CN211654585U - 一种智能集成低压滤波电力电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能集成低压滤波电力电容器，电容器本体，电容器本体底部的两侧均焊接有安装板，安装板的一侧焊接有电容器外壳，电容器本体的内部分别设置有高速芯片、CPU控制器、过零投切装置和无功补偿装置，电容器本体内部的一侧通过螺栓连接有互感器。本实用新型集无功控制、过零投切、补偿、通信、多重故障保护为一体的新颖无功补偿装置，智能电容器本体的控制采用高速芯片采集交流电压、电流信号经运算比较控制无功自动补偿，配过零投切装置减少对电容器本体冲击，提高电容器寿命，减轻浪涌电流对电网冲击，电容器本体采用聚丙烯金属膜锌铝边缘加厚技术，具有自愈性能好，容量衰减低，耐冲击能力强，寿命长。

Description

一种智能集成低压滤波电力电容器

技术领域

本实用新型涉及电容器技术领域，尤其涉及一种智能集成低压滤波电力电容器。

背景技术

电力电容器是用于电力系统和电工设备的电容器。任意两块金属导体，中间用绝缘介质隔开，即构成一个电容器。电容器电容的大小，由其几何尺寸和两极板间绝缘介质的特性来决定。当电容器在交流电压下使用时，常以其无功功率表示电容器的容量，单位为乏或千乏。

普通电力电容器受到外界影响，无法正常的运行，电力电容器长时间使用后，电容器使用过寿命缩短，且有的电力电容器的抗冲击能力差，在故障时电力电容器不具备保护功能，且投切涌流大，不便扩容，系统控制不可靠，因此，亟需设计一种智能集成低压滤波电力电容器来解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的普通电力电容器受到外界影响，无法正常的运行，电力电容器长时间使用后，电容器使用过寿命缩短，且有的电力电容器的抗冲击能力差，在故障时电力电容器不具备保护功能，且投切涌流大，不便扩容，系统控制不可靠的缺点，而提出的一种智能集成低压滤波电力电容器。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种智能集成低压滤波电力电容器，包括电容器本体，所述电容器本体底部的两侧均焊接有安装板，所述安装板的一侧焊接有电容器外壳，所述电容器本体的内部分别设置有高速芯片、CPU控制器、过零投切装置和无功补偿装置，所述电容器本体内部的一侧通过螺栓连接有互感器，所述电容器外壳外壁的一侧设置有控制面板，所述电容器本体内部的一侧通过螺栓连接有电抗器，所述电容器本体内部的一侧通过螺栓连接有保护装置。

上述技术方案的关键构思在于：配过零投切装置减少对电容器冲击，提高电容器寿命，减轻浪涌电流对电网冲击；电容器采用聚丙烯金属膜锌铝边缘加厚技术，具有自愈性能好，容量衰减低，耐冲击能力强，寿命长。

进一步的，所述电容器外壳两侧的外壁开设有若干个散热孔，所述电容器外壳顶部的一侧通过螺栓连接有塑壳断路器。

进一步的，所述电容器外壳的材质为聚丙烯金属膜锌铝，所述高速芯片采集交流电压和电流信号经运算比较控制无功自动补偿。

进一步的，所述控制面板由显示屏、SET键、上键、下键和LED灯组成，所述电容器本体为主机，所述LED灯为自动状态时，通过上键、下键和显示屏转换显示功率因数、电压、用电设备电流、无功功率、电容电流、谐波、设备编号。

进一步的，所述电容器本体为从机，所述LED灯为自动状态时，通过上键、下键和显示屏转换显示电容电流和设备编号。

进一步的，所述保护装置由永久性故障跳闸保护装置、过压、欠压、过流、缺相、谐波保护和电容器本体内带防爆压力保护装置组成，所述电容器本体通过弱点和强电分离进线。

进一步的，所述电容器本体之间二次信号用附带的网络线直接级联，所述塑壳断路器保护电源开关与短路，所述互感器电网电压、用电设备的总电流、电容器的电流变换成一定比率的值提供给CPU进行计算。

本实用新型的有益效果为：

集无功控制、过零投切、补偿、通信、多重故障保护为一体的新颖无功补偿装置，智能电容器本体的控制采用高速芯片采集交流电压、电流信号经运算比较控制无功自动补偿，配过零投切装置减少对电容器本体冲击，提高电容器寿命，减轻浪涌电流对电网冲击，电容器本体采用聚丙烯金属膜锌铝边缘加厚技术，具有自愈性能好，容量衰减低，耐冲击能力强，寿命长，由于采用通信实现了多机控制，大大提高了系统控制的可靠性，智能电容本体具有过压、欠压、过流、缺相、谐波、压力等多重保护功能，由于将控制、投切、补偿集为一体，其体积大大减小，在同一电容器柜内可装更多容量智能电容，并且缩短安装工时，便于扩容。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种智能集成低压滤波电力电容器的结构示意图一；

图2为本实用新型提出的一种智能集成低压滤波电力电容器的内部结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种智能集成低压滤波电力电容器的结构示意图二；

图4为本实用新型提出的一种智能集成低压滤波电力电容器的控制面板示意图；

图5为本实用新型提出的一种智能集成低压滤波电力电容器的电容器本体内部示意图；

图6为本实用新型提出的一种智能集成低压滤波电力电容器的共补(内置控制器)接线示意图；

图7为本实用新型提出的一种智能集成低压滤波电力电容器的混合(内置控制器)补偿接线示意图；

图8为本实用新型提出的一种智能集成低压滤波电力电容器的共补(外置控制器)接线示意图；

图9为本实用新型提出的一种智能集成低压滤波电力电容器的混合(外置控制器)补偿接线示意图。

图中：1电容器本体、2控制面板、3塑壳断路器、4安装板、5散热孔、6电抗器、7导线口、8插口、9终端电阻开关、10电容器外壳、11高速芯片、12保护装置、13互感器、14 CPU控制器、15过零投切装置、16无功补偿装置、17显示屏、18 LED灯。

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。

请同时参见图1至图9，一种智能集成低压滤波电力电容器，包括电容器本体1，电容器本体1底部的两侧均焊接有安装板4，安装板4的一侧焊接有电容器外壳10，电容器本体1的内部分别设置有高速芯片11、CPU控制器14、过零投切装置15和自愈式电力电容器16，电容器本体1上电后，进入待机状态，当电容处于主机状态时，主机灯常亮，处于从机状态时主机灯熄灭，其他状态时主机灯闪烁，当主机为模拟调试状态时，主、从机电容自动灯闪烁，表示当前为模拟调试状态，此时投入电容时，仅指示灯改变并不实际投入电容器，在显示功率因数屏下，同时按上下键，系统进入模拟状态，此时执行投入、切除命令时，相应电容状态指示灯亮，并不执行电容投切，在模拟状态下，再次同时按上下键，退出模拟状态，手动状态仅用于测试智能电容投切功能，投入后可通过观察电容电流来判断电容是否正常，在手动状态下，按上键投入电容，按下键切除电容，在手动状态下，主机可以手动控制从机投入电容，当从自动转入手动状态时，网络中已经投入的电容将全部切除，进入设置状态的方法：在自动状态下，持续按下设置键不动，经过1秒后智能电容进入手动状态（手动灯亮），此时依然持续按下设置键不动，经过2秒后智能电容进入到设置状态（设置灯亮）。在设置状态下，按下设置键选择F1至F6设置参数，在显示F6时按下设置键将保存设置值并退回至自动状态，从机状态时，仅能设置电容容量，网络终端电阻的作用是降低网络信号反射，可大大提高通讯线的抗干扰能力，保证数据可靠性，当同一网络内连接从机电容超过5台、通讯线大于3米或附近有强干扰源时，建议闭合，当无外接控制器时，需将位于网络两端的电容上的终端电阻开关闭合，当有外接控制器时，只需要将最后一台电容上的终端电阻开关闭合，电容器本体1内部的一侧通过螺栓连接有互感器13，电容器外壳10外壁的一侧设置有控制面板2，电容器本体1内部的一侧通过螺栓连接有电抗器6，电容器本体1内部的一侧通过螺栓连接有保护装置12。

从上述描述可知，本实用新型具有以下有益效果：集无功控制、过零投切、补偿、通信、多重故障保护为一体的新颖无功补偿装置16，电容器本体1的控制采用高速芯片11采集交流电压、电流信号经运算比较控制无功自动补偿，配过零投切装置减少对电容器本体1冲击，提高电容器寿命，减轻浪涌电流对电网冲击。

进一步的，电容器外壳10两侧的外壁开设有若干个散热孔5，电容器外壳10顶部的一侧通过螺栓连接有塑壳断路器3，塑壳断路器3保护电源开关与短路。

进一步的，电容器外壳10的材质为聚丙烯金属膜锌铝，高速芯片11采集交流电压和电流信号经运算比较控制无功自动补偿。

进一步的，控制面板2由显示屏17、SET键、上键、下键和LED灯18组成，电容器本体1为主机，LED灯18为自动状态时，通过上键、下键和显示屏17转换显示功率因数、电压、用电设备电流、无功功率、电容电流、谐波、设备编号。

进一步的，电容器本体1为从机，LED灯18为自动状态时，通过上键、下键和显示屏17转换显示电容电流和设备编号。

进一步的，保护装置12由永久性故障跳闸保护装置、过压、欠压、过流、缺相、谐波保护和电容器本体1内带防爆压力保护装置组成，电容器本体1通过弱点和强电分离进线。

进一步的，电容器本体1之间二次信号用附带的网络线直接级联，塑壳断路器3保护电源开关与短路，互感器13电网电压、用电设备的总电流、电容器的电流变换成一定比率的值提供给CPU进行计算，CPU控制主要作用是测量、无功补偿控制、通信及故障处理。测量电网电压、用电设备的总电流，经运算得出用电设备的无功功率Q和功率因数COSφ，经比较分析控制过零投切装置，投入或切除电容器，达到无功自动补偿目的。

电容器本体1采用聚丙烯金属膜锌铝边缘加厚技术，具有自愈性能好，容量衰减低，耐冲击能力强，寿命长。

以下再列举出几个优选实施例或应用实施例，以帮助本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术内容以及本实用新型相对于现有技术所做出的技术贡献：

实施例1

一种智能集成低压滤波电力电容器，包括电容器本体1，电容器本体1底部的两侧均焊接有安装板4，安装板4的一侧焊接有电容器外壳10，电容器本体1的内部分别设置有高速芯片11、CPU控制器14、过零投切装置15和自愈式电力电容器16，电容器本体1上电后，进入待机状态，当电容处于主机状态时，主机灯常亮，处于从机状态时主机灯熄灭，其他状态时主机灯闪烁，当主机为模拟调试状态时，主、从机电容自动灯闪烁，表示当前为模拟调试状态，此时投入电容时，仅指示灯改变并不实际投入电容器，在显示功率因数屏下，同时按上下键，系统进入模拟状态，此时执行投入、切除命令时，相应电容状态指示灯亮，并不执行电容投切，在模拟状态下，再次同时按上下键，退出模拟状态，手动状态仅用于测试智能电容投切功能，投入后可通过观察电容电流来判断电容是否正常，在手动状态下，按上键投入电容，按下键切除电容，在手动状态下，主机可以手动控制从机投入电容，当从自动转入手动状态时，网络中已经投入的电容将全部切除，进入设置状态的方法：在自动状态下，持续按下设置键不动，经过1秒后智能电容进入手动状态（手动灯亮），此时依然持续按下设置键不动，经过2秒后智能电容进入到设置状态（设置灯亮）。在设置状态下，按下设置键选择F1至F6设置参数，在显示F6时按下设置键将保存设置值并退回至自动状态，从机状态时，仅能设置电容容量，网络终端电阻的作用是降低网络信号反射，可大大提高通讯线的抗干扰能力，保证数据可靠性，当同一网络内连接从机电容超过5台、通讯线大于3米或附近有强干扰源时，建议闭合，当无外接控制器时，需将位于网络两端的电容上的终端电阻开关闭合，当有外接控制器时，只需要将最后一台电容上的终端电阻开关闭合，电容器本体1内部的一侧通过螺栓连接有互感器13，电容器外壳10外壁的一侧设置有控制面板2，电容器本体1内部的一侧通过螺栓连接有电抗器6，电容器本体1内部的一侧通过螺栓连接有保护装置12。

其中，电容器外壳10两侧的外壁开设有若干个散热孔5，电容器外壳10顶部的一侧通过螺栓连接有塑壳断路器3，塑壳断路器3保护电源开关与短路；电容器外壳10的材质为聚丙烯金属膜锌铝，高速芯片11采集交流电压和电流信号经运算比较控制无功自动补偿；控制面板2由显示屏17、SET键、上键、下键和LED灯18组成，电容器本体1为主机，LED灯18为自动状态时，通过上键、下键和显示屏17转换显示功率因数、电压、用电设备电流、无功功率、电容电流、谐波、设备编号；电容器本体1为从机，LED灯18为自动状态时，通过上键、下键和显示屏17转换显示电容电流和设备编号；保护装置12由永久性故障跳闸保护装置、过压、欠压、过流、缺相、谐波保护和电容器本体1内带防爆压力保护装置组成，电容器本体1通过弱点和强电分离进线；电容器本体1之间二次信号用附带的网络线直接级联，塑壳断路器3保护电源开关与短路，互感器13电网电压、用电设备的总电流、电容器的电流变换成一定比率的值提供给CPU进行计算，CPU控制主要作用是测量、无功补偿控制、通信及故障处理。测量电网电压、用电设备的总电流，经运算得出用电设备的无功功率Q和功率因数COSφ，经比较分析控制过零投切装置，投入或切除电容器，达到无功自动补偿目的。

工作原理：使用时，智能电容由塑壳断路器、交流信号采样电路、CPU控制、过零投切装置、通信、自愈式电力电容器、电抗器等组成，标准化、模块化，积木式安装，发热小，增容或更换简单，塑壳断路器主要起电源开关和短路保护作用，交流信号采样电路用精密互感器将电网电压、用电设备的总电流、电容器的电流变换成一定比率的值提供给CPU进行计算，电容器为等容量时按循环投切，先投先切，非等容量按一定比列排列容量按编码方式投切。测量和监控电容器的电压、电流，当电容器电压、电流出现异常时，切除或拒投电容器，智能电容器内部配备过零投切装置，利用过零投切装置达到投入时无涌流，切除时无拉弧，防止了投切时容易出现触点粘合，操作过电压现象。不仅是提高电容器寿命，同时减少了涌流对电网冲击和污染，智能网络CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持，智能电容器采用专用CAN隔离模块，具有节点多、抗干扰能力强等特点。可以挂接多台智能电容（纯共补50台、纯分补16台）。只要连线无错可直接联机使用，无需设置设备号，自愈式电力电容器采用聚丙烯金属膜锌铝边缘加厚技术，具有自愈性能好，容量衰减低，耐冲击能力强，寿命长，内带压力保护装置，智能电容器它将过压、欠压、过流、缺相、压力及短路跳闸等保护功能集为一体，在任何工作条件下，一直处于主动保护状态，这样可大大降低了电容器损坏率，智能电容器的过压欠压保护：监测电网电压，当电压大于过压设定值或电压低于欠压值时，则快速切除或拒投电容器。电容器在超过额定电压110%长期运行时，会使电容器内部介质加速老化，缩短电容器寿命。因此，超过过压设定时必须快速切除。电压如低于额定电压的80%，则容易出现投切不可靠或误动作，所以电容器要退出运行或拒投，过流保护:电容器一但投入运行后，一直监测电容器的电流，当电流大于额定电流的1.2倍时，则快速切除电容器。电容器的电流过大由二种原因引起的：a.有高次谐波；b.内部元件局部击穿损耗增加。有高次谐波时，其频率为工频的奇数倍，如7次谐波其频率为350Hz，由公式I=2πfCU，可知，电容器的电流与频率成正比，当7次谐波占的比例越大，其电流也就越大，高次谐波对电容器危害性很大，如不加以监测保护，容易使电容器损坏。内部元件局部击穿损耗增加会使电流增加，如不加以预防性的保护，容易使故障扩大，缺相保护:当电网电压缺相，如投入电容器，势必造成三相电流严重不平衡，所以不投或切除，压力保护:主要防止电容器在运行时发生爆炸。电容器内部发生大面击穿时会产生很大热量气体，使电容器内压力瞬时增高，当瞬时压力远远超过容器承受压力时会产生爆炸。由于过流和温度保护处理响应速度滞后，因此,在电容器内装设压力防爆装置，电容器内有两条相电压经过防爆装置的保险片再接到元件上，当发生大面积击穿时,容器内压力瞬时增大，电容器外型产生变型(通称：鼓肚)，此时防爆装置的保险片迅速被拉断，切断了电源，阻止了气体能量增加，防止了电容器发生爆炸可能。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能集成低压滤波电力电容器，包括电容器本体（1），其特征在于，所述电容器本体（1）底部的两侧均焊接有安装板（4），所述安装板（4）的一侧焊接有电容器外壳（10），所述电容器本体（1）的内部分别设置有高速芯片（11）、CPU控制器（14）、过零投切装置（15）和无功补偿装置（16），所述电容器本体（1）内部的一侧通过螺栓连接有互感器（13），所述电容器外壳（10）外壁的一侧设置有控制面板（2），所述电容器本体（1）内部的一侧通过螺栓连接有电抗器（6），所述电容器本体（1）内部的一侧通过螺栓连接有保护装置（12）。

2.根据权利要求1所述的一种智能集成低压滤波电力电容器，其特征在于，所述电容器外壳（10）两侧的外壁开设有若干个散热孔（5），所述电容器外壳（10）顶部的一侧通过螺栓连接有塑壳断路器（3）。

3.根据权利要求1所述的一种智能集成低压滤波电力电容器，其特征在于，所述电容器外壳（10）的材质为聚丙烯金属膜锌铝，所述高速芯片（11）采集交流电压和电流信号经运算比较控制无功自动补偿。

4.根据权利要求1所述的一种智能集成低压滤波电力电容器，其特征在于，所述控制面板（2）由显示屏（17）、SET键、上键、下键和LED灯（18）组成，所述电容器本体（1）为主机，所述LED灯（18）为自动状态时，通过上键、下键和显示屏（17）转换显示功率因数、电压、用电设备电流、无功功率、电容电流、谐波、设备编号。

5.根据权利要求4所述的一种智能集成低压滤波电力电容器，其特征在于，所述电容器本体（1）为从机，所述LED灯（18）为自动状态时，通过上键、下键和显示屏（17）转换显示电容电流和设备编号。

6.根据权利要求1所述的一种智能集成低压滤波电力电容器，其特征在于，所述保护装置（12）由永久性故障跳闸保护装置、过压、欠压、过流、缺相、谐波保护和电容器本体（1）内带防爆压力保护装置组成，所述电容器本体（1）通过弱点和强电分离进线。

7.根据权利要求2所述的一种智能集成低压滤波电力电容器，其特征在于，所述电容器本体（1）之间二次信号用附带的网络线直接级联，所述塑壳断路器（3）保护电源开关与短路，所述互感器（13）电网电压、用电设备的总电流、电容器的电流变换成一定比率的值提供给CPU进行计算。

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