS485通訊接口連接
起來，實現(xiàn)多臺聯(lián)合工作，而此時只需一臺裝置區(qū)測量功率因數(shù)和發(fā)出控制信號；作為現(xiàn)有 技術的溫度傳感器置于電容器組內(nèi)，溫度傳感器的輸出直接連接單片機的A/D端口，當溫度過高時，直接切斷電容器組，從而保護和延長電容器組使用壽命；兩個復合開關Jl和J2 及其驅(qū)動電路也是現(xiàn)有技術，其由帶觸點的磁保繼電器和大功率的晶閘管及其檢測驅(qū)動電 路組成，復合開關的檢測驅(qū)動電路檢測電網(wǎng)電壓與電容器組的差值電壓，當兩者相等時投 入可控硅，以減少了可控硅的沖擊，正常工作時使用磁保持繼電器工作，退出時先投入可控 硅，再切斷磁保持繼電器，從而達到無涌流，無電弧投切功能。 當線路上傳輸?shù)墓β什坏扔谧匀还β蕰r，則沿線各點電壓將偏離額定值，有時甚 至偏離較大，此時采用并聯(lián)電抗器對感性無功進行補償，即在系統(tǒng)三相線上并聯(lián)電抗器，電 抗器通過復合開關并聯(lián)在系統(tǒng)三相線上，單片機輸出控制信號給復合開關，從而控制電抗 器的投切，上述電抗器可以采用磁控電抗器；這樣可以降低線路電壓的升高，使輕負荷時線 路中的無功功率盡可能就地平衡，防止無功功率不合理流動同時也減輕了線路上的功率損 失。 本實施例利用瞬時無功功率理論和傅立葉算法，能在較高諧波的情況下，精確計 算電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)并通過單片機控制復合開關完成電容器組的投切從而實現(xiàn)無功補償。根據(jù) 負載實際情況，系統(tǒng)參數(shù)如CT比、投切延時時間、電壓上下限值、電容保護溫度、目標功率 因數(shù)均可通過鍵盤設置，所有參數(shù)都保存在外部EER0M中，即使掉電也不會丟失，上電自動 運行。另外針對系統(tǒng)5V基準電壓存在偏差，通過鍵盤可微調(diào)，從而實現(xiàn)更精準的測量。
權利要求一種低壓智能無功補償裝置，其特征在于所屬裝置包括單片機、電流電壓檢測電路、電流電壓互感器、復合開關及其檢測驅(qū)動電路和斷路器；電流電壓互感器的輸出端連接電流電壓檢測電路，電流電壓檢測電路的輸出端連接單片機，用以將檢測到的系統(tǒng)三相線的電流信號和電壓信號輸送給單片機；斷路器的輸出端通過復合開關連接到電容器組，復合開關的檢測驅(qū)動電路連接在復合開關和單片機之間。
2. 根據(jù)權利要求1所述的低壓智能無功補償裝置，其特征在于還包括分別與單片機 連接的人機接口 、存儲器和通訊接口 ；人機接口顯示單片機輸出的系統(tǒng)參數(shù)同時設置系統(tǒng) 參數(shù)給單片機，所設置的系統(tǒng)參數(shù)同時存儲在存儲器中；通訊接口將多個所述低壓智能無 功優(yōu)化裝置連接在一起。
3. 根據(jù)權利要求1所述的低壓智能無功補償裝置，其特征在于所述裝置還設有溫度 傳感器，溫度傳感器置于電容器組內(nèi)，溫度傳感器的輸出連接單片機。
4. 根據(jù)權利要求1或2或3所述的低壓智能無功補償裝置，其特征在于所述電流電 壓檢測電路包括模擬開關、放大電路和整形電路，模擬開關有兩路輸出， 一路連接放大電路 后與單片機連接，另一路通過整形電路與單片機連接。
5. 根據(jù)權利要求1或2或3所述的低壓智能無功補償裝置，其特征在于所述斷路器 的輸出端還連接電抗器。
專利摘要本實用新型公開了一種低壓智能無功補償裝置，包括單片機、電流電壓檢測電路、電流電壓互感器、復合開關及其檢測驅(qū)動電路和斷路器；電流電壓互感器的輸出端連接電流電壓檢測電路，電流電壓檢測電路的輸出端連接單片機，用以將檢測到的系統(tǒng)三相線的電流信號和電壓信號輸送給單片機；斷路器的輸出端通過復合開關鏈接到電容器組和電抗器，復合開關的檢測驅(qū)動電路連接在復合開關和單片機之間；本實用新型還設有人機接口和通訊接口，通過人機接口能夠輸入和設置系統(tǒng)參數(shù)。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)低壓無功補償?shù)闹悄芑刂坪脱a償電容器組的無涌流、無電弧投切，實現(xiàn)了感性功率和容性功率的全面合理優(yōu)化，使用靈活方便，無功補償效率高。
文檔編號H02J3/18GK201528205SQ20092023160
公開日2010年7月14日 申請日期2009年9月16日 優(yōu)先權日2009年9月16日
發(fā)明者戈長根 申請人:無錫市華戈電力電容器有限公司