專利名稱：等位式智能電容器組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力低壓配網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種等位式智能電容器組。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置一般采用單個(gè)智能電容器內(nèi)的主控中心作為控制單元，并由該控制單元控制其它處于同時(shí)運(yùn)行的智能電容器，因系統(tǒng)只有一個(gè)控制單元，一旦控制單元出現(xiàn)異?；蚱渌鼏栴}時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)將無法工作，處于癱瘓狀態(tài)。即使每個(gè)智能電容器內(nèi)均設(shè)有各種保護(hù)電路，當(dāng)控制單元失去作用時(shí)，其所有的保護(hù)功能也均失去了原有的意義。再者，智能電容器在高溫或者大電流頻繁沖擊時(shí)極易發(fā)生炸裂或漏液現(xiàn)象，即使是改進(jìn)的石蠟型或自恢復(fù)電容器在這種情況下，容量也會(huì)迅速的衰減甚至失效，因此，智能電容的使用壽命會(huì)大大降低，也給系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作留下了一定的安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供了一種每個(gè)智能電容器既能作為主機(jī)又能作為從機(jī)、使用壽命長(zhǎng)的等位式智能電容器組。為解決上述問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種等位式智能電容器組，所述等位式智能電容器組包括多個(gè)處于同時(shí)運(yùn)行的智能電容器，每個(gè)智能電容器內(nèi)設(shè)有主控中心、用于接收或發(fā)送運(yùn)行中各智能電容器控制指令的指令收發(fā)電路、電流采樣電路、過溫掉電保護(hù)電路、用于連接三相線的三路驅(qū)動(dòng)投切電路和電容器，主控中心分別與指令接收電路、電流采樣電路、過溫掉電保護(hù)電路和和三路驅(qū)動(dòng)投切電路相連，三路驅(qū)動(dòng)投切電路分別與對(duì)應(yīng)的電容器相連，各智能電容器通過各自的指令收發(fā)電路相連；所述驅(qū)動(dòng)投切電路包括光耦隔離器、整流二極管、電阻和同步開關(guān)，光耦隔離器的第一輸出管腳與三相線中的一相線相連，第二輸出管腳接地，光耦隔離器的第一輸入管腳和第二輸入管腳上并聯(lián)有反向的整流二極管，光耦隔離器的第一輸入管腳通過電阻與電容相連，電阻與電容的連接處與光耦隔離器的第二輸入管腳之間連接有同步開關(guān)，同步開關(guān)與主控中心相連。本實(shí)用新型適用于系統(tǒng)中存在多個(gè)智能電容器同時(shí)運(yùn)行的狀態(tài)下，換句話說，本實(shí)用新型是對(duì)智能電容器彼此間的通訊方式進(jìn)行組網(wǎng)，并采用等位式循環(huán)通訊方式。其中，等位式是指系統(tǒng)中每一個(gè)智能電容器均處于同一級(jí)別，所有運(yùn)行中智能電容器中的任意一個(gè)為主機(jī)時(shí)，則該主機(jī)通過指令收發(fā)電路發(fā)送控制指令到其它智能電容器中，一旦任意智能電容器的指令收發(fā)電路接收到控制指令，則指令收發(fā)電路將配置信號(hào)傳送到主控中心，主控中心接收并配置該智能電容器為從機(jī)。主機(jī)可以根據(jù)網(wǎng)內(nèi)的所有智能電容器按照容量進(jìn)行分組、分序列排序，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的投切狀況進(jìn)行循環(huán)投切，主機(jī)也可根據(jù)預(yù)設(shè)工作時(shí)間進(jìn)行循環(huán)投切，避免某個(gè)智能電容器長(zhǎng)時(shí)間疲勞工作而損壞。當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障或規(guī)定時(shí)間內(nèi)從機(jī)沒有接收到主機(jī)的指令，系統(tǒng)會(huì)按照地址號(hào)最低的從機(jī)升級(jí)為主機(jī)重新進(jìn)行組網(wǎng)排序，以此類推。[0007]采用的同步開關(guān)是通過相位角技術(shù)進(jìn)行過零投切，實(shí)現(xiàn)投入無涌流切除無拉弧的技術(shù)指標(biāo)。這樣能提聞機(jī)械開關(guān)的可罪性，提聞電容器的使用壽命。相比較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的等位式智能電容器組根據(jù)預(yù)設(shè)將每一個(gè)智能電容器配置為主機(jī)或從機(jī)，同時(shí)，主機(jī)和從機(jī)的角色可互換，靈活性高，避免了現(xiàn)有技術(shù)中因控制單元故障而造成系統(tǒng)癱瘓的問題，具有使用壽命長(zhǎng)、體積小、功耗低、無功補(bǔ)償精細(xì)、運(yùn)行可靠性高和便于維護(hù)的特點(diǎn)。優(yōu)選地，所述智能電容器內(nèi)還設(shè)有按鍵顯示電路和主板接口電路，主板接口電路連接在三路驅(qū)動(dòng)投切電路與主控中心之間，按鍵顯示電路與主板接口電路相連。優(yōu)選地，所述智能電容器內(nèi)還設(shè)有過諧波保護(hù)電路，過諧波保護(hù)電路與主控中心相連。優(yōu)選地，所述指令收發(fā)電路與指令收發(fā)電路之間通過RS485接口相連。優(yōu)選地，所述主控中心為DSP控制芯片，主控中心內(nèi)設(shè)有主控單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、諧波檢測(cè)單元和存儲(chǔ)單元，主控單元分別與A/D轉(zhuǎn)換單元、諧波檢測(cè)單元和存儲(chǔ)單元相連，A/D轉(zhuǎn)換單元分別與諧波檢測(cè)單元、存儲(chǔ)單元、電流采樣電路和過溫掉電保護(hù)電路相連。

圖1是本實(shí)用新型等位式智能電容器組的電路原理框圖。圖2是本實(shí)用新型等位式智能電容器組中各智能電容器的電路原框圖。圖3是本實(shí)用新型等位式智能電容器組中驅(qū)動(dòng)投切電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的等位式智能電容器組包括N個(gè)處于同時(shí)運(yùn)行的智能電容器，在圖1中分別標(biāo)識(shí)為I號(hào)智能電容器、2號(hào)智能電容器、3號(hào)智能電容器和N號(hào)智能電容器，各個(gè)智能電容器之間彼此互聯(lián)，即各個(gè)智能電容器之間彼此通訊連接。參照?qǐng)D2，每個(gè)智能電容器內(nèi)設(shè)有主控中心、用于接收或發(fā)送運(yùn)行中各智能電容器控制指令的指令收發(fā)電路、電流采樣電路、過溫掉電保護(hù)電路、用于連接三相線的三路驅(qū)動(dòng)投切電路、電容器、按鍵顯示電路、主板接口電路和過諧波保護(hù)電路。主控中心分別與主板接口電路、過溫掉電保護(hù)電路、電流采樣電路和過諧波保護(hù)電路相連，用于控制各路的輸入輸出和數(shù)據(jù)處理；主板接口電路分別與指令收發(fā)電路、三路驅(qū)動(dòng)投切電路和按鍵顯示電路相連，主板接口用于傳遞主控中心發(fā)出的控制指令；三路驅(qū)動(dòng)投切電路分別為A相驅(qū)動(dòng)投切電路、B相驅(qū)動(dòng)投切電路和C相驅(qū)動(dòng)投切電路，每路驅(qū)動(dòng)投切電路上均連接有電容器。主控中心為DSP控制芯片，主控中心內(nèi)設(shè)有主控單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、諧波檢測(cè)單元和存儲(chǔ)單元，主控單元分別與A/D轉(zhuǎn)換單元、諧波檢測(cè)單元和存儲(chǔ)單元相連，A/D轉(zhuǎn)換單元分別與諧波檢測(cè)單元、存儲(chǔ)單元、電流采樣電路、過溫掉電保護(hù)電路和諧波保護(hù)電路相連，主控單元與主板接口電路相連，諧波檢測(cè)單元用于諧波檢測(cè)和記錄。各智能電容器通過各自的指令收發(fā)電路彼此相連，指令收發(fā)電路與指令收發(fā)電路之間通過RS485接口相連，使各個(gè)智能電容器彼此間收發(fā)控制信號(hào)。[0019]參照?qǐng)D3，各相的驅(qū)動(dòng)投切電路包括光耦隔離器U1、整流二極管D1、電阻R1、電阻R2和同步開關(guān)K1。光I禹隔離器Ul的第一輸出管腳a與三相線中的一相線相連,第二輸出管腳b接地，光耦隔離器Ul的第一輸入管腳e和第二輸入管腳d上并聯(lián)有反向的整流二極管Dl，整流二極管Dl與光耦隔離器Ul中的發(fā)光二極管反向，光耦隔離器Ul的第一輸入管腳e通過電阻Rl與電容器C相連，電阻Rl上并聯(lián)有電阻R2。電阻Rl與電容器C的連接處與光耦隔離器Ul的第二輸入管腳d之間連接有同步開關(guān)K1，同步開關(guān)Kl的控制端f和d均與主板接口電路相連。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)在電壓過零的時(shí)候才將同步開關(guān)投入，從而避免了涌流；當(dāng)電壓穩(wěn)定后，使磁保持繼電器吸合導(dǎo)通，切出同步開關(guān)，磁保持繼電器的主回路接觸電阻小，功耗小，不發(fā)熱也沒有任何諧波產(chǎn)生；切出時(shí)，將同步開關(guān)投入，磁保持繼電器切出，同步開關(guān)導(dǎo)通信號(hào)撤銷，利用同步開關(guān)電流過零關(guān)斷的特性，實(shí)現(xiàn)電流過零自動(dòng)關(guān)斷。由于同步開關(guān)和磁保持繼電器能耗低，速度快，穩(wěn)定性好，故滿足了本實(shí)用新型低能耗，反應(yīng)敏感，產(chǎn)品壽命周期長(zhǎng)，成本成倍降低的特點(diǎn)，使本實(shí)用新型的安全性得到了大大提高。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)過溫或過諧波情況導(dǎo)致設(shè)備故障時(shí)，主控中心發(fā)出報(bào)警信息，控制切斷工作電路保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，使系統(tǒng)的運(yùn)行安全可靠性更高。同步開關(guān)通過相位角技術(shù)進(jìn)行過零投切，實(shí)現(xiàn)投入無涌流切除無拉弧的技術(shù)指標(biāo)，這樣能提高機(jī)械開關(guān)的可靠性，提高電容器的使用壽命。本實(shí)用新型在工作時(shí)，首先完成主控中心的自檢、檢測(cè)電流采樣電路及指令收發(fā)電路是否正常，如果是正常，諧波檢測(cè)單元檢測(cè)電網(wǎng)的功率因數(shù)及功率計(jì)算。如果功率因數(shù)未達(dá)到預(yù)設(shè)值，而且還有共補(bǔ)電容未投切則首先進(jìn)行共補(bǔ)電容投切，如果共補(bǔ)電容已經(jīng)投完，則進(jìn)行分補(bǔ)電容投切，按照從容量大到容量小的投切順序進(jìn)行，首先用同步開關(guān)過零點(diǎn)進(jìn)行投切，5秒后投入繼電器。當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)值停止投切，進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)，如果網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷降低進(jìn)行反序切斷，先切斷小容量的電容，再切斷大容量電容，切斷時(shí)也是先進(jìn)行同步開關(guān)零點(diǎn)切入斷開繼電器，斷開同步開關(guān)。本實(shí)用新型適用于系統(tǒng)中存在多個(gè)智能電容器同時(shí)運(yùn)行的狀態(tài)下，換句話說，本實(shí)用新型是對(duì)智能電容器彼此間的通訊方式進(jìn)行組網(wǎng)，并采用等位式循環(huán)通訊方式。其中，等位式是指系統(tǒng)中每一個(gè)智能電容器均處于同一級(jí)別，所有運(yùn)行中的智能電容器中的任意一個(gè)為主機(jī)時(shí)，則該主機(jī)通過指令收發(fā)電路發(fā)送控制指令到其它智能電容器中，一旦任意智能電容器接收到控制指令，則配置該智能電容器為從機(jī)。主機(jī)可以根據(jù)網(wǎng)內(nèi)的所有智能電容器按照容量進(jìn)行分組、分序列排序，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的投切狀況進(jìn)行循環(huán)投切，主機(jī)也可根據(jù)預(yù)設(shè)工作時(shí)間進(jìn)行循環(huán)投切，避免某個(gè)智能電容器長(zhǎng)時(shí)間疲勞工作而損壞。當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障規(guī)定時(shí)間內(nèi)從機(jī)沒有接收到主機(jī)的指令，系統(tǒng)會(huì)按照地址號(hào)最低的從機(jī)升級(jí)為主機(jī)重新進(jìn)行組網(wǎng)排序，以此類推。上述說明中，凡未加特別說明的，均采用現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.一種等位式智能電容器組，其特征在于，所述等位式智能電容器組包括多個(gè)處于同時(shí)運(yùn)行的智能電容器，每個(gè)智能電容器內(nèi)設(shè)有主控中心、用于接收或發(fā)送運(yùn)行中各智能電容器控制指令的指令收發(fā)電路、電流采樣電路、過溫掉電保護(hù)電路、用于連接三相線的三路驅(qū)動(dòng)投切電路和電容器，主控中心分別與指令接收電路、電流采樣電路、過溫掉電保護(hù)電路和三路驅(qū)動(dòng)投切電路相連，三路驅(qū)動(dòng)投切電路分別與對(duì)應(yīng)的電容器相連，各智能電容器通過各自的指令收發(fā)電路相連； 所述驅(qū)動(dòng)投切電路包括光耦隔離器、整流二極管、電阻和同步開關(guān)，光耦隔離器的第一輸出管腳與三相線中的一相線相連，第二輸出管腳接地，光耦隔離器的第一輸入管腳和第二輸入管腳上并聯(lián)有反向的整流二極管，光耦隔離器的第一輸入管腳通過電阻與電容相連，電阻與電容的連接處與光稱隔尚器的第二輸入管腳之間連接有同步開關(guān)，同步開關(guān)與主控中心相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等位式智能電容器組，其特征在于，所述智能電容器內(nèi)還設(shè)有按鍵顯示電路和主板接口電路，主板接口電路連接在三路驅(qū)動(dòng)投切電路與主控中心之間，按鍵顯示電路與主板接口電路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等位式智能電容器組，其特征在于，所述智能電容器內(nèi)還設(shè)有過諧波保護(hù)電路，過諧波保護(hù)電路與主控中心相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等位式智能電容器組，其特征在于，所述指令收發(fā)電路與指令收發(fā)電路之間通過RS485接口相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等位式智能電容器組，其特征在于，所述主控中心為DSP控制芯片，主控中心內(nèi)設(shè)有主控單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、諧波檢測(cè)單元和存儲(chǔ)單元，主控單元分別與A/D轉(zhuǎn)換單元、諧波檢測(cè)單元和存儲(chǔ)單元相連，A/D轉(zhuǎn)換單元分別與諧波檢測(cè)單元、存儲(chǔ)單元、電流采樣電路和過溫掉電保護(hù)電路相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種等位式智能電容器組，包括多個(gè)處于同時(shí)運(yùn)行的智能電容器，每個(gè)智能電容器內(nèi)設(shè)有主控中心、指令收發(fā)電路、電流采樣電路、過溫掉電保護(hù)電路、三路驅(qū)動(dòng)投切電路和電容器，主控中心分別與指令接收電路、電流采樣電路、過溫掉電保護(hù)電路和和三路驅(qū)動(dòng)投切電路相連，三路驅(qū)動(dòng)投切電路分別與對(duì)應(yīng)的電容器相連，各智能電容器通過各自的指令收發(fā)電路相連；所述驅(qū)動(dòng)投切電路包括光耦隔離器、整流二極管、電阻和同步開關(guān)。本實(shí)用新型根據(jù)預(yù)設(shè)將每一個(gè)智能電容器配置為主機(jī)或從機(jī)，同時(shí)，主機(jī)和從機(jī)的角色可互換，靈活性高，具有使用壽命長(zhǎng)、體積小、功耗低、無功補(bǔ)償精細(xì)、運(yùn)行可靠性高和便于維護(hù)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J3/18GK203071581SQ20132006115
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者黃海宇, 王莉, 馬慶華, 樓科 申請(qǐng)人:杭州得誠電力科技有限公司