CN201509084U - 一种智能组合电力电容器 - Google Patents
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Abstract
一种智能组合电力电容器,涉及低压配电网的无功补偿设备,包括壳体(1),还包括:一轻触式的控制面板(3),设在壳体(1)前端,且朝向壳体(1)前侧面;一微电子测控装置,设在壳体(1)内部,所述微电子测控装置包括一单片机;一带谐波消除的电容器组合投切开关,设在壳体(1)内部,由微电子测控装置控制其投切;一总电源开关,设在壳体(1)后端,且开关手柄朝向壳体(1)顶面设置;若干接线端,设在壳体(1)后端,且开口方向与壳体(1)后侧面垂直;一防护盖(2),设在壳体(1)后端用于防止误触动接线端或异物进入接线端引发事故。本实用新型所述的智能组合电力电容器,投切时的使用安全,冲击电流小,长寿命,低成本,安装操作简便。
Description
技术领域
本实用新型涉及0.4KV电网无功功率补偿设备,特别是指用于低压配电网及无功补偿的设备,具体的说是一种智能组合电力电容器。
背景技术
电网中的大部分设备都属于干性负荷,用电环境和空间环境相对比较恶劣。通常需要在电网中并联电容器等无功补偿装置,以减少感性负荷所产生的无功损耗,提高线路输送过程中的无功损耗。
加装电容器进行无功功率补偿是一种投资相对非常少,节能降损效果明显的措施。现有市场较为常用的补偿方式是,在母线上安装电容器组,输配电终端分散并联安装电容器组,在用电车间配电屏安装电容器组,以及在单台电动机出安装并联电容器等。通常用户无功功率补偿措施都是在0.4KV配电屏端通过功率因数控制器来控制多组电力电容器的投切,使功率因素达到0.95左右。
由于一个配电屏无功功率补偿机构包括电力刀开关,熔断器,无功补偿检测装置,电容器专用继电器,电力电容器等组成,如需达到消除谐波功能,还需另加谐波消除线圈。其存在如下缺点:投切电流大,对线路产生浪涌冲击电流,投切继电器触点寿命短,接线繁杂,占用空间大,维护检修不方便,成本高,机械连接部件多,设备容易失效。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷,本实用新型的目的在于提供一种智能组合电力电容器,投切时的使用安全,冲击电流小,长寿命,低成本,安装操作简便。
为达到以上目的,本实用新型采取的技术方案是:
一种智能组合电力电容器,包括壳体1,其特征在于还包括:
一轻触式的控制面板3,设在壳体1前端,且朝向壳体1前侧面;
一微电子测控装置,设在壳体1内部,所述微电子测控装置包括一单片机;
一带谐波消除的电容器组合投切开关,设在壳体1内部,由微电子测控装置控制其投切;
一总电源开关,设在壳体1后端,且开关手柄朝向壳体1顶面设置;
若干接线端,设在壳体1后端,且接线端的开口方向与壳体1后侧面垂直;
一防护盖2,设在壳体1后端用于防止误触动接线端或异物进入接线端引发事故。
在上述技术方案的基础上,所述总电源开关为断路器。
在上述技术方案的基础上,壳体1后部的顶面设有至少两个突起的固定件,
防护盖2呈L形,其水平部分与壳体1顶面平行,其垂直部分与壳体1后侧面平行,水平部分上设有与固定件数量相同的U形的插入触脚21,
防护盖2通过将插入触脚21插接在固定件上与壳体1后端连接。
在上述技术方案的基础上,防护盖2的垂直部分的末端设有若干L形的突出块22,两相邻的突出块22间留有间隙23,间隙23的数量、尺寸与接线端的数量、尺寸适配。
在上述技术方案的基础上,壳体1下部设有电力电容器。
在上述技术方案的基础上,所述电力电容器共三只,且为三台低压电容器,三台低压电容器为共补“Δ”型连接或分补“Y”型连接,共补“Δ”型连接时,其中的一相在合闸情况下通过总电源开关直接与电网连接,电力电容器的投切由带谐波消除的电容器组合投切开关控制。
在上述技术方案的基础上,轻触式的控制面板包括第一反相器IC1A和第二反相器IC1B,第一反相器IC1A的输出端和第二反相器IC1B的输入端连接,第一反相器IC1A的输入端分别和电阻R2的一端、电容C1的一端连接,电阻R2的另一端和第二反相器IC1B的输出端连接,电容C1的另一端接地,第一反相器IC1A的输出端还分别和电阻R1的一端、电阻R5的一端连接,电阻R1的另一端分别连接开关BP的一端、电容C2的正极,开关BP的另一端与第一反相器IC1A的输入端连接,电容C2的负极接地,电阻R5的另一端与发光二极管LED1的正极连接,发光二极管LED1的负极接地,第二反相器IC1B的输出端还分别和电阻R3的一端、电阻R6的一端连接,电阻R6的另一端与发光二极管LED2的正极连接,发光二极管LED2的负极接地,电阻R3的另一端与三极管T1的基极连接,三极管T1的发射极接地,三极管T1的集电极分别与CUP端子、电阻R4的一端连接,CUP端子连接到到CPU控制端,电阻R4的另一端接VCC。
在上述技术方案的基础上,带谐波消除的电容器组合投切开关包括一过零触发IC,晶闸管SCR1和SCR2反向并联后,晶闸管SCR1的阳极A极、SCR2的阴极K极,SCR1的阴极K、SCR2的阳极A极分别连接到继电器J1的一对常开触点,晶闸管SCR1的阳极A极、SCR2的阴极K极连接到K1端子,晶闸管SCR1的阴极K极、SCR2的阳极A极串联一电感L后连接到K2端子,S3端子和S4端子分别连接到继电器J1的驱动线圈,S1端子和S2端子连接过零触发IC U1的输入端,且S1端子上串联一电阻R4,电阻R4限制通过U1的电流大小,对过零触发IC起保护作用,电阻R3并联在晶闸管SCR2的门极G极和阴极K极之间,电阻R2并联在晶闸管的门极G极和阴极K极之间,电阻R1一端连接在晶闸管SCR1的门极G极,电阻R1另一端连接到过零触发IC的一个输出控制端,过零触发IC的另一个输出控制端连接到晶闸管SCR2的门极G极。
本实用新型所述的智能组合电力电容器,投切时的使用安全,冲击电流小,长寿命,低成本,安装操作简便。
附图说明
本实用新型有如下附图:
图1智能组合电力电容器的结构示意图
图2防护盖的结构示意图
图3轻触式的控制面板电路原理图
图4带谐波消除电容器组合投切开关电路原理图
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示,本实用新型所述的智能组合电力电容器,包括壳体1,还包括:
一轻触式的控制面板3,设在壳体1前端,且朝向壳体1前侧面;
一微电子测控装置,设在壳体1内部,所述微电子测控装置包括一单片机;
一带谐波消除的电容器组合投切开关,设在壳体1内部,由微电子测控装置控制其投切;
一总电源开关,设在壳体1后端,且开关手柄朝向壳体1顶面设置;
若干接线端,设在壳体1后端,且接线端的开口方向与壳体1后侧面垂直;
一防护盖2,设在壳体1后端用于防止误触动接线端或异物进入接线端引发事故。本实用新型由于采用了轻触式的控制面板3和防护盖2,在合闸状况下,无法拆卸或碰触到接线端的电力线路金属裸露部分,确保安全。
所述轻触式的控制面板3为无裸露机械开关操控面板,包括状态选择轻触开关,设置轻触开关,LED运行状态指示灯,还有数码管运行参数显示窗口。
所述带谐波消除电容器组合投切开关,是指两只过零触发晶闸管反向并联后,与磁保持继电器触点并联,再串联一只消谐波电感,用于在微电子测控装置驱动下,投入或者切断电力电容器。
在上述技术方案的基础上,所述总电源开关为断路器。
在上述技术方案的基础上,如图2所示,壳体1后部的顶面设有至少两个突起的固定件,防护盖2呈L形,其水平部分与壳体1顶面平行,其垂直部分与壳体1后侧面平行,水平部分上设有与固定件数量相同的U形的插入触脚21,防护盖2通过将插入触脚21插接在固定件上与壳体1后端连接。
在上述技术方案的基础上,防护盖2的垂直部分的末端设有若干L形的突出块22,两相邻的突出块22间留有间隙23,间隙23的数量、尺寸与接线端的数量、尺寸适配。
在上述技术方案的基础上,壳体1下部设有电力电容器。
在上述技术方案的基础上,所述电力电容器共三只,且为三台低压电容器,三台低压电容器为共补“Δ”型连接或分补“Y”型连接,共补“Δ”型连接时,其中的一相在合闸情况下通过总电源开关直接与电网连接,电力电容器的投切由带谐波消除的电容器组合投切开关控制。所述电力电容器共三只,在单片机的驱动下,可自动选择投入或者切断壳体下方安装的三只电力电容器。所述单片机的型号可以为STC90C58RD+。
综上所述,本实用新型包括置于电力电容器上方的壳体,在所述壳体中安装微电子测控装置,壳体接线端设有电气安全机械保护装置(即防护盖2),一个不带机械开关的设置、状态监控界面(即轻触式的控制面板3),消谐波电容器组合投切开关。所述外壳电气安装保护装置,是一个在合闸状态下无法进行电气线路装卸的塑料护防盖,并且能可靠遮挡住电气裸露端子,所述不带机械开关的设置、状态监控界面是一个全部是轻触开关进行设置的,包括LED灯指示运行状态,数码管设置参数、显示运行数据的,通过线缆与微电子测控装置连接的,轻触式的控制面板,所述消谐波电容器组合投切开关,其包括过零触发两只反向并联的晶闸管,和一只磁保持继电器触点并联,两个并联组合开关再串联一只消谐波电感。
本实用新型设置的防护盖2具有以下优点:
1、本实用新型在合闸状态下无法进行电气线路装卸工作,起到警示、强制分闸作用,能确保操作人员的人身安全。例如:由于工人安装电气线路有时忘记把断路器打到分闸状态,也就是断电状态。这样接线端子就处于通电状态,也就是合闸状态,工人一触碰到接线端子就会发生触电,严重会危险其生命。
2、本实用新型防尘效果好。由于电力电容器在运行状态时,接线端子部位上没有任何的遮挡物,由于外界环境影响,有时会进入灰尘或铁销之类的东西,如掉入是导电之物会使两个接线端子直接接触,使其产生火花而产生短路。
图3为轻触式的控制面板的一个具体实施例,如图所示:
轻触式的控制面板包括第一反相器IC1A和第二反相器IC1B,第一反相器IC1A的输出端和第二反相器IC1B的输入端连接,第一反相器IC1A的输入端分别和电阻R2的一端、电容C1的一端连接,电阻R2的另一端和第二反相器IC1B的输出端连接,电容C1的另一端接地,第一反相器IC1A的输出端还分别和电阻R1的一端、电阻R5的一端连接,电阻R1的另一端分别连接开关BP的一端、电容C2的正极,开关BP的另一端与第一反相器IC1A的输入端连接,电容C2的负极接地,电阻R5的另一端与发光二极管LED1的正极连接,发光二极管LED1的负极接地,第二反相器IC1B的输出端还分别和电阻R3的一端、电阻R6的一端连接,电阻R6的另一端与发光二极管LED2的正极连接,发光二极管LED2的负极接地,电阻R3的另一端与三极管T1的基极连接,三极管T1的发射极接地,三极管T1的集电极分别与CUP端子、电阻R4的一端连接,CUP端子连接到到CPU控制端,电阻R4的另一端接VCC。
1、刚通电情况下,因为C1存在,使IC1A输入端为低电平,通过IC1A、IC1B两个反相器,使IC1B输出为低电平,三极管T1截止,三极管T1集电极因为R4上拉电阻的存在,输出高电平到CPU控制端,CPU接受指令自动运行,由于R2的存在,IC1B输出的低电平通过R2反馈到IC1A的输入端,使IC1A、IC1B构成一个可靠的稳定电路,IC1B输出保持在低电平。CPU即前述的单片机。
2、IC1B输出低电平时,同时IC1A输出端为高电平,通过R1向C2充电,为下次选择状态做准备,同时选择合适的充放电时间参数,时间一般为0.5~1秒钟,可以避免按键开关抖动,使选择不稳定。
3、按下BP时,此时电容C2上电平与IC1A输入端刚好反相,使IC1A状态翻转,同时IC1B状态也翻转过来,IC1B输出高电平,通过电阻R3使三级管T1导通,三极管T1集电极为低电平输出到CPU,CPU收到指令切换到手动调试状态。
4、IC1A此时输出为低电平,松开按键BP以后,通过电阻R1放掉电容C2上的电能,当再次按下BP时,因为此时C2两端为低电平,IC1A输入端瞬间被拉为低电平,IC1A状态翻转,同时,IC1A输出端也变为低电平,三极管T1截止,集电极因为上拉电阻R4存在输出高电平,CPU收到指令,又切换到自动状态。
图3中IC1A和IC1B为同一IC(IC型号可以是CD4069)中普通反相器,R1和R2比大于或等于10∶1,R1不小于10k,C2和C1比大于10∶1,C2大小于1UF,以保证电路可靠工作,R3一般选择1k以上10k以下电阻,R4为10k。
轻触式的控制面板具有以下优点:
开关不裸露在外界环境中,最大限度延长可靠性,即使忘记在调试完成后,没有重新切换到工作状态,在下次来电时,也能默认切换到工作状态,避免设备人为因素没有投入运行,LED1指示自动运行,LED2指示手动状态。
图4为带谐波消除电容器组合投切开关的一个具体实施例,如图所示:
带谐波消除的电容器组合投切开关包括一过零触发IC,晶闸管SCR1和SCR2反向并联后,晶闸管SCR1的阳极A极、SCR2的阴极K极,SCR1的阴极K、SCR2的阳极A极分别连接到继电器J1的一对常开触点,晶闸管SCR1的阳极A极、SCR2的阴极K极连接到K1端子,晶闸管SCR1的阴极K极、SCR2的阳极A极串联一电感L后连接到K2端子,S3端子和S4端子分别连接到继电器J1的驱动线圈,S1端子和S2端子连接过零触发IC U1的输入端,且S1端子上串联一电阻R4,电阻R4限制通过U1的电流大小,对过零触发IC起保护作用,电阻R3并联在晶闸管SCR2的门极G极和阴极K极之间,电阻R2并联在晶闸管的门极G极和阴极K极之间,电阻R1一端连接在晶闸管SCR1的门极G极,电阻R1另一端连接到过零触发IC的一个输出控制端,过零触发IC的另一个输出控制端连接到晶闸管SCR2的门极G极。
所述K1,K2是所述带谐波消除电容器组合投切开关连接壳体1下部设置的电力电容器的开关。其中K1连接到总电源开关输出的一个端子上,K2连接到电力电容器上。所述S1,S2,S3,S4都受控于微电子测控装置。由微电子测控装置检测到功率因数下降到设定要求以下时,投入电力电容器,当功率因数达到设定要求或者过补偿时,则在微电子测控装置控制下切断电力电容器。
U1为过零触发IC,例如可以是可控硅过零触发器MOC3083,晶闸管SCR1、SCR2反向并联,然后再和继电器J1常开触点并联,晶闸管SCR1、SCR2受控于过零触发IC,微电子测控装置通过S1端子和S2端子驱动过零触发IC时,晶闸管在电源电压过零时导通,最大限度减轻对电网的浪涌冲击电流,继电器J1晚于U1一定时间接通,可保护继电器触点不受大电流冲击,延长继电器使用寿命,继电器J1接通后,使晶闸管SCR1、SCR2阳极和阴极电压为零,由晶闸管工作原理可知:当晶闸管阳极和阴极电压不足以维持导通的时候,晶闸管截止,退出工作,此时不管U1是否导通,晶闸管均截止,使晶闸管不会发热烧坏。在SCR1阴极、SCR2阳极,和继电器的静触点共同端,且串联电感L,以达到消除谐波的目的。
Claims (8)
1.一种智能组合电力电容器,包括壳体(1),其特征在于还包括:
一轻触式的控制面板(3),设在壳体(1)前端,且朝向壳体(1)前侧面;
一微电子测控装置,设在壳体(1)内部,所述微电子测控装置包括一单片机;
一带谐波消除的电容器组合投切开关,设在壳体(1)内部,由微电子测控装置控制其投切;
一总电源开关,设在壳体(1)后端,且开关手柄朝向壳体(1)顶面设置;
若干接线端,设在壳体(1)后端,且接线端的开口方向与壳体(1)后侧面垂直;
一防护盖(2),设在壳体(1)后端用于防止误触动接线端或异物进入接线端引发事故。
2.如权利要求1所述的智能组合电力电容器,其特征在于:所述总电源开关为断路器。
3.如权利要求1所述的智能组合电力电容器,其特征在于:壳体(1)后部的顶面设有至少两个突起的固定件,
防护盖(2)呈L形,其水平部分与壳体(1)顶面平行,其垂直部分与壳体(1)后侧面平行,水平部分上设有与固定件数量相同的U形的插入触脚(21),
防护盖(2)通过将插入触脚(21)插接在固定件上与壳体(1)后端连接。
4.如权利要求3所述的智能组合电力电容器,其特征在于:防护盖(2)的垂直部分的末端设有若干L形的突出块(22),两相邻的突出块(22)间留有间隙(23),间隙(23)的数量、尺寸与接线端的数量、尺寸适配。
5.如权利要求1或2或3或4所述的智能组合电力电容器,其特征在于:壳体(1)下部设有电力电容器。
6.如权利要求5所述的智能组合电力电容器,其特征在于:所述电力电容器共三只,且为三台低压电容器,三台低压电容器为共补“Δ”型连接或分补“Y”型连接,共补“Δ”型连接时,其中的一相在合闸情况下通过总电源开关直接与电网连接,电力电容器的投切由带谐波消除的电容器组合投切开关控制。
7.如权利要求1或2或3或4所述的智能组合电力电容器,其特征在于:轻触式的控制面板包括第一反相器IC1A和第二反相器IC1B,第一反相器IC1A的输出端和第二反相器IC1B的输入端连接,第一反相器IC1A的输入端分别和电阻R2的一端、电容C1的一端连接,电阻R2的另一端和第二反相器IC1B的输出端连接,电容C1的另一端接地,第一反相器IC1A的输出端还分别和电阻R1的一端、电阻R5的一端连接,电阻R1的另一端分别连接开关BP的一端、电容C2的正极,开关BP的另一端与第一反相器IC1A的输入端连接,电容C2的负极接地,电阻R5的另一端与发光二极管LED1的正极连接,发光二极管LED1的负极接地,第二反相器IC1B的输出端还分别和电阻R3的一端、电阻R6的一端连接,电阻R6的另一端与发光二极管LED2的正极连接,发光二极管LED2的负极接地,电阻R3的另一端与三极管T1的基极连接,三极管T1的发射极接地,三极管T1的集电极分别与CUP端子、电阻R4的一端连接,CUP端子连接到到CPU控制端,电阻R4的另一端接VCC。
8.如权利要求1或2或3或4所述的智能组合电力电容器,其特征在于:带谐波消除的电容器组合投切开关包括一过零触发IC,晶闸管SCR1和SCR2反向并联后,晶闸管SCR1的阳极A极、SCR2的阴极K极,SCR1的阴极K、SCR2的阳极A极分别连接到继电器J1的一对常开触点,晶闸管SCR1的阳极A极、SCR2的阴极K极连接到K1端子,晶闸管SCR1的阴极K极、SCR2的阳极A极串联一电感L后连接到K2端子,S3端子和S4端子分别连接到继电器J1的驱动线圈,S1端子和S2端子连接过零触发IC U1的输入端,且S1端子上串联一电阻R4,电阻R4限制通过U1的电流大小,对过零触发IC起保护作用,电阻R3并联在晶闸管SCR2的门极G极和阴极K极之间,电阻R2并联在晶闸管的门极G极和阴极K极之间,电阻R1一端连接在晶闸管SCR1的门极G极,电阻R1另一端连接到过零触发IC的一个输出控制端,过零触发IC的另一个输出控制端连接到晶闸管SCR2的门极G极。
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CN2009202171201U CN201509084U (zh) | 2009-09-23 | 2009-09-23 | 一种智能组合电力电容器 |
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CN102025160B (zh) * | 2009-09-23 | 2014-05-21 | 恒一电气有限公司 | 一种智能组合电力电容器 |
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- 2009-09-23 CN CN2009202171201U patent/CN201509084U/zh not_active Expired - Lifetime
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---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20100616 Effective date of abandoning: 20090923 |
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RGAV | Abandon patent right to avoid regrant |