CN102904260A - 一种低压电容器设备、无功补偿控制系统及无功补偿控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可以检测电容器电流低压电容器设备，根据获取的电容电流和系统电压可以查看电容器当前投入容量。同时，也可以根据测得电流和系统电压，得出当前电容器容量，同时如果出现异常电流时（例如过电流）进行相应的保护操作，这样既可以实时了解现场电容器状态以便于维护，又能够有效避免电容器因过电流等问题而损坏。本发明还公开了设有前述低压电容器的无功补偿控制系统及无功补偿控制方法。

Description

一种低压电容器设备、无功补偿控制系统及无功补偿控制方法

技术领域

本发明是关于供电网络控制领域，更特定言之，本发明是关于一种电网供电系统中的新颖低压电容器设备，并进一步关于具有此类低压电容器的无功补偿控制系统及无功补偿控制的方法。

背景技术

目前，针对电网供电的无功补偿设备都是根据电容器容量进行补偿投切，电容器的容量都是预先设置进去，至于供电系统中是否接设了实际电容则根本无从知晓。而且，电容的额定容量和实际容量仍有差别，电容器因为其使用工况和时间，都会导致容量衰减，甚至与系统产生谐振，谐振的过电流会危害电容器安全，所以无功补偿效果就大幅度降低。

在这种情况下，需要研发一种设备，对现有供电系统做出改进，以避免这种问题的发生。

发明内容

本发明旨在解决现有技术存在的缺陷，提供一种可以检测电容器电流低压电容器，根据获取的电容电流和系统电压可以查看电容器当前投入容量。同时，也可以根据测得电流和系统电压，得出当前电容器容量，同时如果出现异常电流时（例如过电流）进行相应的保护操作，这样既可以实时了解现场电容器状态以便于维护，又能够有效避免电容器因过电流等问题而损坏。

为了实现上述技术目的，本发明的设计方案之一，在低压电容器的前级接设电容器CT电路，对电容器电流进行检测。

为了实现上述技术目的，本发明的设计方案之二，设计一种具有此类低压电容器的无功补偿供电控制系统，将所述电容器CT电路接设在电容器与投切开关设备之间，并通过一个控制设备来实现对开关的控制。

为了实现上述技术目的，本发明的设计方案之三，设计一种对电容器CT电路的感测电流进行分压和采样的无功补偿供电控制系统，并能够对这些信号进行处理和显示操作，以有效控制可能出现的异常情况。

本发明的技术效果是通过以下技术方案加以实现的：

技术方案一：一种低压电容器设备，包括三相分设的低压电容器，所述低压电容器的前级接设有电容器CT电路。

技术方案二：一种无功补偿供电控制系统，它包括接设三相电网零线和火线的断路器、投切开关和控制器，并进一步包括如前所述的低压电容器设备，其中所述断路器分别电连接至投切开关和控制器，所述投切开关电连接至低压电容器，所述低压电容器进一步接入控制器，所述控制器接出至投切开关并对其加以控制。

在本发明的优选实施例中，所述电容器CT电路进一步接设于投切开关与低压电容器之间，并进一步接入控制器。

在本发明的优选实施例中，所述控制器包括对来自电容器CT电路的信号进行处理并连接至投切开关的处理电路。

技术方案三：一种无功补偿供电控制系统，它包括如前所述的低压电容器设备，并进一步包括采样调理电路、ADC电路和处理器，所述电容器CT电路耦合连接于采样调理电路，所述采样调理电路、ADC电路与处理器依次电连接。

在本发明的优选实施例中，所述采样调理电路进一步包括电流采样电路和电压采样电路，所述电流采样电路和电压采样电路分别将采样得出的电流和电压信号传输至ADC电路。

在本发明的优选实施例中，无功补偿供电控制系统进一步包括一个用于显示低压电容器电流和状态数据的显示器，所述显示器电连接于处理器。

在本发明的优选实施例中，无功补偿供电控制系统进一步包括一个用于存储状态数据和预设参数的存储器，所述存储器电连接于处理器。

本发明与现有技术相比，在供电系统的低压电容器中加装了CT电路以检测电容器电流，根据获取的电容电流和系统电压可以查看电容器当前投入容量，从根本上解决了电容器的电流可控性，并通过改进的供电系统来实现供电系统的整体控制关联性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详述：

图1为本发明无功补偿供电控制系统的第一实施例原理图；

图2为本发明无功补偿供电控制系统的第二实施例原理图。

具体实施方式

实施例一：

参照图1，本发明低压电容器设备，包括A、B、C三相分设的低压电容器4，这些低压电容器4的前级接设有电容器CT电路5。

低压电容器4加设电容器CT电路5后，可以检测电容器投入时电流，了解电容器容量衰减情况，可以做到及时更换，保证台区无功补偿容量足额。

实施例二：

参照图1，本发明无功补偿供电控制系统，它包括接设三相电网零线和火线的断路器1、投切开关2和控制器3，并进一步包括如前所述的低压电容器设备，其中断路器1分别电连接至投切开关2和控制器3，投切开关2电连接至低压电容器4，低压电容器4进一步接入控制器3，控制器3接出至投切开关2并对其加以控制。

无功补偿的基本原理是：电网输出的功率包括两部分，一是有功功率：直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能等，利用这些能做功，这部分功率称为有功功率；二是无功功率：不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够做功的必备条件，并且这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率，如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能，电流在电感元件中做功时，电流滞后于电压90度，而电流在电容元件中做功时，电流超前电压90度，在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180度，在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小。

在本发明的优选实施例中，所述电容器CT电路5进一步接设于投切开关2与低压电容器4之间，并进一步接入控制器3。

在本发明的优选实施例中，所述控制器包括对来自电容器CT电路5的信号进行处理并连接至投切开关2的处理电路，所述的处理电路可以是一个单片机，并在单片机前级安装一个采样装置，对电容器的电流值进行采样，并通过单片机的数据处理来判断是否出现异常情况以进行进一步的判断。

实施例三

参照图2，本发明无功补偿供电控制系统，它包括如前所述的低压电容器设备，并进一步包括采样调理电路6、ADC电路7和处理器8，所述电容器CT电路5耦合连接于采样调理电路6，所述采样调理电路6、ADC电路7与处理器8依次电连接。

在本发明的优选实施例中，所述采样调理电路6进一步包括电流采样电路61和电压采样电路62，所述电流采样电路61和电压采样电路62分别将采样得出的电流和电压信号传输至ADC电路7。

在本发明的优选实施例中，所述采样调理电路6可与处理器8进一步耦合连接，所述ADC电路7可耦合设计在处理器8中，处理器8可以是一个处理芯片MCU或DSP。

在本发明的优选实施例中，无功补偿供电控制系统进一步包括一个用于显示低压电容器4电流和状态数据的显示器9，所述显示器9电连接于处理器8。

在本发明的优选实施例中，无功补偿供电控制系统进一步包括一个用于存储状态数据和预设参数的存储器10，所述存储器10电连接于处理器8。

在本发明的优选实施例中，无功补偿供电控制系统进一步包括一个与处理器8电连接的通讯端，通过这个通讯端，处理器8能够将电容器的状态数据上传给一个电网控制终端管理后台，能够对电网数据进行有效的监控和排除异常。

同时，在本发明的优选实施例中，进一步包括一种无功补偿控制方法，所述方法包括如下步骤：

1）通过一个电容器CT电路5获取低压电容器4的电流；

2）通过采样调理电路6的电流采样电路61获得电流信号，通过采样调理电路6的电压采样电路62获得电压信号；

3）将所获得的电流信号和电压信号分别传输至ADC电路7；

4）通过ADC电路7获取电流信号值U和电压信号值I；

5）通过一个处理器8获取所述电流信号值U和电压信号值I并进行数据处理；

6）通过所述处理器8提取一个存储器10中的预设电流值，并将所述电流信号值I与所述预设电流值进行计算和比较，根据比较值进一步控制投切开关2；

7）通过处理器8将电流信号值U与电压信号值I进行积分运算得出电容器功率值；

8）通过所述处理器8提取一个存储器10中的预设功率范围值，并将所述电容器功率值与所述预设功率范围进行计算和比较，根据比较值进一步控制断路器1。

电容器CT电路5输出电流信号后，经采样电阻转换为电压信号，送入ADC电路芯片7，由MCU 8进行最后的采样。常规电流显示仪表，只要输入信号符合其输入范围，并且可以将电容器CT的CT变比设置进去，即可以在显示器9上显示低压电容器4的电流信息以及状态信息。

以上仅为本发明的具体实施方式，并非是对本发明的限定，应当了解，一切基于本发明所做的修改和变化，都应当涵盖于本发明的具体技术方案中。

Claims (9)

1.一种低压电容器设备，包括三相分设的低压电容器（4），其特征在于：所述低压电容器（4）的前级接设有电容器CT电路（5）。

2.一种无功补偿供电控制系统，它包括接设三相电网零线和火线的断路器（1）、投切开关（2）和控制器（3），其特征在于：进一步包括如权利要求1所述的低压电容器设备，其中所述断路器（1）分别电连接至投切开关（2）和控制器（3），所述投切开关（2）电连接至低压电容器（4），所述低压电容器（4）进一步接入控制器（3），所述控制器（3）接出至投切开关（2）并对其加以控制。

3.如权利要求2所述的无功补偿供电控制系统，其特征在于：所述电容器CT电路（5）进一步接设于投切开关（2）与低压电容器（4）之间，并进一步接入控制器（3）。

4.如权利要求2所述的无功补偿供电控制系统，其特征在于：所述控制器包括对来自电容器CT电路（5）的信号进行处理并连接至投切开关（2）的处理电路。

5.一种无功补偿供电控制系统，其特征在于：它包括如权利要求1所述的低压电容器设备，并进一步包括采样调理电路（6）、ADC电路（7）和处理器（8），所述电容器CT电路（5）耦合连接于采样调理电路（6），所述采样调理电路（6）、ADC电路（7）与处理器（8）依次电连接。

6.如权利要求4所述的无功补偿供电控制系统，其特征在于：所述采样调理电路（6）进一步包括电流采样电路（61）和电压采样电路（62），所述电流采样电路（61）和电压采样电路（62）分别将采样得出的电流和电压信号传输至ADC电路（7）。

7.如权利要求4所述的无功补偿供电控制系统，其特征在于：进一步包括一个用于显示低压电容器（4）电流和状态数据的显示器（9），所述显示器（9）电连接于处理器（8）。

8.如权利要求4所述的无功补偿供电控制系统，其特征在于：进一步包括一个用于存储状态数据和预设参数的存储器（10），所述存储器（10）电连接于处理器（8）。

9.一种无功补偿控制方法，所述方法包括如下步骤：

1）通过一个电容器CT电路获取低压电容器的电流；

2）通过采样调理电路的电流采样电路获得电流信号，通过采样调理电路的电压采样电路获得电压信号；

3）将所获得的电流信号和电压信号分别传输至ADC电路；

4）通过ADC电路获取电流信号值U和电压信号值I；

5）通过一个处理器获取所述电流信号值U和电压信号值I并进行数据处理；

6）通过所述处理器提取一个存储器中的预设电流值，并将所述电流信号值I与所述预设电流值进行计算和比较，根据比较值进一步控制投切开关；

7）通过处理器将电流信号值U与电压信号值I进行积分运算得出电容器功率值；

8）通过所述处理器提取一个存储器中的预设功率范围值，并将所述电容器功率值与所述预设功率范围进行计算和比较，根据比较值进一步控制断路器。

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