CN210007398U - 电容混合补偿电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电容混合补偿电路，属于高低压电用电容技术领域，其包括电容串口模块、分线输出模块和中央处理模块，电容串口模块包括能够与多个智能电容电连接的电容连接串口，分线输出模块包括多个单线输出单元，每个单线输出单元均连接电容串口模块，每个单线输出单元均包括光电耦合器，每个智能电容均通过电容串口模块与对应的单线输出单元连接；中央处理模块连接分线输出模块，中央处理模块包括单片机，单片机发出的数据通过单线输出单元的光电耦合器传输给电容串口模块，电容串口模块将数据传输给智能电容，本实用新型具有直接将智能电容通过排线连接到电容连接串口上即可将SVG电容与智能电容组合，组合简单、方便、易于操作的效果。

Description

电容混合补偿电路

技术领域

本实用新型涉及高低压电用电容的技术领域，尤其是涉及一种电容混合补偿电路。

背景技术

目前在变电站、大型变压器上经常会见到静止无功发生器（SVG），SVG是典型的电力电子设备，由三个基本功能模块构成：检测模块、控制运算模块及补偿输出模块。其工作原理为由外部CT检测系统的电流信息，然后经由控制芯片分析出当前的电流信息、如PF、S、Q等；然后由控制器给出补偿的驱动信号，最后由电力电子逆变电路组成的逆变回路发出补偿电流。静止无功发生器能够适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流。迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。

现有技术可参考申请公告号为CN107482641A的中国发明专利，其公开了一种与智能电容器组配合工作的SVG控制方法，通过在低压台区低压线路首端并联接入所述智能电容器组和所述SVG，采用与智能电容器组配合工作的SVG控制方法，SVG补偿小容量的负荷无功功率，智能电容器工作在可过温切换电容的投切方案。可采用小容量的SVG，可在增加较小投资成本的情况下有效避免台区低压线路因智能电容器切除过温电容时因无冗余电容导致的功率因数突降问题，同时进一步增加了智能电容器的寿命。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：目前国内静止无功发生器价格比较昂贵，一个50kF的SVG电容在国内售价在一万人民币左右，而一个大型变压器上需要的电容通常会在200kF以上，而一个50kF的智能电容在国内仅售几百元，将智能电容与SVG电容配合使用进行电容补偿是目前比较常见的方式，但是厂家在将SVG电容和智能电容生产出来后，用户通常不具有将SVG电容和智能电容连接的技术，由于用户在实际使用时需要的总电容值不一定，厂家批量生产的SVG电容和智能电容组成的混合电路难以满足所有用户的需要，所以现需要一种通过简单操作即可将SVG电容与智能电容进行连接的方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电容混合补偿电路，直接将智能电容通过排线连接到电容连接串口上即可将SVG电容与智能电容组合，组合简单、方便、易于操作。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种电容混合补偿电路，包括电容串口模块、分线输出模块和中央处理模块；

所述电容串口模块包括能够与多个智能电容电连接的电容连接串口，智能电容通过电容连接串口传递数据；

所述分线输出模块包括多个单线输出单元，每个单线输出单元均连接电容串口模块，每个单线输出单元均包括光电耦合器，每个智能电容均通过电容串口模块与对应的单线输出单元连接；

所述中央处理模块连接分线输出模块，中央处理模块包括单片机，单片机发出的数据通过单线输出单元的光电耦合器传输给电容串口模块，电容串口模块将数据传输给智能电容。

通过采用上述方案，用户可以直接使用排线将智能电容连接到电容连接串口上，根据具体情况选择连接的智能电容数量，分线输出模块和中央处理模块自动将智能电容与SVG电容进行数据连接，使SVG电容能够通过电容混合补偿电路控制智能电容，不需要用户进行额外操作，用户使用的自由度高，简单、方便、易于操作，能够基本满足用户的所有需求。

本实用新型进一步设置为：还包括电流检测模块、通讯读写模块、总线输出模块和通讯串口模块；

所述通讯串口模块包括通讯连接串口，通讯连接串口连接有能够与智能电容进行数据通讯的通讯电路和能够检测电网电流大小的电流检测电路；

所述电流检测模块连接通讯串口模块并且接收通讯串口模块输出的电流大小，电流检测模块将电流大小转换为电流值传输给总线输出模块；

所述通讯读写模块连接中央处理模块，通讯读写模块读取中央处理模块输出的数据并传输给总线输出模块；

所述总线输出模块连接通讯串口模块、电流检测模块和通讯读写模块，总线输出模块包括通讯处理芯片，通讯处理芯片能够将接收到的电流值通过通讯读写模块反馈给中央处理模块，并且将接收到的数据进行处理后将处理后的数据传输给通讯串口模块，通讯串口模块将处理后的数据通过通讯电路传输给智能电容。

通过采用上述方案，用户除了通过串口和排线进行连接外，还可以通过通讯电路使SVG电容与智能电容进行通讯连接，在使用时只需要在通讯连接串口上连接能够与智能电容进行通讯的通讯模块即可使SVG电容控制智能电容，在不方便连接排线时可以选用此方法，为用户提供更多的连接方式。

本实用新型进一步设置为：通讯电路包括RS485芯片。

通过采用上述方案，RS485芯片作为目前市面流通的芯片，适应面比较广。

本实用新型进一步设置为：电流检测模块包括三个电流互感器，三个电流互感器分别通过通讯串口模块对电网三相线的电流进行检测。

通过采用上述方案，三个电流互感器能够对三相线进行电流检测，电流互感器能够准确地感应电流大小并输出电流值。

本实用新型进一步设置为：还包括外接烧录模块，外接烧录模块连接总线输出模块，当总线输出模块的通讯处理芯片进行烧录时，外接烧录模块外接电源为通讯处理芯片供电。

通过采用上述方案，通讯处理芯片需要录入程序后才能够对数据进行处理，通讯处理芯片烧录时需要与主电源断电，外接烧录模块为通讯处理芯片烧录提供外接电源，便于厂家生产加工。

本实用新型进一步设置为：还包括灯光反馈模块，所述灯光反馈模块连接总线输出模块，灯光反馈模块包括第一发光二极管和第二发光二极管，总线输出模块在正常工作时向灯光反馈模块输出第一高电平信号，灯光反馈模块接收到第一高电平信号后控制第一发光二极管得电亮起，总线输出模块在无法正常工作时向灯光反馈模块输出第二高电平信号，灯光反馈模块接收到第二高电平信号后控制第二发光二极管得电亮起。

通过采用上述方案，用户能够通过第一发光二极管和第二发光二极管直观地观察电容混合补偿电路运行状态，在电容混合补偿电路出现问题时用户能够及时发现。

本实用新型进一步设置为：灯光反馈模块包括电连接于通讯处理芯片上的电阻R3和电连接于通讯处理芯片上的电阻R4，电阻R3另一端电连接有三极管T1，电阻R3电连接于三极管T1的基极，三极管T1的集电极电连接有电阻R1，第一发光二极管电连接于电阻R1另一端，第一发光二极管另一端电连接有电源，三极管T1的发射极接地；

电阻R4另一端电连接有三极管T2，电阻R4电连接于三极管T2的基极，三极管T2的集电极电连接有电阻R2，第二发光二极管电连接于电阻R2另一端，第二发光二极管另一端电连接有电源，三极管T2的发射极接地。

通过采用上述方案，通讯处理芯片能够通过上述电路控制第一发光二极管和第二发光二极管，结构简单，易于实现。

本实用新型进一步设置为：电阻R3与三极管T1之间电连接有电容C1，电容C1另一端接地；

电阻R4与三极管T2之间电连接有电容C2，电容C2另一端接地。

通过采用上述方案，电容C1和电容C2能够对通讯处理芯片输出的第一高电平信号和第二高电平信号进行滤波，减少杂波，保证控制准确。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1. 用户可以直接使用排线将智能电容连接到电容连接串口上，根据具体情况选择连接的智能电容数量，分线输出模块和中央处理模块自动将智能电容与SVG电容进行数据连接，使SVG电容能够通过电容混合补偿电路控制智能电容，不需要用户进行额外操作，用户使用的自由度高，简单、方便、易于操作，能够基本满足用户的所有需求；

2. 用户除了通过串口和排线进行连接外，还可以通过通讯电路使SVG电容与智能电容进行通讯连接，在使用时只需要在通讯连接串口上连接能够与智能电容进行通讯的通讯模块即可使SVG电容控制智能电容，在不方便连接排线时可以选用此方法，为用户提供更多的连接方式；

3. 用户能够通过第一发光二极管和第二发光二极管直观地观察电容混合补偿电路运行状态，在电容混合补偿电路出现问题时用户能够及时发现。

附图说明

图1是实施例的整体模块框图；

图2是实施例中突出中央处理模块的电路示意图；

图3是实施例中突出分线输出模块的电路示意图；

图4是实施例中突出电容串口模块的电路示意图；

图5是实施例中突出通讯读写模块的电路示意图；

图6是实施例中突出总线输出模块的电路示意图；

图7是实施例中突出电路检测模块的电路示意图；

图8是实施例中突出通讯串口模块的电路示意图；

图9是实施例中突出灯光反馈模块的电路示意图；

图10是实施例中突出外接烧录模块的电路示意图。

图中，1、智能电容；2、电容串口模块；21、电容连接串口；3、分线输出模块；31、单线输出单元；311、光电耦合器；4、中央处理模块；41、单片机；5、通讯读写模块；6、总线输出模块；61、通讯处理芯片；62、灯光反馈模块；621、第一发光二极管；622、第二发光二极管；63、外界烧录模块；7、电路检测模块；71、电流互感器；8、通讯串口模块；81、通讯连接串口；82、通讯电路；83、电流检测电路。

具体实施方式

实施例：一种电容混合补偿电路，如图1所示，包括电容串口模块2、分线输出模块3、中央处理模块4、通讯读写模块5、总线输出模块6、电路检测模块7、通讯串口模块8、灯光反馈模块62和外接烧录模块。

如图2和图3所示，中央处理模块4包括单片机41，单片机41用于与SVG电容进行数据通讯，接收SVG电容发出的数据，并根据接收到的数据输出控制智能电容1的数据。分线输出模块3包括多个单线输出单元31，每个单线输出单元31均连接电容串口模块2，每个单线输出单元31均包括光电耦合器311，每个智能电容1均通过电容串口模块2与对应的单线输出单元31连接。单片机41输出的数据通过光电耦合器311传输给电容串口模块2。

如图3和图4所示，电容串口模块2包括能够与多个智能电容1电连接的电容连接串口21，智能电容1通过排线即可与电容连接串口21连接，电容串口模块2接收单片机41输出的数据并传输给智能电容1，使SVG电容能够通过电容混合补偿电路控制智能电容1。

如图5和图6所示，通讯读写模块5连接中央处理模块4，通讯读写模块5读取中央处理模块4输出的数据并传输给总线输出模块6。总线输出模块6连接通讯串口模块8，总线输出模块6包括通讯处理芯片61，通讯处理芯片61能够将接收到的电流值通过通讯读写模块5反馈给中央处理模块4。

如图7和图8所示，通讯串口模块8包括通讯连接串口81，通讯连接串口81连接有能够与智能电容1进行数据通讯的通讯电路82和能够检测电网电流大小的电流检测电路83(参见图1)，通讯电路82包括RS485芯片(参见图1)。电流检测模块连接通讯串口模块8并且接收通讯串口模块8输出的电流大小，电流检测模块包括三个电流互感器71，三个电流互感器71分别通过通讯串口模块8对电网三相线的电流进行检测并输出电流值，电流互感器71将电流值传输给通讯处理芯片61。通讯处理芯片61将接收到的数据进行处理后将处理后的数据传输给通讯连接串口81，通讯连接串口81将处理后的数据通过通讯电路82传输给智能电容1。用户除了通过串口和排线进行连接外，还可以通过通讯电路82使SVG电容与智能电容1进行通讯连接，在使用时只需要在通讯连接串口81上连接能够与智能电容1进行通讯的通讯模块即可使SVG电容控制智能电容1。

如图6和图9所示，灯光反馈模块62包括电连接于通讯处理芯片61上的电阻R3和电连接于通讯处理芯片61上的电阻R4，电阻R3另一端电连接有三极管T1，电阻R3电连接于三极管T1的基极，三极管T1的集电极电连接有电阻R1，电阻R1另一端电连接有第一发光二极管621，第一发光二极管621另一端电连接有电源，三极管T1的发射极接地。电阻R3与三极管T1之间电连接有电容C1，电容C1另一端接地。

如图6和图9所示，电阻R4另一端电连接有三极管T2，电阻R4电连接于三极管T2的基极，三极管T2的集电极电连接有电阻R2，电阻R2另一端电连接有第二发光二极管622，第二发光二极管622另一端电连接有电源，三极管T2的发射极接地。电阻R4与三极管T2之间电连接有电容C2，电容C2另一端接地。通讯处理芯片61在正常工作时向三极管T1输出第一高电平信号，三极管T1的基极接收到第一高电平信号后控制三极管T1的集电极和发射极导通，使第一发光二极管621得电亮起。通讯处理芯片61在无法正常工作时向三极管T2输出第二高电平信号，三极管T2的基极接收到第二高电平信号后控制三极管T2的集电极和发射极导通，使第二发光二极管622得电亮起。用户能够通过第一发光二极管621和第二发光二极管622直观地观察电容混合补偿电路运行状态，在电容混合补偿电路出现问题时用户能够及时发现。

如图6和图10所示，外接烧录模块连接总线输出模块6，当总线输出模块6的通讯处理芯片61进行烧录时，外接烧录模块外接电源为通讯处理芯片61供电。通讯处理芯片61需要录入程序后才能够对数据进行处理，通讯处理芯片61烧录时需要与主电源断电，外接烧录模块为通讯处理芯片61烧录提供外接电源，便于厂家生产加工。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电容混合补偿电路，其特征在于：包括电容串口模块(2)、分线输出模块(3)和中央处理模块(4)；

所述电容串口模块(2)包括能够与多个智能电容(1)电连接的电容连接串口(21)，智能电容(1)通过电容连接串口(21)传递数据；

所述分线输出模块(3)包括多个单线输出单元(31)，每个单线输出单元(31)均连接电容串口模块(2)，每个单线输出单元(31)均包括光电耦合器(311)，每个智能电容(1)均通过电容串口模块(2)与对应的单线输出单元(31)连接；

所述中央处理模块(4)连接分线输出模块(3)，中央处理模块(4)包括单片机(41)，单片机(41)发出的数据通过单线输出单元(31)的光电耦合器(311)传输给电容串口模块(2)，电容串口模块(2)将数据传输给智能电容(1)。

2.根据权利要求1所述的电容混合补偿电路，其特征在于：还包括电流检测模块、通讯读写模块(5)、总线输出模块(6)和通讯串口模块(8)；

所述通讯串口模块(8)包括通讯连接串口(81)，通讯连接串口(81)连接有能够与智能电容(1)进行数据通讯的通讯电路(82)和能够检测电网电流大小的电流检测电路(83)；

所述电流检测模块连接通讯串口模块(8)并且接收通讯串口模块(8)输出的电流大小，电流检测模块将电流大小转换为电流值传输给总线输出模块(6)；

所述通讯读写模块(5)连接中央处理模块(4)，通讯读写模块(5)读取中央处理模块(4)输出的数据并传输给总线输出模块(6)；

所述总线输出模块(6)连接通讯串口模块(8)、电流检测模块和通讯读写模块(5)，总线输出模块(6)包括通讯处理芯片(61)，通讯处理芯片(61)能够将接收到的电流值通过通讯读写模块(5)反馈给中央处理模块(4)，并且将接收到的数据进行处理后将处理后的数据传输给通讯串口模块(8)，通讯串口模块(8)将处理后的数据通过通讯电路(82)传输给智能电容(1)。

3.根据权利要求2所述的电容混合补偿电路，其特征在于：通讯电路(82)包括RS485芯片。

4.根据权利要求2所述的电容混合补偿电路，其特征在于：电流检测模块包括三个电流互感器(71)，三个电流互感器(71)分别通过通讯串口模块(8)对电网三相线的电流进行检测。

5.根据权利要求2所述的电容混合补偿电路，其特征在于：还包括外接烧录模块，外接烧录模块连接总线输出模块(6)，当总线输出模块(6)的通讯处理芯片(61)进行烧录时，外接烧录模块外接电源为通讯处理芯片(61)供电。

6.根据权利要求2所述的电容混合补偿电路，其特征在于：还包括灯光反馈模块(62)，所述灯光反馈模块(62)连接总线输出模块(6)，灯光反馈模块(62)包括第一发光二极管(621)和第二发光二极管(622)，总线输出模块(6)在正常工作时向灯光反馈模块(62)输出第一高电平信号，灯光反馈模块(62)接收到第一高电平信号后控制第一发光二极管(621)得电亮起，总线输出模块(6)在无法正常工作时向灯光反馈模块(62)输出第二高电平信号，灯光反馈模块(62)接收到第二高电平信号后控制第二发光二极管(622)得电亮起。

7.根据权利要求6所述的电容混合补偿电路，其特征在于：灯光反馈模块(62)包括电连接于通讯处理芯片(61)上的电阻R3和电连接于通讯处理芯片(61)上的电阻R4，电阻R3另一端电连接有三极管T1，电阻R3电连接于三极管T1的基极，三极管T1的集电极电连接有电阻R1，第一发光二极管(621)电连接于电阻R1另一端，第一发光二极管(621)另一端电连接有电源，三极管T1的发射极接地；

电阻R4另一端电连接有三极管T2，电阻R4电连接于三极管T2的基极，三极管T2的集电极电连接有电阻R2，第二发光二极管(622)电连接于电阻R2另一端，第二发光二极管(622)另一端电连接有电源，三极管T2的发射极接地。

8.根据权利要求7所述的电容混合补偿电路，其特征在于：电阻R3与三极管T1之间电连接有电容C1，电容C1另一端接地；

电阻R4与三极管T2之间电连接有电容C2，电容C2另一端接地。

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