專利名稱：智能低壓電力電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電容器，尤其是一種智能低壓電力電容器。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，電力需求越來越大，配電網(wǎng)面積越來越廣，尤其是低壓配電網(wǎng) 中，用戶多樣，負(fù)荷復(fù)雜。低壓電網(wǎng)中無功損耗也越來越大，影響電網(wǎng)質(zhì)量，損耗了大量有 限能源。目前我國倡形節(jié)能減排政策，加強(qiáng)和改善電網(wǎng)的無功補(bǔ)償狀況對于減少電能損耗， 提高電壓質(zhì)量等具有非常重要的意義。隨著我我國國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，尤其是國家出臺并 實(shí)施4萬億可持續(xù)性發(fā)展計劃，我國輸變電行業(yè)將獲得空前發(fā)展，對低壓輸電中無功補(bǔ)償 裝置的需求將急劇增加，特別是對具有智能化的帶有無功補(bǔ)償裝置的電容器需求也相應(yīng)增 加。傳統(tǒng)帶有無功補(bǔ)償裝置的電容器主要采用機(jī)械式觸點(diǎn)投切開關(guān)、低壓電容器、熱 繼電器、熔斷器等構(gòu)成投切電路，但機(jī)械式觸點(diǎn)投切開關(guān)中，三相開關(guān)在隨機(jī)不確定的電網(wǎng) 電壓點(diǎn)投切低壓電容器，電流沖擊大，最少數(shù)倍的額定電流，引起電網(wǎng)電壓畸變。有時還出 現(xiàn)合閘機(jī)械觸點(diǎn)彈跳，打開觸點(diǎn)重燃的危險，特別是當(dāng)觸點(diǎn)彈燃使得電容器組過電壓，損壞 電容器，容易造成事故。為了保護(hù)電路，電容器采用熔斷器和熱繼電器進(jìn)行保護(hù)，則保護(hù)單 一。如果熔斷器出現(xiàn)某一相熔斷故障，將無法自動切斷電容器，造成缺相補(bǔ)償?shù)娜毕?，熱繼 電器僅靠雙金屬片受熱彎曲來工作，靈敏度不高，常出現(xiàn)不能及時切除右故障的電容器，后 果嚴(yán)重。其中，傳統(tǒng)電容器中無功補(bǔ)償裝置機(jī)械式觸點(diǎn)投切開關(guān)一旦投入后都是靠熱繼電 器線圈保持得電狀態(tài)，故自身功耗大，易發(fā)熱，浪費(fèi)電能和影響接觸器的使用壽命。因此，配 有傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置的電容器的電網(wǎng)存在無功補(bǔ)償不足，無功裝置故障率高，自身功耗大， 會產(chǎn)生諧波而對電網(wǎng)造成污染，電容器補(bǔ)償裝置使用壽命短，接線多，不易維護(hù)的缺點(diǎn)。另 外，傳統(tǒng)智能式低壓電力電容器是通過將一些獨(dú)立的熔斷器、繼電器、復(fù)合控制開關(guān)和電力 電容器組合而成一個整體，這樣導(dǎo)致的結(jié)果是整體體積大，一定規(guī)格的配電箱內(nèi)所能安設(shè) 的數(shù)量有限，大大提高了所占空間，降低了工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種體積小，能耗低，反應(yīng)敏感，安全，節(jié) 約成本，便于維護(hù)的智能低壓電力電容器。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種智能低壓電力電容器，包括有 低壓電容器和繼電器，其特征是還包括有低壓電路板、高壓電路板、可控硅、單片機(jī)、以及 設(shè)于低壓電路板上的檢測電路和驅(qū)動電路，單片機(jī)安設(shè)于低壓電路板上并與檢測電路和驅(qū) 動電路相連通，繼電器和可控硅安設(shè)于高壓電路板上，高壓電路板固定于電容器上并與電 容器構(gòu)成電聯(lián)接，低壓電路板固定于高壓電路板上并與高壓電路板構(gòu)成電聯(lián)接，所述檢測 電路包括有分別與單片機(jī)連通的A相檢測電路、B相檢測電路和C相檢測電路，驅(qū)動電路包 括有分別與單片機(jī)連通的A相繼電器驅(qū)動電路、B相可控硅驅(qū)動電路、B相繼電器驅(qū)動電路、C相可控硅驅(qū)動電路和C相繼電器驅(qū)動電路，繼電器包括有A相繼電器、B相繼電器和C相 繼電器，可控硅包括有B相可控硅和C相可控硅，由外部接入的三相電源包括A相、B相、C 相，A相經(jīng)A相檢測電路和A相繼電器連通，A相繼電器連通和A相繼電器驅(qū)動電路連通，B 相經(jīng)B相檢測電路和B相可控硅連通，B相可控硅和B相繼電器連通，B相可控硅和B相繼 電器分別與B相可控硅驅(qū)動電路和B相繼電器驅(qū)動電路連通，C相經(jīng)C相檢測電路和C相 可控硅連通，C相可控硅和C相繼電器連通，C相可控硅和C相繼電器分別與C相可控硅驅(qū) 動電路和C相繼電器驅(qū)動電路連通。采用上述技術(shù)方案，由于低壓電路板和高壓電路板的設(shè)置，使得整體更加緊湊，體 積變小，方便安裝和搬運(yùn)。其中，通過檢測電路的檢測，可實(shí)現(xiàn)在電壓過零的時候才將可控 硅投入，從而避免了涌流，而當(dāng)穩(wěn)定后，在用繼電器吸合導(dǎo)通，切出可控硅，由于繼電器的主 回路接觸電阻小，功耗小，不發(fā)熱且沒有任何諧波產(chǎn)生；切出時，將可控硅投入，繼電器切 出，可控硅導(dǎo)通信號撤銷，利用可控硅電流過零關(guān)斷的特性，實(shí)現(xiàn)電流過零自動關(guān)斷。由于 可控硅和繼電器的反應(yīng)能耗低，速度快，穩(wěn)定性好，故滿足了本發(fā)明低能耗，反應(yīng)敏感，因此 整體結(jié)構(gòu)簡單，成本低，安全性高，以及便于維護(hù)。本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置為所述繼電器均為磁保持繼電器。采用上述技術(shù)方案，磁保持繼電器能通過自身的永久磁鋼而保持常閉或常開狀 態(tài)，故不需要額外的電能維持，同時也不會因線圈的通電而產(chǎn)生熱能流失，從而進(jìn)一步降低 了本發(fā)明的能耗。本發(fā)明的再進(jìn)一步設(shè)置為所述電容器上還設(shè)有支架，高壓電路板固定于支架上 并與電容器構(gòu)成電聯(lián)接，低壓電路板上還設(shè)有分別與單片機(jī)連通的大功率元件檢測電路、 缺相檢測電路和開關(guān)工作狀態(tài)顯示電路。采用上述技術(shù)方案，高壓電路板通過支架與電容器固定，提高了高壓電路板工作 時的穩(wěn)定性；大功率元件檢測電路可檢測大功率元件的工作狀態(tài)并進(jìn)行及時的反饋，缺相 檢測電路可檢測電壓輸入端的情況，從而通過單片機(jī)做出相對應(yīng)的反饋，開關(guān)工作狀態(tài)顯 示電路可與外部指示燈連接，從而能夠直觀、便捷的顯示本發(fā)明的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān) 控。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的原理框圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、2、3所示，本實(shí)施例包括有低壓電容器1、低壓電路板2、高壓電路板3、蓋設(shè) 于低壓電容器1外部的蓋體4、焊接于低壓電路板2上的單片機(jī)21、以及焊接與高壓電路板 3上的磁保持繼電器31和可控硅32，低壓電容器1上設(shè)有支架11，高壓電路板3架設(shè)于支 架11上并與電容器1通過導(dǎo)線構(gòu)成電聯(lián)接，低壓電路板2垂直固定于高壓電路板3上并與 高壓電路板3構(gòu)成電聯(lián)接。在低壓電路板2上焊設(shè)有多個功能不同的電路，包括有與單片
4機(jī)21連接的檢測電路和驅(qū)動電路，檢測電路包括有分別與單片機(jī)21連通的A相檢測電路 221、B相檢測電路222和C相檢測電路223，驅(qū)動電路包括有分別與單片機(jī)21連通的A相 繼電器驅(qū)動電路231、B相可控硅驅(qū)動電路234、B相繼電器驅(qū)動電路232、C相可控硅驅(qū)動 電路235和C相繼電器驅(qū)動電路233，磁保持繼電器31包括有A相繼電器311、B相繼電器 312和C相繼電器313，所述可控硅32包括有B相可控硅321和C相可控硅322。本發(fā)明 中的智能低壓電力電容器主要應(yīng)用于高壓輸電中的是進(jìn)行無功補(bǔ)償，因此由外部接入的電 源多為三相電源，而三相電源包括A相、B相、C相，其中A相經(jīng)A相檢測電路221和A相繼 電器連通311，A相繼電器連通311和A相繼電器驅(qū)動電路231連通，B相經(jīng)B相檢測電路 222和B相可控硅321連通，B相可控硅321 —端和B相繼電器312連通，B相可控硅321 和B相繼電器312分別與B相可控硅驅(qū)動電路234和B相繼電器驅(qū)動電路232連通，C相 經(jīng)C相檢測電路223和C相可控硅322連通，C相可控硅322和C相繼電器313連通，C相 可控硅322和C相繼電器313分別與C相可控硅驅(qū)動電路235和C相繼電器驅(qū)動電路233 連通。另外，在低壓電路板2上還設(shè)有分別與單片機(jī)21連通的大功率元件檢測電路24、缺 相檢測電路25和開關(guān)工作狀態(tài)顯示電路26，蓋體4上設(shè)有兩盞指示燈41，指示燈41均與 開關(guān)工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)電路連接，由此分別顯示運(yùn)行和故障狀態(tài)時的指示。如圖3所示，首先完成單片機(jī)21各管腳及各寄存器初始化，控制信號為接通，如果 是已接通狀態(tài)，至程序開始處，如未接通狀態(tài)，則投入A相繼電器311，檢測B相電壓過零時 間，并在過零時投入B相可控硅，檢測C相電壓過零時間，并在過零時投入B相可控硅，投入 B、C相繼電器(312、313)，撤出B、C相可控硅(321、322)，至程序開始處；控制信號為關(guān)，要 求開關(guān)關(guān)斷，如是已接通狀態(tài)，則到程序開始處，如不是已關(guān)斷狀態(tài)，則投入B、C相可控硅 (321、322)，切出B、C相繼電器(312、313)，關(guān)斷可控硅32，讓可控硅32電流過零自動關(guān)斷， 延時一段時間后，切出A相繼電器311，至程序開始處。本發(fā)明中，通過檢測電路的檢測，可實(shí)現(xiàn)在電壓過零的時候才將可控硅投入，從而 避免了涌流，而當(dāng)穩(wěn)定后，在用磁保持繼電器31吸合導(dǎo)通，切出可控硅32，由于磁保持繼電 器31的主回路接觸電阻小，功耗小，不發(fā)熱且沒有任何諧波產(chǎn)生；切出時，將可控硅32投 入，磁保持繼電器31切出，可控硅32導(dǎo)通信號撤銷，利用可控硅32電流過零關(guān)斷的特性， 實(shí)現(xiàn)電流過零自動關(guān)斷。由于可控硅32和磁保持繼電器31的反應(yīng)能耗低，速度快，穩(wěn)定性 好，故滿足了本發(fā)明低能耗，反應(yīng)敏感，產(chǎn)品壽命周期長，成本成倍降低，安全性得到了大大 提高，以及便于維護(hù)。其中，磁保持繼電器31內(nèi)銜鐵由永磁體吸持，電路接通后能保持常閉 或常開狀態(tài)，故不需要額外的電能維持，由此更不會因線圈的通電而產(chǎn)生熱能流失，從而進(jìn) 一步降低了本發(fā)明的能耗。本發(fā)明采用電路板集成的方式，通過低、高壓電路板(2、3 )以便 對不同電路和元器件分開設(shè)置，且將傳統(tǒng)電容器上的線路布置集成一體，從而使得本發(fā)明 整體更加緊湊，相對傳統(tǒng)的組柜式設(shè)置，同容量體積比傳統(tǒng)自動補(bǔ)償裝置減少了 50%左右， 也就是節(jié)約了 50%的空間，方便安裝和運(yùn)輸。另外，大功率元件檢測電路24可檢測大功率 元件的工作狀態(tài)并進(jìn)行及時的反饋，缺相檢測電路25可檢測電壓輸入端的情況，從而通過 單片機(jī)21做出相對應(yīng)的反饋，開關(guān)工作狀態(tài)顯示電路26可與外部指示燈41連接，從而能 夠直觀、便捷的顯示本發(fā)明的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控。本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式，凡 采用同等替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種智能低壓電力電容器，包括有低壓電容器和繼電器，其特征是還包括有低壓電路板、高壓電路板、可控硅、單片機(jī)、以及設(shè)于低壓電路板上的檢測電路和驅(qū)動電路，單片機(jī)安設(shè)于低壓電路板上并與檢測電路和驅(qū)動電路相連通，繼電器和可控硅安設(shè)于高壓電路板上，高壓電路板固定于電容器上并與電容器構(gòu)成電聯(lián)接，低壓電路板固定于高壓電路板上并與高壓電路板構(gòu)成電聯(lián)接，所述檢測電路包括有分別與單片機(jī)連通的A相檢測電路、B相檢測電路和C相檢測電路，驅(qū)動電路包括有分別與單片機(jī)連通的A相繼電器驅(qū)動電路、B相可控硅驅(qū)動電路、B相繼電器驅(qū)動電路、C相可控硅驅(qū)動電路和C相繼電器驅(qū)動電路，繼電器包括有A相繼電器、B相繼電器和C相繼電器，可控硅包括有B相可控硅和C相可控硅，由外部接入的三相電源包括A相、B相、C相，A相經(jīng)A相檢測電路和A相繼電器連通，A相繼電器連通和A相繼電器驅(qū)動電路連通，B相經(jīng)B相檢測電路和B相可控硅連通，B相可控硅和B相繼電器連通，B相可控硅和B相繼電器分別與B相可控硅驅(qū)動電路和B相繼電器驅(qū)動電路連通，C相經(jīng)C相檢測電路和C相可控硅連通，C相可控硅和C相繼電器連通，C相可控硅和C相繼電器分別與C相可控硅驅(qū)動電路和C相繼電器驅(qū)動電路連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能低壓電力電容器，其特征是所述繼電器均為磁保持繼 電器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能低壓電力電容器，其特征是所述電容器上還設(shè)有 支架，高壓電路板固定于支架上并與電容器構(gòu)成電聯(lián)接，低壓電路板上還設(shè)有分別與單片 機(jī)連通的大功率元件檢測電路、缺相檢測電路和開關(guān)工作狀態(tài)顯示電路。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種智能低壓電力電容器，包括低壓電容器、繼電器、低壓電路板、高壓電路板、可控硅、單片機(jī)、以及設(shè)于低壓電路板上的檢測電路和驅(qū)動電路，單片機(jī)安設(shè)于低壓電路板上，繼電器和可控硅安設(shè)于高壓電路板上，高壓電路板固定于電容器上并與電容器構(gòu)成電聯(lián)接，低壓電路板固定于高壓電路板上并與高壓電路板構(gòu)成電聯(lián)接，外部三相電源A相、B相和C相分別與檢測電路連通，A相、B相和C相上的繼電器或可控硅分別與相應(yīng)的可控硅驅(qū)動電路和繼電器驅(qū)動電路連通，B相和C相檢測電路和可控硅連通，且B相和C相可控硅和繼電器連通。此發(fā)明實(shí)現(xiàn)當(dāng)電壓過零的時將可控硅投入，從而避免了涌流，智能低壓電力電容器能耗低，反應(yīng)敏感，安全等特點(diǎn)。
文檔編號H02J13/00GK101986499SQ20101056056
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者張睿, 趙雷, 陳翔 申請人:浙江大榮電氣有限公司