CN210053212U - 智能模块化滤波补偿共补装置 - Google Patents
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Abstract
一种智能模块化滤波补偿共补装置，该装置包括中央控制单元、电流检测单元、电压检测单元、投切单元以及电源单元，电流检测单元、电压检测单元和投切单元分别与中央控制单元连接，电源单元用于供电。本实用新型将无功功率补偿单元和滤波单元的所有元件模块化设计，减小装置体积，并通过总控制器检测滤波补偿模块的运行状态，保证模块正常可靠运行，同时，模块体积小、容量统一、便于容量扩展。
Description
技术领域
本实用新型公开一种电力设备，特别是一种智能模块化滤波补偿共补装置，属于电力配套设备技术领域。
背景技术
我国的低压电网和用户端普遍存在功率因数低、电网线损较大的问题，其主要原因是众多感性用电设备的使用，比如我国的电动机的电能占全部发电量的70%左右，这种情况下采用无功补偿节能技术对提高电能质量和挖掘电网潜力十分必要。传统无功功率补偿成套设备补偿容量都是固定的，不便于扩容及维修更换。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的无功功率补偿成套设备补偿容量固定的缺点，本实用新型提供一种智能模块化滤波补偿共补装置，其采用模块化接口式设计，可更加方便的进行扩容、维修。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种智能模块化滤波补偿共补装置，该装置包括中央控制单元、电流检测单元、电压检测单元、投切单元以及电源单元，电压检测单元包括三路，每路电压检测单元包括电压互感器和三个运算放大器，三个运算放大器构成电压信号调理电路，将交流信号转换成0-4.5V直流电压连接到中央控制的A/D转换端，电压互感器连接在第一级运算放大器上，第一级运算放大器连接在第二级运算放大器上，第二级运算放大器连接在第三级运算放大器上，第三级运算放大器与中央控制单元连接，电流检测单元包括三路，每路电流检测单元包括传感器接口和两个运算放大器，两个运算放大器构成电流信号调理电路，将交流信号转换成0-4.5V直流电压接到中央控制的A/D转换端，传感器接口连接在前级放大器上，前级放大器与后级放大器连接，后级放大器与中央控制单元连接，投切单元包括三极管和继电器构成，三极管的基极与中央控制单元连接，三极管的发射极接地，三极管的集电极与继电器的线圈串接在一起，继电器的常开触点通过接口与外接交流继电器连接，电源单元用于供电。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
所述的中央控制单元上连接有谐波分量监测单元，谐波分量监测单元包括有谐波接口、变压器、放大单元和光电耦合单元，谐波接口与变压器输入端连接，变压器输出端与放大单元连接，放大单元输出端与光电耦合单元连接，光电耦合单元输出端与中央控制单元连接，中央控制单元依据采样数据分析计算出电压、电流的各次谐波分量。
所述的中央控制单元上连接有温度检测单元，温度检测单元包括用于与外接的热敏电阻连接的温度检测接口和运算放大器，温度检测接口与运算放大器连接，运算放大器与中央控制单元连接。
所述的中央控制单元上连接有通信单元，通信单元包括数字隔离器和485通讯芯片，485通讯芯片上连接有RS-485通讯接口，数字隔离器与485通讯芯片连接，数字隔离器与中央控制单元连接。
所述的电源单元包括整流电路单元、高频变压器和高频整流电路单元，外接电源连接在整流电路单元上，整流电路单元输出端与高频变压器连接，高频变压器输出端与高频整流电路单元连接，高频整流电路单元输出端上连接有稳压芯片。
所述的电源单元还包括电源管理芯片，电源管理芯片连接在高频变压器上。
本实用新型的有益效果是：本实用新型将无功功率补偿单元和滤波单元的所有元件模块化设计，减小装置体积，并通过总控制器检测滤波补偿模块的运行状态，保证模块正常可靠运行，同时，模块体积小、容量统一、便于容量扩展。
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型电路方框图。
图2为本实用新型电路原理图。
图3为本实用新型单片机部分电路原理图。
图4为本实用新型电压检测部分电路原理图。
图5为本实用新型电流检测部分电路原理图。
图6为本实用新型投切部分电路原理图。
图7为本实用新型谐波分量监测部分电路原理图。
图8为本实用新型电源部分电路原理图。
图9为本实用新型基准电压生成部分电路原理图。
图10为本实用新型温度检测部分电路原理图。
图11为本实用新型通信部分电路原理图。
具体实施方式
本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。
请结合参看附图1至附图11，本实用新型主要包括中央控制单元、电流检测单元、电压检测单元、投切单元以及电源单元，电流检测单元、电压检测单元和投切单元分别连接在中央控制单元上，电源单元用于供电。本实施例中，中央控制单元采用工业级MCU，实现电压及电流的检测，实时监听主控器的串口并及时响应主控器的指令，对检测到的电压、电流、温度等数据及时反馈给主控器，对三相电容提供保护，本实施例中，MCU采用型号为ATmega64的单片机，具体实施时，也可以采用同样功能的其他MCU替换。
本实施例中，电压检测单元包括三路，分别用于对三路交流市电进行电压检测，变压单元分别对三相交流市电进行电压转换后，每相交流市电连接一路电压检测单元，经电压转换后的三相交流市电分别经过运算放大器进行信号调理后，将交流信号转换成0-4.5V直流电压接到中央控制的A/D转换端，，进行电压检测，三路电压检测单元电路结构相同，附图中仅以其中一路为例进行说明。本实施例中，变压单元采用变压器。
本实施例中，电流检测单元包括三路，分别对三相交流市电间的电流进行检测，本实施例中，电流检测单元采用电流互感器（图中仅画出电流互感器接口，未画出电流互感器），电流互感器检测到的电流信号经两个运算放大器进行信号调理后，将交流信号转换成0-4.5V直流电压接到中央控制的A/D转换端，，进行电流检测，三路电流检测单元电路结构相同，附图中仅以其中一路为例进行说明。
本实施例中，投切单元包括控制三极管和继电器构成，控制三极管的基极与中央控制单元连接，控制三极管的发射极接地，控制三极管的集电极与继电器的线圈串接在一起，继电器的常开触点通过接口与外接交流继电器连接，可通过中央控制单元控制三极管的通断，在通过三极管控制继电器的通过，通过继电器控制外接交流继电器的通断，从而实现外接器件接入之间的切换。
本实施例中，中央控制单元上还连接有谐波分量监测单元，谐波分量监测单元包括有变压器、放大单元和光电耦合单元，谐波经接口电路输入变压器内，经变压器变压后输入至放大单元，放大单元采用两个运算放大器构成，对其进行二级放大，放大后的信号输入至光电耦合单元，经光电耦合单元进行光电隔离后输入至中央控制单元，对其进行谐波分量的监测，依据采样数据分析计算出电压、电流的各次谐波分量。
本实施例中，中央控制单元上还连接有温度检测单元，温度检测单元采用温度检测接口电路与外接的热敏电阻连接，用于检测重要的电感温度以及重要的电容温度等，温度检测接口电路上连接有运算放大器，通过运算放大器对输入的温度信号进行放大后输入至中央控制单元，进行温度检测。
本实施中，中央控制单元上连接有通信单元，用于与控制主机进行通信，通信单元包括数字隔离器和485通讯芯片，485通讯芯片上连接有RS-485通讯接口，数字隔离器与485通讯芯片连接，数字隔离器与中央控制单元连接，可通过485通讯芯片与控制主机进行通信。
本实施例中，电源采用外接电源，所述的电源单元包括整流电路单元、高频变压器和高频整流电路单元，外接电源连接在整流电路单元上，整流电路单元输出端与高频变压器连接，高频变压器输出端与高频整流电路单元连接，高频整流电路单元输出端上连接有稳压芯片，通过稳压芯片将低压电源稳压在+12V、+5V、+7V和-12V，给相应的电路模块供电。本实施例中，电源单元还包括电源管理芯片，电源管理芯片连接在高频变压器上，本实施例中，电源管理芯片采用型号为KA1M0565R的集成了PWM控制及开关管的电源管理芯片。
本实用新型将无功功率补偿单元和滤波单元的所有元件模块化设计，减小装置体积，并通过总控制器检测滤波补偿模块的运行状态，保证模块正常可靠运行，同时，模块体积小、容量统一、便于容量扩展。
Claims (6)
1.一种智能模块化滤波补偿共补装置，其特征是：所述的装置包括中央控制单元、电流检测单元、电压检测单元、投切单元以及电源单元，电压检测单元包括三路，每路电压检测单元包括电压互感器和三个运算放大器，三个运算放大器构成信号调理电路，电压互感器连接在第一级运算放大器上，第一级运算放大器连接在第二级运算放大器上，第二级运算放大器连接在第三级运算放大器上，第三级运算放大器与中央控制单元连接，电流检测单元包括三路，每路电流检测单元包括传感器接口和两个运算放大器，两个运算放大器构成信号调理电路，传感器接口连接在前级放大器上，前级放大器与后级放大器连接，后级放大器与中央控制单元连接，投切单元包括三极管和继电器构成，三极管的基极与中央控制单元连接，三极管的发射极接地，三极管的集电极与继电器的线圈串接在一起，继电器的常开触点通过接口与外接交流继电器连接，电源单元用于供电。
2.根据权利要求1所述的智能模块化滤波补偿共补装置，其特征是：所述的中央控制单元上连接有谐波分量监测单元，谐波分量监测单元包括有谐波接口、变压器、放大单元和光电耦合单元，谐波接口与变压器输入端连接，变压器输出端与放大单元连接，放大单元输出端与光电耦合单元连接，光电耦合单元输出端与中央控制单元连接。
3.根据权利要求1所述的智能模块化滤波补偿共补装置，其特征是：所述的中央控制单元上连接有温度检测单元，温度检测单元包括用于与外接的热敏电阻连接的温度检测接口和运算放大器，温度检测接口与运算放大器连接，运算放大器与中央控制单元连接。
4.根据权利要求1所述的智能模块化滤波补偿共补装置，其特征是：所述的中央控制单元上连接有通信单元，通信单元包括数字隔离器和485通讯芯片，485通讯芯片上连接有RS-485通讯接口，数字隔离器与485通讯芯片连接，数字隔离器与中央控制单元连接。
5.根据权利要求1所述的智能模块化滤波补偿共补装置，其特征是：所述的电源单元包括整流电路单元、高频变压器和高频整流电路单元，外接电源连接在整流电路单元上，整流电路单元输出端与高频变压器连接，高频变压器输出端与高频整流电路单元连接，高频整流电路单元输出端上连接有稳压芯片。
6.根据权利要求5所述的智能模块化滤波补偿共补装置，其特征是：所述的电源单元还包括电源管理芯片，电源管理芯片连接在高频变压器上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201921034359.5U CN210053212U (zh) | 2019-07-04 | 2019-07-04 | 智能模块化滤波补偿共补装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN210053212U true CN210053212U (zh) | 2020-02-11 |
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ID=69398264
Family Applications (1)
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| CN201921034359.5U Active CN210053212U (zh) | 2019-07-04 | 2019-07-04 | 智能模块化滤波补偿共补装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN210053212U (zh) |
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2019
- 2019-07-04 CN CN201921034359.5U patent/CN210053212U/zh active Active
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