一种智能电容补偿装置及电容投切方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能电容补偿装置，包括智能测控单元、电容投切开关、控制器以及补偿电容；所述智能测控单元与控制器通信连接，所述控制器输出端与电容投切开关相连，所述智能测控单元、电容投切开关以及补偿电容安装固定在绝缘箱内，所述电容投切开关包括检测电路和磁保持继电器，所述检测电路包括电压互感器、电流互感器以及防冲击电容，所述电压互感器输入端、电流互感器输入端以及防冲击电容相互串联。本发明专利技术通过智能测控单元对电网系统的电参数进行采集并计算功率因数，根据功率因数的实际值通过电容投切开关实现补偿电容过零投切，杜绝传统补偿装置在投切过程中出现的涌流拉弧现象，提高本装置使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种智能电容补偿装置及电容投切方法
本专利技术涉及电力电路领域，更具体地说设计一种智能电容补偿装置以及电容投切方法。
技术介绍
电学领域中功率因数这个参数用于衡量一个电气系统效率的高低，功率因数低证明系统中用于建立电场和磁场的能量高，即系统中的无功功率高。电网系统中电动机和变压器等常规配备的装置属于感性负载，因此电网系统在运行过程中需要向这些感性负载提供无功功率。本领域中补偿电网系统无功功率，提高系统功率因数的技术手段，从原理上来说主要是并联电容器，而实际操作中就是利用无功功率控制器控制电容补偿装置的投切数量，实现无功功率的补偿操作。但是现有的电容补偿装置的投切过程只依靠机械部件进行操作，因此现有的电容补偿装置及其外围组件所形成的补偿系统中存在接线复杂，占用空间大等缺点，同时更为严重的是电容补偿装置在投切过程中容易出现涌流和电弧现象，对装置带来较大的损害，装置容易失效，降低装置的使用寿命。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种智能电容补偿装置及其电容投切方法。本专利技术解决其技术问题的解决方案是：一种智能电容补偿装置，包括：智能测控单元：用于检测电网系统的电参数，计算电网系统功率因数的；电容投切开关：用于执行补偿电容的投切操作；控制器以及补偿电容；所述智能测控单元与控制器通信连接，所述控制器输出端与电容投切开关相连，所述智能测控单元、电容投切开关以及补偿电容安装固定在绝缘箱内，所述电容投切开关包括检测电路以及用于控制补偿电容投切的磁保持继电器，所述检测电路串接在火线及零线之间，所述检测电路包括电压互感器、电流互感器以及防冲击电容，所述电压互感器输入端、电流互感器输入端以及防冲击电容相互串联，所述电压互感器的输出端以及电流互感器的输出端分别与控制器输入端相连，所述磁保持继电器输入端与控制器输出端相连。作为上述技术方案的进一步改进，所述智能测控单元包括采集芯片，所述采集芯片型号是CS5460A。作为上述技术方案的进一步改进，还包括有保护单元，所述保护单元包括温度检测模块以及断相检测模块，所述温度检测模块输出端与控制器输入端相连，断相检测模块与磁保持继电器输入端相连。作为上述技术方案的进一步改进，所述温度检测模块包括型号为STLM75温度传感器。作为上述技术方案的进一步改进，所述断相检测模块包括单相电源取样电路、基准电源、比较电路、放电电路以及触发电路，所述单相电源取样电路输入端与单相电源接口相连，所述单相电源取样电路输出端与比较电路的输入端相连，所述信号输入接口与基准电源输入端相连，所述基准电源的输出端分别与单相电源取样电路以及比较电路相连，所述比较电路的输出端分别与触发电路的输入端以及放电电路的输入端相连，所述电容投切开关分别与放电电路以及触发电路相连。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过智能测控单元对电网系统的电参数进行采集并计算功率因数，根据功率因数的实际值通过电容投切开关实现补偿电容过零投切，杜绝传统补偿装置在投切过程中出现的涌流拉弧现象，提高本装置使用寿命，另外本专利技术集成度高，便于接线安装，同时将智能测控单元、电容投切开关以及补偿电容都安装在一个绝缘箱内，减少占有空间。一种智能电容补偿装置的电容投切方法，包括以下步骤：步骤A：设定补偿电容的投入门限以及切除门限，所述投入门限小于切除门限，设定电网系统不同视在功率下无功功率极限值，设定检测周期；步骤B：启动定时，定时时间与检测周期相对应；步骤C：采集电网系统中的电参数，计算电网系统的功率因数、视在功率和无功功率，所述功率因数和无功功率由采集芯片CS5460A计算所得；步骤D：判断电网系统功率因数是否大于0且小于投入门限，如果是，投入一组补偿电容，判断电网系统功率因数是否大于切除门限且小于0，如果是，切除一种补偿电容；若电网系统功率因数大于投入门限，判断电网系统无功功率是否大于当前视在功率条件下无功功率极限值，如果是，投入一组补偿电容，若电网系统功率因数小于切除门限，判断电网系统无功功率是否大于当前视在功率条件下无功功率极限值，如果是，切除一组补偿电容；步骤E：等待定时结束，返回步骤B。作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤A中，还需要设置补偿电容允许运行的最高温度极限值，过电压保护门限以及欠电流封锁门限。作为上述技术方案的进一步改进，还包括步骤F，电容补偿装置运行条件自检测，所述步骤F可设置在步骤A之后任何位置。作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤F包括：F01：采集补偿电容当前温度，若补偿电容当前温度大于温度极限值，切除该补偿电容；F02：判断电网系统是否出现断电现象，如果是，切除所有补偿电容；F03：判断补偿电容两端电压是否大于过电压保护门限，如果是，切除该补偿电容；F04：判断电网系统输入电流是否小于欠电流封锁门限，如果是，停止补偿电容的投切操作。作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤D中，还包括采集电网系统输入端的电压电流瞬时值；若进行补偿电容投入操作，在输入电压瞬时值最高点处向磁保持继电器输入端加入第一脉冲电信号；若需要进行补偿电容切除操作，在输入电流瞬时值最高点处向磁保持继电器输入端加入第二脉冲电信号；所述第一脉冲电信号与第二脉冲电信号幅值相同，极性相反，所述第一脉冲电信号与第二脉冲电信的脉冲宽度大于输入电压和输入电流的1/4周期。本专利技术补偿电容投切方法有益效果是：本方法同时根据电网系统的功率因数以及无功功率控制补偿电容的投切操作，改变现有技术中只针对功率因数或者无功功率进行投切，使电网系统运行得更加稳定，降低点亮损耗。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。图1是本专利技术的电容补偿装置整体原理框图；图2是本专利技术检测电路的原理图；图3是本专利技术绝缘箱外观结构示意图；图4是本专利技术断相检测模块的电路原理框图；图5是本专利技术断相检测模块的电路图；图6是本专利技术补偿电容投入波形图；图7是本专利技术补偿电容切除波形图；图8是本专利技术补偿电容投切方法实施例流程图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本专利技术创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。参照图1，针对现有电容补偿装置过于机械化，而导致补偿电容在投切过程中出现涌流或者电弧现象的技术问题，本专利技术创造提供一种智能电容补偿装置。本专利技术创造一种智能电容补偿装置，包括智能测控单元、电容投切开关、控制器以及补偿电容，所述智能测控单元主要用于采集电网系统的电参数并由此计算该电网系统运行时的功率因数，所述电容投切开关用于检测电网系统输入电压电流过零点信号以及实现补偿电容的投切操作。本专利技术创造主要是根据电网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能电容补偿装置，其特征在于：包括智能测控单元：用于检测电网系统的电参数，计算电网系统功率因数的；电容投切开关：用于执行补偿电容的投切操作；控制器以及补偿电容；所述智能测控单元与控制器通信连接，所述控制器输出端与电容投切开关相连，所述智能测控单元、电容投切开关以及补偿电容安装固定在绝缘箱内，所述电容投切开关包括检测电路以及用于控制补偿电容投切的磁保持继电器，所述检测电路串接在火线及零线之间，所述检测电路包括电压互感器、电流互感器以及防冲击电容，所述电压互感器输入端、电流互感器输入端以及防冲击电容相互串联，所述电压互感器的输出端以及电流互感器的输出端分别与控制器输入端相连，所述磁保持继电器输入端与控制器输出端相连。

【技术特征摘要】
1.一种智能电容补偿装置，其特征在于：包括智能测控单元：用于检测电网系统的电参数，计算电网系统功率因数的；电容投切开关：用于执行补偿电容的投切操作；控制器以及补偿电容；所述智能测控单元与控制器通信连接，所述控制器输出端与电容投切开关相连，所述智能测控单元、电容投切开关以及补偿电容安装固定在绝缘箱内，所述电容投切开关包括检测电路以及用于控制补偿电容投切的磁保持继电器，所述检测电路串接在火线及零线之间，所述检测电路包括电压互感器、电流互感器以及防冲击电容，所述电压互感器输入端、电流互感器输入端以及防冲击电容相互串联，所述电压互感器的输出端以及电流互感器的输出端分别与控制器输入端相连，所述磁保持继电器输入端与控制器输出端相连。2.根据权利要求1所述的一种智能电容补偿装置，其特征在于：所述智能测控单元包括采集芯片，所述采集芯片型号是CS5460A。3.根据权利要求2所述的一种智能电容补偿装置，其特征在于：还包括有保护单元，所述保护单元包括温度检测模块以及断相检测模块，所述温度检测模块输出端与控制器输入端相连，断相检测模块与磁保持继电器输入端相连。4.根据权利要求3所述的一种智能电容补偿装置，其特征在于：所述温度检测模块包括型号为STLM75温度传感器。5.根据权利要求3所述的一种智能电容补偿装置，其特征在于：所述断相检测模块包括单相电源取样电路、基准电源、比较电路、放电电路以及触发电路，所述单相电源取样电路输入端与单相电源接口相连，所述单相电源取样电路输出端与比较电路的输入端相连，所述信号输入接口与基准电源输入端相连，所述基准电源的输出端分别与单相电源取样电路以及比较电路相连，所述比较电路的输出端分别与触发电路的输入端以及放电电路的输入端相连，所述电容投切开关分别与放电电路以及触发电路相连。6.权利要求3所述的一种智能电容补偿装置的电容投切方法，其特征在于包括以下步骤：步骤A：设定补偿电容的投入门限以及切除门限，所述投入门限小于切除门限，设定电网系统不同视在功率下无功...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏毅民，
申请(专利权)人：佛山市施诺尔电气有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44