CN206302161U - 一种电网低压谐波抑制和无功补偿装置 - Google Patents

一种电网低压谐波抑制和无功补偿装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种电网低压谐波抑制和无功补偿装置，包括单片机，所述单片机与通讯模块电性相连，所述单片机与显示屏电性相连，所述单片机与键盘电性相连，所述单片机与相位判断模块电性相连，所述单片机与投切电容模块电性相连，所述单片机与CS5460A芯片电性相连，所述CS5460A芯片与AD转换器电性相连。该电网低压谐波抑制和无功补偿装置，通过CS5460A芯片的结构，具有系统校准和有效值/功率计算功能，以提供瞬时电压、电流、功率数据采样及有功能量的周期计算结果，通过投切电容模块的结构，能够使开关模块在闭合和断开的瞬间具有过零投切的优点。通过电压互感器与电流互感器的结构，能够同时监控电压和电流。

Description

一种电网低压谐波抑制和无功补偿装置
技术领域
本实用新型涉及电力技术领域，具体为一种电网低压谐波抑制和无功补偿装置。
背景技术
在空调、照明、办公设备及工业生产用的三相设备等非线性负载运行时会产生大量的无功损耗及谐波，这些无功损耗及谐波主要来自各种变压器，系统中大量谐波的存在会造成大量的电能损耗，会对电力、电子设备产生影响，严重时还将导致设备无法运行，甚至可能对整个系统乃至公共电网安全可靠运行构成一定的威胁，无功损耗和谐波对电网的危害极大，可是消除电网谐波非常的困难，并且在接触器频繁投切电容器过程中，时常引起较严重的电流涌流和操作过电压现象，严重影响了装置自身的使用寿命，投切时间无法控制，会产生火花和电弧重燃现象，因此我们提出了一种电网低压谐波抑制和无功补偿装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电网低压谐波抑制和无功补偿装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种电网低压谐波抑制和无功补偿装置，包括单片机，所述单片机与通讯模块电性相连，所述单片机与报警器电性相连，所述单片机与显示屏电性相连，所述单片机与键盘电性相连，所述单片机与相位判断模块电性相连，所述单片机与投切电容模块电性相连，所述单片机与CS5460A芯片电性相连，所述CS5460A芯片与AD转换器电性相连，所述AD转换器与电压传感器、无功功率传感器、功率因数传感器和电流传感器电性相连，所述电压传感器、无功功率传感器、功率因数传感器和电流传感器分别与电压互感器与电流互感器电性相连，所述电压互感器与电流互感器并联连接，所述电压互感器和电流互感器与开关模块电性相连，所述开关模块与电网电性相连，所述开关模块与投切电容模块电性相连，所述电压互感器与电流互感器与熔断器电性相连，所述熔断器与热继电器电性相连，所述热继电器与电抗器电性相连，所述电抗器与电容组件电性相连。
优选的，所述电容组件设有三个，三个电容采用三角形连接方式连接。
优选的，所述开关模块、熔断器、热继电器、电抗器和电容组件串联在一起，熔断器、热继电器、电抗器和电容组件组成的电路设有多组，并联连接。
优选的，所述投切电容模块包括触发电路、开关电路、吸收电路和过零控制电路，触发电路由二极管和电阻并联组成，开关电路为二极管组成的并联电路，吸收电路为双向稳压管电路，过零控制电路为三极管电路。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该电网低压谐波抑制和无功补偿装置，通过CS5460A芯片的结构，具有系统校准和有效值/功率计算功能，以提供瞬时电压、电流、功率数据采样及有功能量的周期计算结果，通过投切电容模块的结构，能够使开关模块在闭合和断开的瞬间具有过零投切的优点，并且不会产生谐波。通过电压互感器与电流互感器的结构，能够同时监控电压和电流。
附图说明
图1为本实用新型结构原理示意图；
图2为本实用新型结构投切电容模块电路示意图。
图中：1单片机、2通讯模块、3报警器、4显示屏、5键盘、6相位判断模块、7投切电容模块、8CS5460A芯片、9AD转换器、10电压传感器、11无功功率传感器、12功率因数传感器、13电流传感器、14电压互感器、15电流互感器、16开关模块、17熔断器、18热继电器、19电抗器、20电容组件。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种电网低压谐波抑制和无功补偿装置，包括单片机1，单片机1为控制单元，所述单片机1与通讯模块2电性相连，通讯模块2能够实现与外部控制单元通信，所述单片机1与报警器3电性相连，报警器3能够在电路出现故障时，发出报警声音，所述单片机1与显示屏4电性相连，显示屏4能够显示单片机1检测的相应数据，所述单片机1与键盘5电性相连，键盘5为单片机1的输入端，所述单片机1与相位判断模块6电性相连，相位判断模块6能够判断电网的偏差的相位，并把信息传送给单片机1，经过单片机1处理，启动开关模块16对电网进行补偿，所述单片机1和投切电容模块7电性相连，投切电容模块7能够使开关模块16在闭合和断开的瞬间具有过零投切的优点，并且不会产生谐波。所述投切电容模块7包括触发电路、开关电路、吸收电路和过零控制电路，触发电路为二极管和电阻并联组成，开关电路为二极管的并联，吸收电路为双向稳压管电路，过零控制电路为三极管电路。所述单片机1和CS5460A芯片8电性相连，CS5460A芯片8是具有有功功率计算引擎的CMOS单片功率测量芯片，它包含了两个增益可编程放大器、两个高速滤波器，具有系统校准和有效值/功率计算功能，以提供瞬时电压/电流/功率数据采样及有功能量的周期计算结果。专为功率测量进行了优化，它适合与分流器或电流互感器相连来测量电流；与分压电阻或电压互感器相连来测量电压。所述CS5460A芯片8和AD转换器9电性相连，所述AD转换器9与电压传感器10、无功功率传感器11、功率因数传感器12和电流传感器13电性相连，所述电压传感器10、无功功率传感器11、功率因数传感器12和电流传感器13分别于电压互感器14与电流互感器15电性相连，所述电压互感器14与电流互感器15并联连接，所述电压互感器14和电流互感器15与开关模块16电性相连，所述开关模块16与电网电性相连，所述开关模块16与投切电容模块7电性相连，所述电压互感器14与电流互感器15与熔断器17电性相连，熔断器17的型号采用NT00C-63A，熔断器17对电路的过电流保护，所述熔断器17与热继电器18电性相连，热继电器18的型号采用RJ20-63-4U，热继电器18是为了防止过载。所述热继电器18与电抗器19电性相连，电抗器19的型号采用DK47-1.02mH，电抗器19抑制谐波，所述电抗器19与电容组件20电性相连，所述电容组件20设有三个，三个电容采用三角形连接方式连接。所述开关模块16、熔断器17、热继电器18、电抗器19和电容组件20串联在一起，熔断器17、热继电器18、电抗器19和电容组件20组成的电路设有多组，并联连接。
工作原理：设备工作时，电压传感器10、无功功率传感器11、功率因数传感器12和电流传感器13通过检测电网上的电压互感器14和电流互感器15得数据，并通过AD转换器9把信号送入CS5460A芯片8中处理，在传送给单片机1判断，发送指令，如果单片机1判断电网有谐波的产生，就闭合开关模块16，通过电抗器19和电容组件20对电网进行补偿，并且通过投切电容模块7能够使开关模块16在闭合和断开的瞬间具有过零投切的优点，并且不会产生谐波。同时单片机1会把数据显示在显示屏4上，报警器3会响起。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种电网低压谐波抑制和无功补偿装置，包括单片机(1)，其特征在于：所述单片机(1)与通讯模块(2)电性相连，所述单片机(1)与报警器(3)电性相连，所述单片机(1)与显示屏(4)电性相连，所述单片机(1)与键盘(5)电性相连，所述单片机(1)与相位判断模块(6)电性相连，所述单片机(1)与投切电容模块(7)电性相连，所述单片机(1)与CS5460A芯片(8)电性相连，所述CS5460A芯片(8)与AD转换器(9)电性相连，所述AD转换器(9)与电压传感器(10)、无功功率传感器(11)、功率因数传感器(12)和电流传感器(13)电性相连，所述电压传感器(10)、无功功率传感器(11)、功率因数传感器(12)和电流传感器(13)分别于电压互感器(14)与电流互感器(15)电性相连，所述电压互感器(14)与电流互感器(15)并联连接，所述电压互感器(14)和电流互感器(15)与开关模块(16)电性相连，所述开关模块(16)与电网电性相连，所述开关模块(16)与投切电容模块(7)电性相连，所述电压互感器(14)与电流互感器(15)与熔断器(17)电性相连，所述熔断器(17)与热继电器(18)电性相连，所述热继电器(18)与电抗器(19)电性相连，所述电抗器(19)与电容组件(20)电性相连。
2.根据权利要求1所述的一种电网低压谐波抑制和无功补偿装置，其特征在于：所述电容组件(20)设有三个，三个电容采用三角形连接方式连接。
3.根据权利要求1所述的一种电网低压谐波抑制和无功补偿装置，其特征在于：所述开关模块(16)、熔断器(17)、热继电器(18)、电抗器(19)和电容组件(20)串联在一起，熔断器(17)、热继电器(18)、电抗器(19)和电容组件(20)组成的电路设有多组，并联连接。
4.根据权利要求1所述的一种电网低压谐波抑制和无功补偿装置，其特征在于：所述投切电容模块(7)包括触发电路、开关电路、吸收电路和过零控制电路，触发电路为二极管和电阻并联组成，开关电路为二极管组成的并联电路，吸收电路为双向稳压管电路，过零控制电路为三极管电路。
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