CN203774799U - 无功补偿复合开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无功补偿复合开关包括：过零投切模块，用于复合开关的导通与断开，电流互感器，采集并输出电流信号，电压互感器，采集并输出电压信号，采集模块，接收电流信号和电压信号，输出转换后的电量参数，处理器模块，接收电量参数，并根据电量参数向过零投切模块和通信模块发出控制指令，将电量参数以及电容投切状态传输到LCD显示模块，省去了一台控制器，既节约了成本也简化了安装工序，还可避免由于一台控制器损坏导致整个系统无法进行无功补偿的情况。

Description

无功补偿复合开关

技术领域

本实用新型涉及机电一体化领域，具体涉及一种含有各项电量测量、保护功能，并且可以不连接控制器自行运算当前无功功率进行电容器投切控制的无功补偿复合开关。

背景技术

目前我国的无功补偿复合开关基本都是由控制器来进行无功功率计算，然后发出命令到每个复合开关，然后每只复合开关再根据控制器的命令做电容器的投、切动作。在一些场合，无功补偿量不是很大，复合开关数量很少，甚至只有1到2只，补偿装置安装空间也有限，此时一台控制器的安装空间以及所需布置的二次接线成了头疼的问题，再者一台控制器的成本对于很多小企业来讲也是一笔花费，在此急需一种无需控制器的自控型复合开关来解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供无功补偿复合开关，可以自行运算当前无功功率进行电容器投切控制。

本实用新型提供无功补偿复合开关，包括：与处理器模块连接的过零投切模块，用于复合开关的导通与断开，电流互感器，采集并输出电流信号，电压互感器，采集并输出电压信号，采集模块，接收电流互感器输出的电流信号和电压互感器输出的电压信号，输出电量参数，处理器模块，接收电量参数，并根据电量参数控制过零投切模块和通信模块，通信模块与处理器模块电连接，用于处理器模块的数据交互，以及LCD显示模块，与处理器模块连接，处理器模块将电量参数以及电容投切状态传输到LCD显示模块。

在一些实施方式中，还包括电源模块，电源模块与过零投切模块、电流互感器、电压互感器、采集模块、处理器模块、LCD显示模块电连接，电源模块电压为5V。

在一些实施方式中，采集模块与处理器模块电连接，处理器模块处理采集模块输入的电量参数，计算出电压、电流、功率因数和无功功率数值。

在一些实施方式中，处理器模块为STC90C58AD微处理器，最高40MHz速度，SPI、IIC、UART、定时器、外部中断等外设及其丰富。

在一些实施方式中，电源模还包括顺次电连接的线性变电器、整流桥、滤波平滑电路和LM2575T稳压电路，获得系统工作所需的5V电压，电压稳定可靠，波形小。

在一些实施方式中，还包括存储模块，存储模块与处理器模块电连接，储存和输出处理器模块的指令。

在一些实施方式中，还包括蜂鸣器和万年历，蜂鸣器和万年历无处理器模块连接。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种实施方式的无功补偿复合开关结构示意图;

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述说明。

本实用新型涉及无功补偿复合开关1，如图1所示，包括：过零投切模块7，与处理器模块5连接，用于复合开关的导通与断开；电流互感器2，采集并输出电流信号；电压互感器3，采集并输出电压信号；采集模块4，接收电流互感器2输出的电流信号和电压互感器3输出的电压信号，输出转换后的电量参数；处理器模块5，接收采集模块4输出的电量参数，并根据电量参数向过零投切模块7和通信模块8发出指令；LCD显示模块6，与处理器模块5连接，将采集模块4输出的电量参数以及电容投切状态传输到LCD显示模块6。

过零投切模块7，将可控硅JCT1875与磁保持继电器ZC88并接，实现电压过零导通和电流过零切断，使无功补偿复合开关1在接通和断开的瞬间具有可控硅开关的优点，投入时是在电压过零瞬间可控硅先过零触发，稳定后再将磁保持继电器吸合导通。而切除时是先将磁保持继电器断开，可控硅延时过零断开，从而实现电流过零切除。

电源模块12，本系统的电源模块12主要取自Ua、Uc线电压（AC380V），经过全封闭隔离式线性变压器、整流桥、滤波平滑电路、LM2575T稳压电路等获得系统工作所需正5V电压，电压稳定可靠，纹波小。这种电路在精度、线性度、稳定性、抗干扰性、温度漂移和时间漂移等方面有很大优势，非线性测量误差小,测量精度高。

处理器模块5，核心为STC90C58AD微处理器，最高40MHz速度，SPI、IIC、UART、定时器、外部中断等外设及其丰富。处理器获取电量参数，进行数据处理、存储，合理设计投切算法，将各数据以及电容投切状态显示到LCD，通过RS485总线来实施所有无功补偿复合开关1的投切控制、信息监控等功能。

采集模块4，三相电压、电流取样信号经过电压互感器3和电流互感器2，得到的微弱模拟信号经过LM358等运放进行放大、整型处理，送入高速VF转换电路LM331进行转化，得到的频率信号送入处理器模块5定时器端口，从而计算出电压、电流、功率因数以及无功功率数值等。这种电路在精度、线性度、稳定性、抗干扰性、温度漂移和时间漂移等方面有很大优势，非线性测量误差小,测量精度高。采集模块4中电流互感器2为南京择明电子型号ZMCT103C，电压互感器3为南京择明电子型号ZMPT101B。

LCD显示模块，本系统显示部分采用了友好的人机交换方式，通过可视化的液晶显示采集得到的电能参数，液晶显示模块的液晶采用视频尺寸达73*39mm的宽屏，显示分辨率达128*64点阵。LCD显示器由处理器模块5处理器驱动，通过按键可对投切控制参数、电容容量、机号、投切模式进行设置，可显示电量参数、电容容量、机号、电容温度、电容保护报警等信息

通信模块8，通信模块8使用了TI公司防雷击485接口芯片SN75LBC184，RS485输出端采用TVS二极管防雷，提高了工作的可靠性。电气信号线与外部采用采用高速线性光耦进行隔离保护，波特率可从2400～9600bps进行调节。

处理器模块5向数据储存模块发出数据储存控制指令，数据存储模块9存储数据。数据储存模块所存储的数据包括系统设置参数、校表参数以及电能数据，以保证掉电后数据不丢失，系统可以复原。

处理器模块5连接万年历11和蜂鸣器10，万年历11用来计时，蜂鸣器10用来提示报警，蜂鸣器10。蜂鸣器为中山中立电子型号10ZLFY-1209。

无功补偿复合开关1在接入三相母线电压以及取样电流后，三相电压、电流分别通过电压和电流互感器2，取得采样信号，经过放大、整型以及VF转换电路，得到数字信号送入处理器模块5，处理器模块5再进行数据运算，计算出实际无功缺额和功率因数，从而判断是否需要投、切电容。从而命令自己以及本组其余复合开关去执行相应动作。

无功补偿复合开关1既可以作为普通的复合开关，听从主机命令去执行相应动作，也可以作为主机去控制自己以及系统中其他所有复合开关去执行动作。省去了一台控制器，既节约了成本也简化了安装工序，还可避免由于一台控制器损坏导致整个系统无法进行无功补偿的情况。

Claims (6)

1.无功补偿复合开关（1），其特征在于，包括： 

过零投切模块（7），与处理器模块（5）连接，用于所述无功补偿复合开关的导通与断开； 

电流互感器（2），采集并输出电流信号； 

电压互感器（3），采集并输出电压信号； 

采集模块（4），接收所述电流互感器（2）输出的电流信号和所述电压互感器（3）输出的电压信号，输出电量参数； 

通信模块（8），与所述处理器模块（5）电连接； 

处理器模块（5），接收所述采集模块（4）输出的电量参数，并根据所述电量参数控制所述过零投切模块（7）和通信模块（8）；以及 

LCD显示模块（6），与所述处理器模块（5）连接，用于显示所述采集模块（4）输出的电量参数以及所述过零投切模块（7）的电容投切状态。 

2.根据权利要求1所述的无功补偿复合开关（1），其特征在于，还包括电源模块（12），所述电源模块（12）与所述处理器模块（5）电连接，所述电源模块（12）提供所述无功补偿复合开关（1）的工作电压。 

3.根据权利要求1所述的无功补偿复合开关（1），其特征在于，所述处理器模块（5）为STC90C58AD微处理器。 

4.根据权利要求2所述的无功补偿复合开关（1），其特征在于，所述电源模块（12）还包括顺次电连接的线性变电器、整流桥、滤波平滑电路和稳压电路。 

5.根据权利要求1所述的无功补偿复合开关（1），其特征在于，还包括存储模块（9），所述存储模块（9）与所述处理器模块（5）电连接，储存和输出所述处理器模块（5）的指令。 

6.根据权利要求1所述的无功补偿复合开关（1），其特征在于，还包括蜂鸣器（10）和万年历（11），所述蜂鸣器（10）和所述万年历（11）均与所述处理器模块（5）电连接。