CN201829962U - 一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器 - Google Patents

一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器 Download PDF

Info

Publication number
CN201829962U
CN201829962U CN2010205717450U CN201020571745U CN201829962U CN 201829962 U CN201829962 U CN 201829962U CN 2010205717450 U CN2010205717450 U CN 2010205717450U CN 201020571745 U CN201020571745 U CN 201020571745U CN 201829962 U CN201829962 U CN 201829962U
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
voltage
switching module
cpu element
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN2010205717450U
Other languages
English (en)
Inventor
林锡洪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HENGYI ELECTRICAL CO Ltd
Original Assignee
HENGYI ELECTRICAL CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HENGYI ELECTRICAL CO Ltd filed Critical HENGYI ELECTRICAL CO Ltd
Priority to CN2010205717450U priority Critical patent/CN201829962U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201829962U publication Critical patent/CN201829962U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

Abstract

本实用新型是一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器,CPU单元与一个操控面板单元连接;CPU单元与一个外部RS485通讯单元连接;CPU单元与温度传感器单元连接;CPU单元与输出控制功率开关投切单元连接;CPU单元与信号放大整流电路连接并采集的电网电压、电流数据;输出控制功率开关投切单元通过接线端子与功率投切模块连接,功率投切模块内设有过零投切IC。本实用新型所述的分补型低压智能组合式无功功率补偿器,投切安全,对电网冲击电流小,长寿命,低成本,具有过压、过流、过温保护,安装操作简便、直观,对操作人员只要求普通电工就能确保设备可靠运行。

Description

一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器
技术领域
本实用新型涉及用于低压0.4KV无功功率补偿的智能组合电力电容器,具体说是一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器。
背景技术
当前电网使用的电能主要是用于工业用电,大约占70%左右,而工业用电绝大部分是用于感性负载,如电动机等,还有部分用于阻性负载,如电加热等。用电环境错综复杂,例如:电动机的频繁启动、停止,电加热按照所需温度调整功率的大小,而且电加热很多只用到单相,即AC220V电源。对此,通常会在线路上并联电容器,以补充线路的无功功率损耗。以前提前预加电容器,容易在用电低谷阶段,出现过补,现在基本淘汰不使用。现在用户无功功率补偿措施通常都是在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,使功率因数达到0.95左右。
现有的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,电容器专用投切继电器,电力电容器等,如需达到消除谐波功能,还需另加谐波消除电抗线圈。其存在如下缺点:投切电流大,对线路产生浪涌冲击电流,电容器专用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。而市场上现有的智能或类智能型产品,操控界面都比较繁琐,对操控人员技术要求很高,需要专人跟踪技术指导,无法大面积普及,极大的限制了无功功率补偿器的推广使用,造成能源浪费。
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分补型低压智能组合式无功功率补偿器,投切安全,对电网冲击电流小,长寿命,低成本,具有过压、过流、过温保护,安装操作简便、直观,对操作人员只要求普通电工就能确保设备可靠运行。
为达到以上目的,本实用新型采取的技术方案是:
一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器,其特征在于,包括:
一个电源变换器1,接收AC380v电源输入,为CPU单元5和以下各单元、电路提供一路VCC-5v、一路VDD+12v、两路VDD+5v供电;其中,主电源VDD1+5v供CPU单元5使用,同时VDD1+5V和VCC-5V提供给信号放大整流电路3,VDD2+12V供给第一、第二、第三功率投切模块7A、7B、7C和功率投切模块内的各过零投切IC 10,VDD3+5V提供给RS485通信单元8;
CPU单元5通过线缆与一个操控面板单元4连接,操控面板单元4用于人机对话并显示相关信息;
CPU单元5通过线缆与一个RS485通讯单元8连接;
CPU单元5通过线缆与温度传感放大器单元9连接;温度传感放大器单元9用于采集电容器温度,对电容器实现过温保护;
CPU单元5通过线缆与信号放大整流电路3连接;
信号放大整流电路3接收信号采集单元2的数据;
所述信号采集单元2包括三个电压互感器21和三个电流互感器22;电流互感器22检测三相的电流,电压互感器21检测三相的电压;
CPU单元5通过线缆与输出控制功率开关投切单元6连接;
输出控制功率开关投切单元6通过连接端子与第一、第二、第三功率投切模块7A、7B、7C连接,所述各功率投切模块内均设有一个过零投切IC 10;
第一、第二、第三功率投切模块7A、7B、7C与“星型”连接的三个电力电容器CAP1、CAP2、CAP3连接。三个电力电容器CAP1、CAP2、CAP3为用于补偿的低压0.4KV的电力电容器。
在上述技术方案的基础上,第一功率投切模块7A的K1引脚与三相相线的A相连接,
第二功率投切模块7B的K1引脚与三相相线的B相连接,
第三功率投切模块7C的K1引脚与三相相线的C相连接,
第一功率投切模块7A的K2引脚与“星形”连接的三个电力电容器的A1端子连接,
第二功率投切模块7B的K2引脚与“星形”连接的三个电力电容器的B1端子连接,
第三功率投切模块7C的K2引脚与“星形”连接的三个电力电容器的C1端子连接,
中性线N连接三个电力电容器的中性点。
在上述技术方案的基础上,CPU单元5的型号为STC12C5620AD。
在上述技术方案的基础上,操控面板单元4下部设有设定键、向上键、向下键,中部设有一个主LED显示框,环绕主LED显示框设有若干显示当前工作状态的LED指示灯。
在上述技术方案的基础上,温度传感放大器单元9包括一热敏电阻RT,热敏电阻RT是一个NTC器件,受温度变化,其本身阻值也会降低,热敏电阻RT与分压电阻串联分压后输入到CPU单元5,经CPU单元5内部模拟/数字变换后,与操控面板单元4设定值对比,判断是否过温,是否切断电力电容器。
在上述技术方案的基础上,电流互感器22的型号为CT05-1,电流互感器22将通过一次电流互感器的配电三相电流产生的0-5A的信号电流变换成CPU单元5所能接受的电压信号,经CPU单元5内部模拟/数字变换后,测量出电网电流信号;并将CPU单元5与外部电力系统进行电气隔离;
电压互感器21的型号为PT01-4,电压互感器21将配电电压220V变换成CPU单元5所能接受的电压信号,并将CPU单元5与外部电力系统进行电气隔离,经CPU单元5内部模拟/数字变换后,与操控面板单元4设定值进行对比,检测是否过压、欠压,当过压时切断电力电容器,欠压时,禁止投入电力电容器,但允许切除电力电容器,从而确保电力电容器可靠运行不会损坏;
同时,三相电压信号与三相电流信号进行对比,根据相位角的差距,计算无功功率大小,该无功功率超过操控面板单元4设定值时,投入电力电容器,进行无功功率补偿,提升电力线路供电效率。
在上述技术方案的基础上,输出控制功率开关投切单元6由CPU单元5控制的,通过控制第一、第二、第三功率投切模块7A、7B、7C的S2和S4引脚的电平,闭合或断开各功率投切模块;
功率投切模块的S1引脚和S3引脚与电源VDD2+12V连接,
S1、S2引脚连接到设于功率投切模块内的磁保持继电器J1的线圈两端,
S3、S4引脚连接到设于功率投切模块内的过零投切IC 10,
功率投切模块内还设有反向并联的晶闸管SCR1和SCR2,
磁保持继电器J1的一对常开触点中的一个触点连接晶闸管SCR1的阳极A极、SCR2的阴极K极,另一个触点连接晶闸管SCR1的阴极K极、SCR2的阳极A极,
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极连接到K2端子,
过零投切IC的一个输出控制端连接在晶闸管SCR1的门极G极,过零投切IC的另一个输出控制端连接到晶闸管SCR2的门极G极。
在上述技术方案的基础上,过零投切IC 10型号为MOC3083。
本实用新型所述的分补型低压智能组合式无功功率补偿器,投切安全,对电网冲击电流小,长寿命,低成本,具有过压、过流、过温保护,安装操作简便、直观,对操作人员只要求普通电工就能确保设备可靠运行。
附图说明
本实用新型有如下附图:
图1分补型低压智能组合式无功功率补偿器的结构框图,
图2操控面板单元示意图,
图3过零投切IC结构示意图。
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。
本实用新型所述的分补型低压智能组合式无功功率补偿器,以CPU单元5为核心,通过三个电压互感器和三个电流互感器对外部的电压信号、电流信号取样。其具体结构如图1所示,包括:
一个电源变换器1,接收AC380v电源输入,为CPU单元5和以下各单元、电路提供一路VCC-5v、一路VDD+12v、两路VDD+5v供电;其中,主电源VDD1+5v供CPU单元5使用,同时VDD1+5V和VCC-5V提供给信号放大整流电路3,VDD2+12V供给第一、第二、第三功率投切模块7A、7B、7C和功率投切模块内的各过零投切IC 10,VDD3+5V提供给RS485通信单元8;
CPU单元5通过线缆与一个操控面板单元4连接,操控面板单元4用于人机对话并显示相关信息;本实用新型所述的分补型低压智能组合式无功功率补偿器在联机控制时,可以通过操控面板单元4设定一台为主机(通信地址设置为零地址),其他为从机(通信地址设置成非零不重复序号);主机作为主控制设备对配电信息采集计算,并根据计算结果与控制目标比较,对从机发出电容器投切命令,从机电容器投切按循环投切方式接受控制,以实现小范围连接,避免各台单独工作,投入了一起投入,切断了一起切断,使功率因数偏低;
CPU单元5通过线缆与一个RS485通讯单元8连接;本实用新型所述的分补型低压智能组合式无功功率补偿器间可通过RS485通讯单元8进行485通讯,实现联网控制功能RS485通讯单元8可采用现有技术实现;
CPU单元5通过线缆与温度传感放大器单元9连接;温度传感放大器单元9用于采集电容器温度,对电容器实现过温保护;温度传感放大器单元9可采用现有技术实现;
CPU单元5通过线缆与信号放大整流电路3连接;
信号放大整流电路3接收信号采集单元2的数据;
所述信号采集单元2包括三个电压互感器21和三个电流互感器22;电流互感器22检测三相的电流,电压互感器21检测三相的电压;
CPU单元5通过线缆与输出控制功率开关投切单元6连接;
输出控制功率开关投切单元6通过连接端子与第一、第二、第三功率投切模块7A、7B、7C连接,所述各功率投切模块内均设有一个过零投切IC 10;
第一、第二、第三功率投切模块7A、7B、7C与“星型”连接的三个电力电容器CAP1、CAP2、CAP3连接。三个电力电容器CAP1、CAP2、CAP3为用于补偿的低压0.4KV的电力电容器。
在上述技术方案的基础上,CPU单元5的型号为STC12C5620AD。CPU单元5为控制核心,CPU单元5采用宏晶科技的STC12C5620AD单片机,该单片机可以工作在1T模式,比普通51系列单片机速度快8~12倍,内部集成了8路10位ADC和其他外围设备,满足产品测量控制要求。
在上述技术方案的基础上,第一功率投切模块7A的K1引脚与三相相线的A相连接,
第二功率投切模块7B的K1引脚与三相相线的B相连接,
第三功率投切模块7C的K1引脚与三相相线的C相连接,
第一功率投切模块7A的K2引脚与“星形”连接的三个电力电容器的A1端子连接,
第二功率投切模块7B的K2引脚与“星形”连接的三个电力电容器的B1端子连接,
第三功率投切模块7C的K2引脚与“星形”连接的三个电力电容器的C1端子连接,
中性线N连接三个电力电容器的中性点。三个电力电容器的“星形”连接为公知技术,可采用现有技术实现。
在上述技术方案的基础上,如图2所示,操控面板单元4下部设有设定键、向上键、向下键,中部设有一个主LED显示框,环绕主LED显示框设有若干显示当前工作状态的LED指示灯。
操控面板单元4工作过程如下:
在上电复位后,主LED显示框显示公司拼音缩写,亮1秒,之后分补型低压智能组合式无功功率补偿器进入自动运行状态,自动LED指示灯亮。
进入自动运行状态后,主LED显示框依次显示以下各参数的值且相应的LED指示灯亮:电容器补偿无功容量(容量LED指示灯亮)、功率因数下限(下限LED指示灯亮)、投切电容器延时(延时LED指示灯亮)、电流互感器变比(变比LED指示灯亮)、电容器过压保护值(过压LED指示灯亮)、电容器过温保护温度值(过温LED指示灯亮)、本机的通信地址(地址LED指示灯亮),每个参数显示停留1秒,LED指示灯在参数显示后熄灭,上述各参数显示完成后,频率LED指示灯亮,主LED显示框显示电网频率。然后分补型低压智能组合式无功功率补偿器进入自动控制状态。
进入自动控制状态后,当出现过电压时,主LED显示框显示过压的电压值,同时过压LED指示灯亮,如有投入电容则切除已投入的电容,并在电网电压降至过压保护值以下10VAC前禁止电容器再次投入;当出现过温时,主LED显示框显示过温的温度值,同时过温LED指示灯亮,切除已投入的电容,并在电容器温度降至过温保护值以下5℃前禁止电容器再次投入。
在分补型低压智能组合式无功功率补偿器处于自动运行状态(自动LED指示灯亮)时,按设定键,主LED显示框显示内容依次在频率、三相电压、三相电流、功率因数之间切换,相应的频率指示灯、电压指示灯和对应的三相(A相、B相、C相LED指示灯)、电流指示灯和对应的三相(A相、B相、C相LED指示灯)、功率因数指示灯和对应的三相(A相、B相、C相LED指示灯)亮。
在分补型低压智能组合式无功功率补偿器处于自动运行状态(自动LED指示灯亮)时,同时按设定键和向上键,或先按下向上键并保持再按设定键,分补型低压智能组合式无功功率补偿器进入设置状态,再按设定键在电容器补偿无功容量、功率因数下限、投切电容器延时、电流互感器变比、电容器过压保护值、电容器过温保护温度值、本机的通信地址之间切换,同时相应的LED指示灯亮,按向上键增加当前设置参数的参数值,按向下键减小当前设置参数的参数值,所设定的新参数值自动保存。其中,当设定完本机的通信地址后,需要再次按设定键才返回自动运行状态。
在分补型低压智能组合式无功功率补偿器处于自动运行状态(自动LED指示灯亮)时,同时按设定键和向下键,或先按下向下键并保持再按设定键,分补型低压智能组合式无功功率补偿器进入手动状态(手动LED指示灯亮),按向上键投入电容,LED指示灯Ca、Cb、Cc亮,按向下键切除电容,电容LED指示灯Ca、Cb、Cc灭,按设定键返回自动运行状态。
在分补型低压智能组合式无功功率补偿器处于自动运行状态(自动LED指示灯亮)时,同时按向上键和向下键,或先按下向下键并保持再按向上键,分补型低压智能组合式无功功率补偿器进入调试状态(调试LED指示灯亮),按向上键电容LED指示灯Ca、Cb、Cc亮,但电容器不动作;按向下键电容LED指示灯Ca、Cb、Cc灭,但电容器不动作,按设定键返回自动运行状态。调试状态主要用于测试显示电路板的按键和显示部件是否正常。
上述操控面板单元4采用的直观人性化的控制面板具有以下优点:显示内容直观,主LED显示框显示内容和状态指示LED等相互对应,无需轮换选择显示内容,避免由于LED显示框显示的缺陷,而误导操作人员,出现错误操作,比如LED屏无法区分“T”和“J”,对操作人员要求很低,只要普通电工就可操作,并且不一定需要对应详细说明书。
在上述技术方案的基础上,温度传感放大器单元9包括一热敏电阻RT,热敏电阻RT是一个NTC(负温度系数)器件,受温度变化,其本身阻值也会降低,热敏电阻RT与分压电阻串联分压后输入到CPU单元5,经CPU单元5内部模拟/数字变换后,与操控面板单元4设定值对比,判断是否过温,是否切断电力电容器,同时可以在操控面板单元4上查询当前温度值。
在上述技术方案的基础上,电流互感器22的型号为CT05-1,电流互感器22将通过一次电流互感器的配电三相电流产生的0-5A的信号电流变换成CPU单元5所能接受的电压信号,经CPU单元5内部模拟/数字变换后,测量出电网电流信号;并将CPU单元5与外部电力系统进行电气隔离;
电压互感器21的型号为PT01-4,电压互感器21将配电电压220V变换成CPU单元5所能接受的电压信号,并将CPU单元5与外部电力系统进行电气隔离,经CPU单元5内部模拟/数字变换后,与操控面板单元4设定值进行对比,检测是否过压、欠压,当过压时切断电力电容器,欠压时,禁止投入电力电容器,但允许切除电力电容器,从而确保电力电容器可靠运行不会损坏;
同时,三相电压信号与三相电流信号进行对比,根据相位角的差距,计算无功功率大小,该无功功率超过操控面板单元4设定值时,投入电力电容器,进行无功功率补偿,提升电力线路供电效率;
本实用新型所述的分补型低压智能组合式无功功率补偿器,需要三个电流互感器和三个电压互感器,电流互感器22用于检测三相相线的电流,电压互感器21用于检测三相的电压,通过CPU运算以后得出当前的功率因数和无功功率,如当前的功率因数低于设定值呈感性,滞后LED指示灯亮且该相无功功率大于电容器无功补偿设定值时,该相接通相应相电力电容器,以补偿提高功率因数,通过测量相角差,当电网容性时,超前LED指示灯亮同时切断该相补偿电力电容器。本实用新型中,三相电力电容器做“星型”连接,分别对各相进行补偿,三个电流互感器22和三个电压互感器21,信号取样后通过CPU单元5计算,再和操控面板单元4设定值对比,决定投入或切断。对同一线路上即有感性负载,又有阻性负载的,实现更加精细的补偿。
例如,低压A电流为100A,电压0.4kV,有功功率8KW,功率因数提高到0.96以上,则视在功率:
S=UaIa=220×50=11kVA  (1)
无功功率:
Q = S 2 - P 2 = 11 2 - 8 2 = 7.55 kVAR - - - ( 2 )
原功率因数:
cosΦ=P/S=0.72         (3)
补偿电容:
Q c = P [ 1 cos 2 φ 1 - 1 - 1 cos 2 φ 2 - 1 ] - - - ( 4 )
= 5.377 kVAR
根据计算所得,则需相应补偿5.377KVar的分补电容较合适。智能分补电容器选用5KVar分相补偿电容,根据计算结果投入A相5KVar分相补偿电容(此时电容LED指示灯Ca亮),可以达到较好的无功补偿目的。
在上述技术方案的基础上,输出控制功率开关投切单元6由CPU单元5控制的,通过控制第一、第二、第三功率投切模块7A、7B、7C的S2和S4引脚的电平,闭合或断开各功率投切模块;
功率投切模块的S1引脚和S3引脚与电源VDD2+12V连接,
S1、S2引脚连接到设于功率投切模块内的磁保持继电器J1的线圈两端,
S3、S4引脚连接到设于功率投切模块内的过零投切IC 10,
功率投切模块内还设有反向并联的晶闸管SCR1和SCR2,
磁保持继电器J1的一对常开触点中的一个触点连接晶闸管SCR1的阳极A极、SCR2的阴极K极,另一个触点连接晶闸管SCR1的阴极K极、SCR2的阳极A极,
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极连接到K2端子,
过零投切IC的一个输出控制端连接在晶闸管SCR1的门极G极,过零投切IC的另一个输出控制端连接到晶闸管SCR2的门极G极。
所述S1、S2、S3、S4引脚都通过输出控制功率开关投切单元6受控于CPU单元5。由CPU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CPU控制下切断电力电容器。
输出控制功率开关投切单元6和功率投切模块的工作过程以A相补偿为例如下:
1、当CPU单元5经过内部计算,通过操控面板单元4设定值对比,在需要投入A相电力电容器的情况下:
A、图1所示的具体实施例中有三个功率投切模块7A、7B和7C;
B、功率投切模块的S3引脚与电源VDD2+12V连接,功率投切模块的S3、S4引脚连接到内部的过零投切IC 10,在交流电压过零时,该过零投切IC导通,
C、功率投切模块的S1引脚连接到VDD2+12V,功率投切模块的S1、S2引脚连接到内部的磁保持继电器线圈两端,得到正向电压时,磁保持继电器吸合;
D、投入A相补偿电容时,由CPU单元5输出控制信号通过输出控制功率开关投切单元6将功率投切模块7A的S2驱动为低电平,经过20mS以后,由CPU单元5输出控制信号通过输出控制功率开关投切单元6将功率投切模块7A的S4驱动为低电平,经过50ms后,再将功率投切模块7A的S2驱动为高电平,这样实现投入电力电容器时,减小或防止对电网的冲击电流。
切断的过程和上述投入过程相反,由CPU单元5输出控制信号通过输出控制功率开关投切单元6将功率投切模块7A的S2驱动为低电平,由CPU单元5输出控制信号通过输出控制功率开关投切单元6将功率投切模块7A的S4驱动为高电平,经过50ms后,再将功率投切模块7A的S2驱动为高电平。过零投切IC型号为MOC3083,考虑到可靠性,可以采用如图3所示的两只MOC3083串联的方式使用。磁保持继电器J1可采用现有技术实现。
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受控于过零投切IC,CPU单元通过S3端子和S4端子驱动过零投切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,磁保持继电器J1晚于过零投切IC一定时间接通,如20mS,可保护继电器触点不受大电流冲击,延长继电器使用寿命,磁保持继电器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,此时不管过零投切IC是否导通,晶闸管均截止,使晶闸管不会发热烧坏。
本实用新型工作原理如下:
通过电流互感器,把强电流转变为和电流成比例的弱电压信号,通过电压互感器,把高电压转变为弱电压信号;转换后的电流信号、电压信号送入信号放大整流电路3,把模拟信号通过CPU单元5的ADC功能转化成的数字量信号,CPU单元5计算两个信号的相位差,继而计算得到功率因数和无功功率,以判断是否投入补偿电容,或切断电力电容器,通过驱动电路,驱动功率模块上的晶闸管和磁保持继电器复合开关电路,实现过零投切,避免对电网的大电流冲击,延长磁保持继电器的触点寿命。
具体实现原理是:在CPU单元5检测到无功功率超过设定的值的时候经过延时,先驱动晶闸管,使晶闸管在电压过零时导通,实现对电网无冲击电流接入电力电容器,经过1-2个波形周期,即10-20ms以后,再接通磁保持继电器,短接晶闸管两端,实现平稳过渡,同时,避免晶闸管长时间通电,发热损坏。由晶闸管的工作特性可以知道,当晶闸管两端压降为零的时候,晶闸管截止。切断功率模块的过程和投入过程相反,先切断磁保持继电器,经过1-2个周期即10-20ms后,再电流过零切断晶闸管,同样实现保证磁保持触点寿命,消除对电网冲击电流的影响。

Claims (8)

1.一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器,其特征在于,包括:
一个电源变换器(1),接收AC380v电源输入,为CPU单元(5)和以下各单元、电路提供一路VCC-5v、一路VDD+12v、两路VDD+5v供电;其中,主电源VDD1+5v供CPU单元(5)使用,同时VDD1+5V和VCC-5V提供给信号放大整流电路(3),VDD2+12V供给第一、第二、第三功率投切模块(7A、7B、7C)和功率投切模块内的各过零投切IC(10),VDD3+5V提供给RS485通信单元(8);
CPU单元(5)通过线缆与一个操控面板单元(4)连接,操控面板单元(4)用于人机对话并显示相关信息;
CPU单元(5)通过线缆与一个RS485通讯单元(8)连接;
CPU单元(5)通过线缆与温度传感放大器单元(9)连接;温度传感放大器单元(9)用于采集电容器温度,对电容器实现过温保护;
CPU单元(5)通过线缆与信号放大整流电路(3)连接;
信号放大整流电路(3)接收信号采集单元(2)的数据;
所述信号采集单元(2)包括三个电压互感器(21)和三个电流互感器(22);电流互感器(22)检测三相的电流,电压互感器(21)检测三相的电压;
CPU单元(5)通过线缆与输出控制功率开关投切单元(6)连接;
输出控制功率开关投切单元(6)通过连接端子与第一、第二、第三功率投切模块(7A、7B、7C)连接,所述各功率投切模块内均设有一个过零投切IC(10);
第一、第二、第三功率投切模块(7A、7B、7C)与“星型”连接的三个电力电容器CAP1、CAP2、CAP3连接。三个电力电容器CAP1、CAP2、CAP3为用于补偿的低压0.4KV的电力电容器。
2.如权利要求1所述的分补型低压智能组合式无功功率补偿器,其特征在于:第一功率投切模块(7A)的K1引脚与三相相线的A相连接,
第二功率投切模块(7B)的K1引脚与三相相线的B相连接,
第三功率投切模块(7C)的K1引脚与三相相线的C相连接,
第一功率投切模块(7A)的K2引脚与“星形”连接的三个电力电容器的A1端子连接,
第二功率投切模块(7B)的K2引脚与“星形”连接的三个电力电容器的B1端子连接,
第三功率投切模块(7C)的K2引脚与“星形”连接的三个电力电容器的C1端子连接,
中性线N连接三个电力电容器的中性点。
3.如权利要求1所述的分补型低压智能组合式无功功率补偿器,其特征在于:CPU单元(5)的型号为STC12C5620AD。
4.如权利要求1所述的分补型低压智能组合式无功功率补偿器,其特征在于:操控面板单元(4)下部设有设定键、向上键、向下键,中部设有一个主LED显示框,环绕主LED显示框设有若干显示当前工作状态的LED指示灯。
5.如权利要求1所述的分补型低压智能组合式无功功率补偿器,其特征在于:温度传感放大器单元(9)包括一热敏电阻RT,热敏电阻RT是一个NTC器件,受温度变化,其本身阻值也会降低,热敏电阻RT与分压电阻串联分压后输入到CPU单元(5),经CPU单元(5)内部模拟/数字变换后,与操控面板单元(4)设定值对比,判断是否过温,是否切断电力电容器。
6.如权利要求1所述的分补型低压智能组合式无功功率补偿器,其特征在于:电流互感器(22)的型号为CT05-1,电流互感器(22)将通过一次电流互感器的配电三相电流产生的0-5A的信号电流变换成CPU单元(5)所能接受的电压信号,经CPU单元(5)内部模拟/数字变换后,测量出电网电流信号;并将CPU单元(5)与外部电力系统进行电气隔离;
电压互感器(21)的型号为PT01-4,电压互感器(21)将配电电压220V变换成CPU单元(5)所能接受的电压信号,并将CPU单元(5)与外部电力系统进行电气隔离,经CPU单元(5)内部模拟/数字变换后,与操控面板单元(4)设定值进行对比,检测是否过压、欠压,当过压时切断电力电容器,欠压时,禁止投入电力电容器,但允许切除电力电容器,从而确保电力电容器可靠运行不会损坏;
同时,三相电压信号与三相电流信号进行对比,根据相位角的差距,计算无功功率大小,该无功功率超过操控面板单元(4)设定值时,投入电力电容器,进行无功功率补偿,提升电力线路供电效率。
7.如权利要求1所述的分补型低压智能组合式无功功率补偿器,其特征在于:输出控制功率开关投切单元(6)由CPU单元(5)控制的,通过控制第一、第二、第三功率投切模块(7A、7B、7C)的S2和S4引脚的电平,闭合或断开各功率投切模块;
功率投切模块的S1引脚和S3引脚与电源VDD2+12V连接,
S1、S2引脚连接到设于功率投切模块内的磁保持继电器J1的线圈两端,
S3、S4引脚连接到设于功率投切模块内的过零投切IC(10),
功率投切模块内还设有反向并联的晶闸管SCR1和SCR2,
磁保持继电器J1的一对常开触点中的一个触点连接晶闸管SCR1的阳极A极、SCR2的阴极K极,另一个触点连接晶闸管SCR1的阴极K极、SCR2的阳极A极,
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极连接到K2端子,
过零投切IC的一个输出控制端连接在晶闸管SCR1的门极G极,过零投切IC的另一个输出控制端连接到晶闸管SCR2的门极G极。
8.如权利要求1所述的分补型低压智能组合式无功功率补偿器,其特征在于:过零投切IC(10)型号为MOC3083。
CN2010205717450U 2010-02-11 2010-10-22 一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器 Expired - Lifetime CN201829962U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010205717450U CN201829962U (zh) 2010-02-11 2010-10-22 一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201020112074 2010-02-11
CN201020112074.1 2010-02-11
CN2010205717450U CN201829962U (zh) 2010-02-11 2010-10-22 一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201829962U true CN201829962U (zh) 2011-05-11

Family

ID=43968476

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010515442.1A Active CN102157945B (zh) 2010-02-11 2010-10-22 一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器
CN2010205717450U Expired - Lifetime CN201829962U (zh) 2010-02-11 2010-10-22 一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010515442.1A Active CN102157945B (zh) 2010-02-11 2010-10-22 一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN102157945B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102157945A (zh) * 2010-02-11 2011-08-17 恒一电气有限公司 一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器
CN103580037A (zh) * 2013-10-25 2014-02-12 恒一电气有限公司 双投切电容补偿装置
CN106684888A (zh) * 2017-01-20 2017-05-17 恒电气集团有限公司 零过渡低压智能无功补偿控制装置
CN106849125A (zh) * 2017-03-21 2017-06-13 佛山市施诺尔电气有限公司 一种智能电容补偿装置及电容投切方法
CN106849125B (zh) * 2017-03-21 2024-05-14 广东汇之华电气有限公司 一种智能电容补偿装置及电容投切方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03222016A (ja) * 1990-01-26 1991-10-01 Nissin Electric Co Ltd 無効電力補償装置の制御方式
CN201188544Y (zh) * 2007-11-07 2009-01-28 重庆海润节能技术有限公司 智能分相无功功率补偿电路
CN201247960Y (zh) * 2008-07-11 2009-05-27 福州大学 智能无功补偿控制装置
CN102157945B (zh) * 2010-02-11 2014-09-17 恒一电气有限公司 一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102157945A (zh) * 2010-02-11 2011-08-17 恒一电气有限公司 一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器
CN102157945B (zh) * 2010-02-11 2014-09-17 恒一电气有限公司 一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器
CN103580037A (zh) * 2013-10-25 2014-02-12 恒一电气有限公司 双投切电容补偿装置
CN106684888A (zh) * 2017-01-20 2017-05-17 恒电气集团有限公司 零过渡低压智能无功补偿控制装置
CN106849125A (zh) * 2017-03-21 2017-06-13 佛山市施诺尔电气有限公司 一种智能电容补偿装置及电容投切方法
CN106849125B (zh) * 2017-03-21 2024-05-14 广东汇之华电气有限公司 一种智能电容补偿装置及电容投切方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102157945B (zh) 2014-09-17
CN102157945A (zh) 2011-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201540676U (zh) 一种工厂供电综合自动化实训装置
CN203243049U (zh) 无功补偿节能装置
CN205178636U (zh) 微机型高频开关直流电源柜
CN201829961U (zh) 一种共补型低压智能组合式无功功率补偿器
CN201146397Y (zh) 智能型快速应急电源系统
CN201829962U (zh) 一种分补型低压智能组合式无功功率补偿器
CN110632349A (zh) 直流充电桩智能程控测试装置及其测试方法
CN203398795U (zh) 一种低压无功功率动态补偿装置
CN202978289U (zh) 一种无功电容补偿柜
CN204515046U (zh) 一种矿用电磁起动器综合保护系统试验装置
CN204538706U (zh) 低压智能同步开关
CN201667165U (zh) 一种工厂供电技术实训装置
CN207265666U (zh) 多回路混合补偿型智能组合式电力电容器
CN201985537U (zh) 一种分补型低压智能液晶组合式电力电容器
CN104836239A (zh) 低压智能同步开关
CN210007390U (zh) 多功能新型综合配电装置
CN101340097A (zh) 智能模块化无功补偿装置
CN105891624B (zh) 太阳能光伏充放电控制器模拟运行环境检测系统
CN209979826U (zh) 一种配电变压器的试验装置
CN107394801A (zh) 一种基于三相四线制三电平svg的台区变不平衡电流治理装置
CN202142861U (zh) 一种共补型低压智能液晶组合式电力电容器
CN202737470U (zh) 基于模块化设计的节能型智能化低压无功补偿控制系统
CN202363869U (zh) 户外高压交流真空断路器的控制装置
CN103915846B (zh) 一种用于基站的节能及智能配电装置
CN2295288Y (zh) 民用建筑无功功率自动补偿箱

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
AV01 Patent right actively abandoned

Granted publication date: 20110511

Effective date of abandoning: 20140917

RGAV Abandon patent right to avoid regrant