一种用于电力电容器保护的电路系统技术方案

本发明专利技术属于电力电容设备领域，具体涉及一种用于电力电容器保护的电路系统，其特征在于，其特征在于：包括dsPIC测控单元A1、电力电容电流检测电路A2、电力电容电压测量电路A3、保护输出电路A4、通讯电路单元A5、人机交互单元A6。本发明专利技术的优点是：1)用于电力电容过电压、过电流、不平衡保护的电路系统保护场合中，延长电力电容设备本身的使用寿命，提升了保护功能的效率；2)增加了通讯电路单元，实现与远端上位机通讯，对电力系统的整体智能化发展进程具有重要意义。3)替换传统的电压电流AD数模转换测量方式，采用脉宽定时纯数字测量方式，简化了功能电路的复杂度，提高了测量的精准度和抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电力电容器保护的电路系统
本专利技术属于电力电容设备领域，具体涉及一种用于电力电容器保护的电路系统。
技术介绍
电力电容设备流经的电压均衡、稳定对提升电力功率因数以及减少线路的磨损等步骤具有较好的作用，但是又比较容易受到来自电压以及电流的危害。当电容设备引出接触的母线、放电电压设备、电流互相感应设备以及串联电抗设备等再回路运行时出现相间短路，或者电容设备自身全部零配件或者一部分零配件被击穿后发生相间短路，电路设备体系自身就会形成很大的短路电流，短路电流会对电力电容设备产生无法弥补的损害，所以为了预防这种情况发生，应该在电容设备的内部装置过电流和速度断电保护。当电容设备在正常的工作使用中，突然发生断电现象或者没有电压，可能会导致电容设备体系发生两种不好的后续反应，致使电容设备体系发生损害。如，当电力体系在断电后恢复供电，电容设备如果没有立即切除，可能会导致变电设备带电设备合闸，发出谐振过电压，导致变电设备或者电容设备的损害。除了这种情况之外，电路体系在断电开始供电的刚开始，变压设备还没有全都带有负荷工作，母线电压又比较高，这种现象也会容易引发电容设备形成过电压，所以从每个现象来看，都需要在电力电容设备上装置过电压保护设备。申请号为201110052952.4的中国专利技术专利公开了一种电力电容器的动态自适应保护装置及控制方法，由三个电流互感器和三个电压互感器接到多路选择器，多路选择器接到嵌入式微型计算机A/D转换器，嵌入式微型计算机输出三根控制线接到多路选择器；由参数设置键接到嵌入式微型计算机，嵌入式微型计算机通过控制继电器接到控制投切开关K1-K3，嵌入式微型计算机输出控制信号控制投切开关，实现对电力电容器保护，嵌入式微型计算机接到显示装置和接入具有无限次存储功能的铁电存储器，不仅保护电力电容器，也显著延长电力电容器的使用寿命。该方案不具有与远端上位机通讯的功能，使其无法应用于当前智能电网中。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于电力电容器保护的电路系统，克服现有技术的不足，用于电力电容过电压、过电流、不平衡保护的电路系统保护场合中，延长电力电容设备本身的使用寿命，提升保护功能的效率，增加通讯电路单元，实现与远端上位机通讯，对电力系统的整体智能化发展进程具有重要意义。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种用于电力电容器保护的电路系统，其特征在于：包括dsPIC测控单元A1、电力电容电流检测电路A2、电力电容电压测量电路A3、保护输出电路A4、通讯电路单元A5、人机交互单元A6，其中：三个电流互感器CT与电力电容电流检测电路A2相连接，三个电压互感器PT与电力电容电压测量电路A3相连接，dsPIC测控单元A1分别与电力电容电流检测电路A2、电力电容电压测量电路A3、保护输出电路A4、通讯电路单元A5、人机交互单元A6相连接，保护输出电路A4与串接于电力电容C供电回路中的保护开关QF相连接；人机交互单元A6将被保护电力电容C的原始参数输入到dsPIC测控单元中或通过修改改变当前的显示三相电压值、三相电流值或者保护阈值；通讯电路单元A5通过RS-485总线与远程上位机通讯；dsPIC测控单元通过对相关数据的采集、分析和判断之后，输出控制信号通过保护输出电路A4控制保护开关QF，实现对电力电容器C的保护。所述dsPIC测控单元A1中包括电源芯片U1、单片机U2、存储芯片U3和收发芯片U4，其中：电源芯片U1的1脚分别连接+12V输入端和电容C1的正极，U1的3脚、5脚短接并分别与电容C1的负极、肖特基二极管D01的正极、电容C2的负极、电容C3的一端共同接地，肖特基二极管D01的负极分别连接U1的2脚和电感L01的一端，电感L01的另一端分别与电容C2的正极、电容C3的另一端、U1的4脚共同接电源VCC输出端；所述VCC电源输出端分别与电容C10的正极、电感L1的一端相连接，电容C10的负极与电容C11的一端共同接地，电容C11的另一端与电感L1的另一端共同接电源VCC2；所述电源VCC2与地之间并联电容C4、C5、C6、C7；单片机U2的12脚、32脚、48脚、71脚共接电源VCC2，单片机U2的18脚接+2.5V，单片机U2的11脚、23脚、26脚、31脚、35脚、36脚、51脚、70脚与电容C12的负极、电容C13的一端共地，单片机U2的24脚、25脚与电容C12的正极、电容C13的另一端与电源VCC相连接，单片机U2的57脚与电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端与发光二极管D1的负极相连接，发光二极管D1的正极接电源VCC；单片机U2的20脚与仿真端口ICD1的4脚相连，单片机U2的19脚与仿真端口ICD1的5脚相连，仿真端口ICD1的2脚接电源VCC，仿真端口ICD1的1脚分别与电阻R2的一端、电阻R3的一端、电容C14的一端相连接，仿真端口ICD1的3脚分别与电阻R3的另一端、电容C14的另一端共地，电阻R2的另一端与单片机U2的9脚相连接；单片机U2的49脚与时钟电路Y1的5脚相连接，时钟电路Y1的8脚与电容C9的一端共接电源VCC，时钟电路Y1的4脚与电容C9的另一端共地；存储芯片U3的1脚至4脚共地，5脚与电阻R5的一端相连接，6脚与电阻R4的一端相连接，7脚与单片机U2的43脚相连接，8脚接电源VCC，电阻R5的另一端和电阻R4的另一端共同连接电源VCC；电源VCC与地之间串联电容C15；收发芯片U4的1脚与单片机U2的42脚相连接，收发芯片U4的2脚、3脚短接并与单片机U2的78脚、电阻R6的一端相连接，收发芯片U4的4脚与单片机U2的41脚相连接，电阻R6的另一端接地，收发芯片U4的5脚接地，收发芯片U4的6脚分别与电阻R8的一端、端子J3的2脚相连接，收发芯片U4的7脚分别与电阻R7的一端、端子J3的1脚相连接，电阻R8的另一端接电源VCC，电阻R7的另一端接地，收发芯片U4的8脚接电源VCC；电源VCC与地之间串联电容C16；端子J1的1脚到3脚接+12V，4脚至7脚接地，8脚FREQ与U2的54脚相连接，9脚VA&S与U2的17脚相连接，10脚IA&S与U2的16脚相连接；端子J2的1脚、2脚接+12V，3脚、4脚接VCC，5脚至7脚短接，8脚RCK1与U2的75脚相连接，9脚SRCK与U2的79脚相连接，10脚SER与U2的80脚相连接。所述单片机U2的型号为dsPIC30F6014A。所述电力电容电流检测电路A2中电流互感器CT的输出1脚、2脚对应与整流桥DD4的输入端A1脚、A2脚相连接，整流桥DD4的输出端B1脚分别与电阻R31的一端、稳压二极管ZD5的正极、电容C33的负极、电阻R32的一端相连接，整流桥DD4的输出端B2脚分别与电阻R31的另一端、电阻R30的一端、二极管VD40的正极相连接，二极管VD40的负极分别与电容C33的正极、三极管Q37的发射极相连接，电阻R30的另一端、二极管ZD5的负极与三极管Q38的基极相连接，三极管Q38的发射极与电阻R29的一端相连，电阻R29的另一端与三极管Q37的基极相连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电力电容器保护的电路系统，其特征在于：包括dsPIC测控单元A1、电力电容电流检测电路A2、电力电容电压测量电路A3、保护输出电路A4、通讯电路单元A5和人机交互单元A6，其中：/n两个电流互感器CT与电力电容电流检测电路A2相连接，三个电压互感器PT与电力电容电压测量电路A3相连接，dsPIC测控单元A1分别与电力电容电流检测电路A2、电力电容电压测量电路A3、保护输出电路A4、通讯电路单元A5和人机交互单元A6相连接，保护输出电路A4与串接于电力电容C供电回路中的保护开关QF相连接；/n人机交互单元A6将被保护电力电容C的原始参数输入到dsPIC测控单元中或通过修改改变当前的显示三相电压值、三相电流值或者保护阈值；通讯电路单元A5通过RS-485总线与远程上位机通讯；/ndsPIC测控单元通过对相关数据的采集、分析和判断之后，输出控制信号通过保护输出电路A4控制保护开关QF，实现对电力电容器C的保护。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于电力电容器保护的电路系统，其特征在于：包括dsPIC测控单元A1、电力电容电流检测电路A2、电力电容电压测量电路A3、保护输出电路A4、通讯电路单元A5和人机交互单元A6，其中：
两个电流互感器CT与电力电容电流检测电路A2相连接，三个电压互感器PT与电力电容电压测量电路A3相连接，dsPIC测控单元A1分别与电力电容电流检测电路A2、电力电容电压测量电路A3、保护输出电路A4、通讯电路单元A5和人机交互单元A6相连接，保护输出电路A4与串接于电力电容C供电回路中的保护开关QF相连接；
人机交互单元A6将被保护电力电容C的原始参数输入到dsPIC测控单元中或通过修改改变当前的显示三相电压值、三相电流值或者保护阈值；通讯电路单元A5通过RS-485总线与远程上位机通讯；
dsPIC测控单元通过对相关数据的采集、分析和判断之后，输出控制信号通过保护输出电路A4控制保护开关QF，实现对电力电容器C的保护。


2.根据权利要求1所述一种用于电力电容器保护的电路系统，其特征在于，所述dsPIC测控单元A1中包括电源芯片U1、单片机U2、存储芯片U3和收发芯片U4，其中：
电源芯片U1的1脚分别连接+12V输入端和电容C1的正极，U1的3脚、5脚短接并分别与电容C1的负极、肖特基二极管D01的正极、电容C2的负极、电容C3的一端共同接地，肖特基二极管D01的负极分别连接U1的2脚和电感L01的一端，电感L01的另一端分别与电容C2的正极、电容C3的另一端、U1的4脚共同接电源VCC输出端；
所述VCC电源输出端分别与电容C10的正极、电感L1的一端相连接，电容C10的负极与电容C11的一端共同接地，电容C11的另一端与电感L1的另一端共同接电源VCC2；
所述电源VCC2与地之间并联电容C4、C5、C6、C7；
单片机U2的12脚、32脚、48脚、71脚共接电源VCC2，单片机U2的18脚接+2.5V，单片机U2的11脚、23脚、26脚、31脚、35脚、36脚、51脚、70脚与电容C12的负极、电容C13的一端共地，单片机U2的24脚、25脚与电容C12的正极、电容C13的另一端与电源VCC相连接，单片机U2的57脚与电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端与发光二极管D1的负极相连接，发光二极管D1的正极接电源VCC；单片机U2的20脚与仿真端口ICD1的4脚相连，单片机U2的19脚与仿真端口ICD1的5脚相连，仿真端口ICD1的2脚接电源VCC，仿真端口ICD1的1脚分别与电阻R2的一端、电阻R3的一端、电容C14的一端相连接，仿真端口ICD1的3脚分别与电阻R3的另一端、电容C14的另一端共地，电阻R2的另一端与单片机U2的9脚相连接；
单片机U2的49脚与时钟电路Y1的5脚相连接，时钟电路Y1的8脚与电容C9的一端共接电源VCC，时钟电路Y1的4脚与电容C9的另一端共地；
存储芯片U3的1脚至4脚共地，5脚与电阻R5的一端相连接，6脚与电阻R4的一端相连接，7脚与单片机U2的43脚相连接，8脚接电源VCC，电阻R5的另一端和电阻R4的另一端共同连接电源VCC；电源VCC与地之...

【专利技术属性】
技术研发人员：程祥，潘晓东，张宇科，程厚达，
申请(专利权)人：辽宁东盛安信电能控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21