一种共补型低压智能组合式无功功率补偿器制造技术

本实用新型专利技术是一种共补型低压智能组合式无功功率补偿器，ＣＰＵ单元与一个操控面板单元连接；ＣＰＵ单元与一个外部ＲＳ４８５通讯单元连接；ＣＰＵ单元与温度传感器单元连接；ＣＰＵ单元与输出控制功率开关投切单元连接；ＣＰＵ单元与信号放大整流电路连接并采集的电网电压、电流数据；输出控制功率开关投切单元通过接线端子与功率投切模块连接，功率投切模块内设有过零投切ＩＣ。本实用新型专利技术所述的共补型低压智能组合式无功功率补偿器，投切安全，对电网冲击电流小，长寿命，低成本，具有过压，过流，过温保护，安装操作简便、直观，对操作人员只要求普通电工就能确保设备可靠运行。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于低压0. 4KV无功功率补偿的智能组合电力电容器，具体说是 一种共补型低压智能组合式无功功率补偿器。
技术介绍
当前电网使用的电能主要是用于工业用电，大约占70%左右，而工业用电绝大部 分是用于感性负载，如电动机等，还有部分用于阻性负载，如电加热等。电动机的频繁启动、 停止，电加热按照所需温度调整功率的大小，而且电加热很多只用到单相，即AC220V电源。 用电环境错综复杂。对此，通常会在线路上并联电容器，以补充线路的无功功率损耗。以前 提前预加电容器，容易在用电低谷阶段，出现过补，现在基本淘汰不使用。现在用户无功功 率补偿措施通常都是在0. 4KV配电屏端通过功率因数控制器来控制多组电力电容器的投 切，使功率因数达到0. 95左右。现有的配电屏无功功率补偿机构包括电力刀开关，熔断器，无功补偿检测装置， 电容器专用投切继电器，电力电容器等，如需达到消除谐波功能，还需另加谐波消除电抗线 圈。其存在如下缺点投切电流大，对线路产生浪涌冲击电流，电容器专用投切继电器触点 寿命短，接线繁杂，占用空间大，维护检修不方便，成本高，机械连接部件多，设备容易失效。 而市场上现有的智能或类智能型产品，操控界面都比较繁琐，对操控人员技术要求很高，需 要专人跟踪技术指导，无法大面积普及，极大的限制了无功功率补偿器的推广使用，造成能 源浪费。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种共补型低压智能组 合式无功功率补偿器，投切安全，对电网冲击电流小，长寿命，低成本，具有过压，过流，过温 保护，安装操作简便、直观，对操作人员只要求普通电工就能确保设备可靠运行。为达到以上目的，本技术采取的技术方案是一种共补型低压智能组合式无功功率补偿器，其特征在于，包括—个电源变换器1，接收AC380v电源输入，为CPU单元5和以下各单元、电路提供 一路 VCC-5v、一路 VDD+12v、两路 VDD+5v 供电；其中，主电源VDDl+5v供CPU单元5使用，同时VDD1+5V和VCC-5V提供给信号放大 整流电路3中的运算放大器ICl IC4，运算放大器ICl IC4用于放大电流和电压信号， VDD2+12V供给功率投切模块和过零投切IC 10用于投切电源，VDD3+5V提供给RS485通信 单元；CPU单元5通过线缆与一个操控面板单元4连接，操控面板单元4用于人机对话并 显示相关信息；CPU单元5通过线缆与一个外部RS485通讯单元8连接； CPU单元5通过线缆与温度传感放大器单元9连接；CPU单元5通过线缆与信号放大整流电路3连接；信号放大整流电路3接收信号采集单元2的数据；所述信号采集单元2包括一个电压互感器21和一个电流互感器22 ；电流互感器 22检测B相线的电流，电压互感器21检测AC相的电压，测量电网配电参数；CPU单元5通过线缆与输出控制功率开关投切单元6连接；输出控制功率开关投切单元6通过连接端子与第一、第二功率投切模块7A、7B连 接，所述功率投切模块内设有过零投切IC 10；第一、第二功率投切模块7A、7B与“三角形”连接的三个电力电容器CAP1、CAP2、 CAP3连接。在上述技术方案的基础上，CPU单元5的型号为STC12C5620AD。在上述技术方案的基础上，第一功率投切模块7A的Kl引脚与三相相线的A相连 接，第二功率投切模块7B的Kl引脚与三相相线的C相连接，第一功率投切模块7A的K2弓丨脚与“三角形”连接的三个电力电容器的公共端Al 连接，第二功率投切模块7B的K2弓丨脚与“三角形”连接的三个电力电容器的公共端Cl 连接，“三角形”连接的三个电力电容器的公共端Bl连接三相相线的B相。在上述技术方案的基础上，操控面板单元4下部设有设定键、向上键、向下键，中 部设有一个主LED显示框，环绕主LED显示框设有若干显示当前工作状态的LED指示灯。在上述技术方案的基础上，温度传感放大器单元9包括热敏电阻RT，所述热敏电 阻RT为一个负温度系数器件，热敏电阻RT与电阻Rl串联分压后输入到CPU单元5。在上述技术方案的基础上，电流互感器22的型号为CT05-1，电流互感器22将一次 电流互感器输出的0 5A电流信号转化成CPU单元5可处理的小信号，输入到运算放大器 IC3的9脚，再通过由二极管D3、D4和运算放大器IC4构成的整流放大电路，输入到CPU单 元5，经CPU单元5内部模拟/数字变换后，测量出电网电流信号；电压互感器21的型号为PT01-4，电压互感器21感应出来和电源电压成比例的电 压信号，输入到运算放大器ICl的2脚，通过由二极管D2、D1和运算放大器IC2构成的整流 放大电路，输入到CPU单元5，经CPU单元5内部模拟/数字变换后，与操控面板单元4设 定值进行对比，检测是否过压、欠压，当过压时切断电力电容器，欠压时，禁止投入电力电容 器，但允许切除电力电容器，从而确保电力电容器可靠运行不会损坏；同时，与电流信号进行对比，根据相位角的差距，计算无功功率大小，该无功功率 超过操控面板单元4设定值时，投入电力电容器，进行无功功率补偿，提升电力线路供电效 率；所述运算放大器ICl IC4的型号为LM324，运算放大器IC2、IC4的输出端和反 向输入端间均并联有一个电阻R2和一个电容C2。在上述技术方案的基础上，输出控制功率开关投切单元6设有由CPU单元5控制 的三极管Q1、三极管Q2，三极管Q1、三极管Q2的基极接收CPU单元5的控制信号，发射极均接地，三极管Ql的集电极C连接一直限流电阻R3的一端，电阻R3的另一端与每一个功 率投切模块的S4引脚相连接，三极管Q2的集电极C极与每一个功率投切模块的S2引脚相连接，功率投切模块的Sl引脚和S3引脚与电源VDD2+12V连接，S3、S4引脚连接到设于功率投切模块内的过零投切IC 10，Si、S2引脚连接到设于功率投切模块内的磁保持继电器Jl的线圈两端，功率投切模块内还设有反向并联的晶闸管SCRl和SCR2，磁保持继电器Jl的一对常开触点中的一个触点连接晶闸管SCRl的阳极A极、 SCR2的阴极K极，另一个触点连接晶闸管SCRl的阴极K极、SCR2的阳极A极，晶闸管SCRl的阳极A极、SCR2的阴极K极连接到Kl端子，晶闸管SCRl的阴极K极、SCR2的阳极A极连接到K2端子，过零投切IC的一个输出控制端连接在晶闸管SCRl的门极G极，过零投切IC的另 一个输出控制端连接到晶闸管SCR2的门极G极。在上述技术方案的基础上，所述过零投切IC 10有两个，两个过零投切IC 10串联 使用以增加可靠性。在上述技术方案的基础上，过零投切IC 10型号为M0C3083。本技术所述的共补型低压智能组合式无功功率补偿器，投切安全，对电网冲 击电流小，长寿命，低成本，具有过压，过流，过温保护，安装操作简便、直观，对操作人员只 要求普通电工就能确保设备可靠运行。附图说明本技术有如下附图图1共补型低压智能组合式无功功率补偿器的结构框图，图2操控面板单元示意图，图3过零投切IC结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。本技术所述的共补型低压智能组合式无功功率补偿器，以CPU单元5为核心， 通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共补型低压智能组合式无功功率补偿器，其特征在于，包括：　　一个电源变换器（１），接收ＡＣ３８０ｖ电源输入，为ＣＰＵ单元（５）和以下各单元、电路提供一路ＶＣＣ－５ｖ、一路ＶＤＤ＋１２ｖ、两路ＶＤＤ＋５ｖ供电；　　其中，主电源ＶＤＤ１＋５ｖ供ＣＰＵ单元（５）使用，同时ＶＤＤ１＋５Ｖ和ＶＣＣ－５Ｖ提供给信号放大整流电路（３）中的运算放大器ＩＣ１～ＩＣ４，运算放大器ＩＣ１～ＩＣ４用于放大电流和电压信号，ＶＤＤ２＋１２Ｖ供给功率投切模块和过零投切ＩＣ（１０）用于投切电源，ＶＤＤ３＋５Ｖ提供给ＲＳ４８５通信单元；　　ＣＰＵ单元（５）通过线缆与一个操控面板单元（４）连接，操控面板单元（４）用于人机对话并显示相关信息；　　ＣＰＵ单元（５）通过线缆与一个外部ＲＳ４８５通讯单元（８）连接；　　ＣＰＵ单元（５）通过线缆与温度传感放大器单元（９）连接；　　ＣＰＵ单元（５）通过线缆与信号放大整流电路（３）连接；　　信号放大整流电路（３）接收信号采集单元（２）的数据；　　所述信号采集单元（２）包括一个电压互感器（２１）和一个电流互感器（２２）；电流互感器（２２）检测Ｂ相线的电流，电压互感器（２１）检测ＡＣ相的电压，测量电网配电参数；　　ＣＰＵ单元（５）通过线缆与输出控制功率开关投切单元（６）连接；　　输出控制功率开关投切单元（６）通过连接端子与第一、第二功率投切模块（７Ａ、７Ｂ）连接，所述功率投切模块内设有过零投切ＩＣ（１０）；　　第一、第二功率投切模块（７Ａ、７Ｂ）与“三角形”连接的三个电力电容器ＣＡＰ１、ＣＡＰ２、ＣＡＰ３连接。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林锡洪，
申请(专利权)人：恒一电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]