專利名稱：一種共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于低壓0. 4KV無功功率補(bǔ)償?shù)闹悄芙M合電力電容器，具體說是一種共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器。
背景技術(shù)：
電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，大部分屬于感性負(fù)荷，在運(yùn)行過程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補(bǔ)償設(shè)備以后，可以提供感性負(fù)載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗。然而實(shí)際應(yīng)用中，提前預(yù)加電容器，容易在用電低谷階段，出現(xiàn)過補(bǔ)，現(xiàn)在基本淘汰不使用?，F(xiàn)在用戶無功功率補(bǔ)償措施通常都是在0. 4KV配電屏端通過功率因數(shù)控制器來控制多組電力電容器的投切，使功率因數(shù)達(dá)到0. 95左右。傳統(tǒng)的配電屏無功功率補(bǔ)償設(shè)備包括電力刀開關(guān)，熔斷器，無功補(bǔ)償檢測裝置， 電容器專用投切接觸器，電力電容器等，如需達(dá)到消除諧波功能，還需另加諧波消除電抗線圈。其存在如下缺點(diǎn)投切電流大，對線路產(chǎn)生浪涌沖擊電流，電容器專用投切接觸器觸點(diǎn)壽命短，接線繁雜，占用空間大，維護(hù)檢修不方便，成本高，機(jī)械連接部件多，設(shè)備容易失效。 而市場上現(xiàn)有的智能或類智能型產(chǎn)品，操作界面都比較繁瑣，對操控人員技術(shù)要求很高，需要專人跟蹤技術(shù)指導(dǎo)，無法大面積普及，極大的限制了無功功率補(bǔ)償器的推廣使用，造成能源浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器，采用液晶顯示，顯示內(nèi)容更加豐富直觀，投切開關(guān)采用目前先進(jìn)的同步開關(guān)替代常用的復(fù)合開關(guān)，不僅大大降低了成本，而且投切時(shí)的更加安全，對電網(wǎng)沖擊電流小，壽命長，低成本，具有過壓，欠壓，過流，過溫保護(hù)，同時(shí)RS485通信單元增加了插拔式接口，使用多臺(tái)聯(lián)網(wǎng)和在電容補(bǔ)償柜中使用時(shí)接線更方便，安裝操作簡便、直觀，對操作人員只要求普通電工就能確保設(shè)備可靠運(yùn)行。為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是—種共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器，其特征在于，包括一個(gè)接收外部AC380V電源輸入的電源變換器1，為CPU單元5和以下各單元電路提供一路-5V電源、一路+24V電源、兩路+5V電源供電；其中，主電源VDD1+5V供CPU單元 5使用，同時(shí)VDD1+5V和VDD2-5V提供給信號(hào)處理電路3，VDD3+24V供給同步開關(guān)模塊控制電路6，VDD4+5V提供給RS485通信單元8 ；CPU單元5通過線纜與一個(gè)采用液晶顯示的操控面板單元4連接，操控面板單元4 用于人機(jī)對話并顯示相關(guān)信息；[0010] CPU單元5通過線纜與一個(gè)外部RS485通訊單元8連接，所述RS485通訊單元8設(shè)有插拔式接口； CPU單元5通過線纜與溫度傳感放大器單元9連接；CPU單元5通過線纜與信號(hào)處理電路3連接；信號(hào)處理電路3接收信號(hào)采集單元2的數(shù)據(jù)；所述信號(hào)采集單元2包括一個(gè)電壓互感器21和一個(gè)電流互感器22 ；電壓互感器 21檢測AC相的電壓，電流互感器22檢測B相線的電流，測量電網(wǎng)配電參數(shù)；CPU單元5通過線纜與同步開關(guān)模塊控制電路6連接；同步開關(guān)模塊控制電路6通過連接端子與同步開關(guān)模塊7連接，所述同步開關(guān)模塊設(shè)有第一、第二同步開關(guān)71、72 ；第一、第二同步開關(guān)71、72與“三角形”連接的三個(gè)電力電容器CAP1、CAP2、CAP3 連接；三個(gè)電力電容器CAP1、CAP2、CAP3構(gòu)成為用于補(bǔ)充低壓0. 4KV的電力電容器單元 10。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，CPU單元5的型號(hào)為STC12C5A60S2。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，第一同步開關(guān)71的Kl引腳與三相相線的A相連接，第二同步開關(guān)72的K2引腳與三相相線的C相連接，第一同步開關(guān)71的K2引腳與“三角形”連接的三個(gè)電力電容器的公共端Al連接，第二同步開關(guān)72的Kl引腳與“三角形”連接的三個(gè)電力電容器的公共端Cl連接，“三角形”連接的三個(gè)電力電容器的公共端Bl連接三相相線的B相。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，操控面板單元4下部設(shè)有設(shè)定鍵、向上鍵、向下鍵，中部設(shè)有一個(gè)液晶顯示屏，液晶顯示屏上部設(shè)有若干顯示當(dāng)前工作狀態(tài)的LED指示燈。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，溫度傳感放大器單元9包括熱敏電阻RT，熱敏電阻RT 與電阻Rl串聯(lián)分壓后輸出到CPU單元5。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，電流互感器22的型號(hào)為CT05-1，電壓互感器21的型號(hào)為 PTO1-4。本實(shí)用新型所述的共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器，采用液晶顯示，顯示內(nèi)容更加豐富直觀，投切開關(guān)采用目前先進(jìn)的同步開關(guān)替代常用的復(fù)合開關(guān)，不僅大大降低了成本，而且投切時(shí)的更加安全，對電網(wǎng)沖擊電流小，壽命長，低成本，具有過壓，欠壓，過流，過溫保護(hù)，同時(shí)RS485通信單元增加了插拔式接口，使用多臺(tái)聯(lián)網(wǎng)和在電容補(bǔ)償柜中使用時(shí)接線更方便，安裝操作簡便、直觀，對操作人員只要求普通電工就能確保設(shè)備可靠運(yùn)行。

本實(shí)用新型有如下附圖圖1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0032]本實(shí)用新型所述的共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器，以CPU單元5為核心， 通過一個(gè)電壓互感器和一個(gè)電流互感器對外部的電壓信號(hào)、電流信號(hào)取樣。其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括一個(gè)接收外部AC380V電源輸入的電源變換器1，為CPU單元5和以下各單元電路提供一路-5V電源、一路+24V電源、兩路+5V電源供電；其中，主電源VDD1+5V供CPU單元 5使用，同時(shí)VDD1+5V和VDD2-5V提供給信號(hào)處理電路3，VDD3+24V供給同步開關(guān)模塊控制電路6，VDD4+5V提供給RS485通信單元8 ；CPU單元5通過線纜與一個(gè)采用液晶顯示的操控面板單元4連接，操控面板單元4 用于人機(jī)對話并顯示相關(guān)信息；本實(shí)用新型所述的共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器在聯(lián)機(jī)控制時(shí)，可以通過操控面板單元4設(shè)定一臺(tái)為主機(jī)(通信地址設(shè)置為零地址)，其他為從機(jī)(通信地址設(shè)置成非零不重復(fù)序號(hào))；主機(jī)作為主控制設(shè)備對配電信息采集計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果與控制目標(biāo)比較，對從機(jī)發(fā)出電容器投切命令，從機(jī)電容器投切按循環(huán)投切方式接受控制，以實(shí)現(xiàn)小范圍連接，避免各臺(tái)單獨(dú)工作，出現(xiàn)一起投入，一起切斷現(xiàn)象；CPU單元5通過線纜與一個(gè)外部RS485通訊單元8連接，所述RS485通訊單元8設(shè)有插拔式接口 ；本實(shí)用新型所述的共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器間可通過RS485 通訊單元8進(jìn)行485通訊，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制功能；RS485通訊單元8可采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)；CPU單元5通過線纜與溫度傳感放大器單元9連接；溫度傳感放大器單元9用于采集電容器溫度，對電容器實(shí)現(xiàn)過溫保護(hù)；CPU單元5通過線纜與信號(hào)處理電路3連接；信號(hào)處理電路3接收信號(hào)采集單元2的數(shù)據(jù)；所述信號(hào)采集單元2包括一個(gè)電壓互感器21和一個(gè)電流互感器22 ；電壓互感器 21檢測AC相的電壓，電流互感器22檢測B相線的電流，測量電網(wǎng)配電參數(shù)；CPU單元5通過線纜與同步開關(guān)模塊控制電路6連接；同步開關(guān)模塊控制電路6通過連接端子與同步開關(guān)模塊7連接，所述同步開關(guān)模塊設(shè)有第一、第二同步開關(guān)71、72 ；第一、第二同步開關(guān)71、72與“三角形”連接的三個(gè)電力電容器CAP 1、CAP2、CAP3 連接。三個(gè)電力電容器CAP1、CAP2、CAP3構(gòu)成為用于補(bǔ)充低壓0. 4KV的電力電容器單元10， 三個(gè)電力電容器間為“三角形”連接。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，CPU單元5的型號(hào)為STC12C5A60S2。CPU單元5為控制核心，CPU單元5采用宏晶科技的STC12C5A60S2單片機(jī)，該單片機(jī)可以工作在IT模式， 比普通51系列單片機(jī)速度快8 12倍，滿足產(chǎn)品測量控制要求。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，第一同步開關(guān)71的Kl引腳與三相相線的A相連接，第二同步開關(guān)72的K2引腳與三相相線的C相連接，第一同步開關(guān)71的K2引腳與“三角形”連接的三個(gè)電力電容器的公共端Al連接，第二同步開關(guān)72的Kl引腳與“三角形”連接的三個(gè)電力電容器的公共端Cl連接，“三角形”連接的三個(gè)電力電容器的公共端Bl連接三相相線的B相。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，操控面板單元4下部設(shè)有設(shè)定鍵、向上鍵、向下鍵，中部設(shè)有一個(gè)液晶顯示屏，液晶顯示屏上部設(shè)有若干顯示當(dāng)前工作狀態(tài)的LED指示燈。操控面板單元4工作過程如下[0051]在上電復(fù)位后，主液晶顯示屏顯示公司拼音縮寫，亮1秒，之后共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)LED指示綠燈亮。進(jìn)入自動(dòng)控制狀態(tài)后，液晶顯示屏顯示電壓和功率因數(shù)，當(dāng)出現(xiàn)過電壓時(shí)，液晶顯示屏顯示過壓的電壓值和過壓提示語，如有投入電容則切除已投入的電容，并在電網(wǎng)電壓降至過壓保護(hù)值以下10VAC前禁止電容器再次投入；當(dāng)出現(xiàn)過溫時(shí)，液晶顯示屏顯示過溫的溫度值和過溫提示語，切除已投入的電容，并在電容器溫度降至過溫保護(hù)值以下5°C前禁止電容器再次投入。在共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)(運(yùn)行狀態(tài)LED指示綠燈亮)時(shí)，按設(shè)定鍵，液晶屏顯示內(nèi)容依次在電壓和功率因數(shù)、B相電流和無功功率、電容器溫度、補(bǔ)償電流和故常代碼之間切換。在共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)(運(yùn)行狀態(tài)LED指示綠燈亮)時(shí)，先按向上鍵并保持再按設(shè)定鍵，共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)，再按設(shè)定鍵在電容器補(bǔ)償無功容量、功率因數(shù)下限、投切電容器延時(shí)、電流互感器變比、電容器過壓保護(hù)值、電容器過溫保護(hù)溫度值、本機(jī)的通信地址之間切換，按向上鍵增加當(dāng)前設(shè)置參數(shù)的參數(shù)值，按向下鍵減小當(dāng)前設(shè)置參數(shù)的參數(shù)值，所設(shè)定的新參數(shù)值自動(dòng)保存。其中，當(dāng)設(shè)定完本機(jī)的通信地址后，需要再次按設(shè)定鍵才返回自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。在共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)(運(yùn)行狀態(tài)LED指示綠燈亮)時(shí)，先按向下鍵并保持再按設(shè)定鍵，共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器進(jìn)入手動(dòng)狀態(tài)(運(yùn)行狀態(tài)LED指示紅燈亮)，按向上鍵投入電容，電容狀態(tài)LED指示綠燈亮，按向下鍵切除電容，電容狀態(tài)LED指示紅燈亮，按設(shè)定鍵返回自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。上述操控面板單元4采用的直觀人性化的控制面板具有以下優(yōu)點(diǎn)顯示內(nèi)容直觀，液晶顯示屏顯示內(nèi)容和相應(yīng)提示語。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，溫度傳感放大器單元9包括熱敏電阻RT，熱敏電阻RT 與電阻Rl串聯(lián)分壓后輸出到CPU單元5。熱敏電阻RT是一個(gè)NTC(負(fù)溫度系數(shù))器件，受溫度變化，其本身阻值也會(huì)降低，熱敏電阻RT與電阻Rl串聯(lián)分壓后輸出到CPU單元5，經(jīng)壓頻轉(zhuǎn)換后將頻率信號(hào)輸入到CPU單元5，經(jīng)CPU單元5計(jì)算，與操控面板單元4設(shè)定值對比，判斷是否過溫，是否切斷電力電容器，同時(shí)可以在操控面板單元4上查詢當(dāng)前溫度值。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，電流互感器22的型號(hào)為CT05-1，電流互感器22將一次電流互感器輸出的0 5A電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成CPU單元5可處理的小信號(hào)，輸入到整流放大電路3，經(jīng)壓頻轉(zhuǎn)換后將頻率信號(hào)輸入到CPU單元5，經(jīng)CPU單元5計(jì)算，測量出電網(wǎng)電流信號(hào)；電壓互感器21的型號(hào)為PT01-4，電壓互感器21感應(yīng)出來和電源電壓成比例的電壓信號(hào)，輸入到信號(hào)處理電路3，經(jīng)壓頻轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生與測量信號(hào)成比例的頻率信號(hào)輸入到 CPU單元5，經(jīng)CPU單元5計(jì)算后，與操控面板單元4設(shè)定值進(jìn)行對比，檢測是否過壓、欠壓， 當(dāng)過壓時(shí)切斷電力電容器，當(dāng)欠壓時(shí)禁止投入電力電容器，但允許切除電力電容器，確保電力電容器可靠運(yùn)行不會(huì)損壞；同時(shí)，與電流信號(hào)進(jìn)行對比，根據(jù)相位角的差距，計(jì)算無功功率大小，該無功功率超過操控面板單元4設(shè)定值時(shí)，投入電力電容器，進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，提升電力線路供電效率。[0061] 本實(shí)用新型所述的共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器，只需要一只電流互感器和一只電壓互感器，電流互感器22用于檢測B相相線的電流，電壓互感器21用于檢測AC 相的電壓，通過CPU運(yùn)算以后得出當(dāng)前的功率因數(shù)和無功功率，如當(dāng)前的功率因數(shù)低于設(shè)定值呈感性，滯后LED指示燈亮且無功功率大于電容器無功補(bǔ)償設(shè)定值時(shí)，三相同時(shí)接通電力電容器，以補(bǔ)償提高功率因數(shù)，通過測量相角差，當(dāng)電網(wǎng)容性時(shí)，超前LED指示燈亮同時(shí)切斷三相補(bǔ)償電力電容器。本實(shí)用新型中，三相電力電容器做“ Δ ”連接(“三角形”連接)，同時(shí)對三相相進(jìn)行補(bǔ)償。例如，低壓總電流為100Α，電壓0. 4kV，有功功率55KW，功率因數(shù)提高到0. 96以上，則視在功率
權(quán)利要求1.一種共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器，其特征在于，包括一個(gè)接收外部AC380V電源輸入的電源變換器(1)，為CPU單元(5)和以下各單元電路提供一路-5V電源、一路+24V電源、兩路+5V電源供電；其中，主電源VDD1+5V供CPU單元 (5)使用，同時(shí)VDD1+5V和VDD2-5V提供給信號(hào)處理電路(3)，VDD3+24V供給同步開關(guān)模塊控制電路(6)，VDD4+5V提供給RS485通信單元(8)；CPU單元( 通過線纜與一個(gè)采用液晶顯示的操控面板單元(4)連接，操控面板單元(4)用于人機(jī)對話并顯示相關(guān)信息；CPU單元( 通過線纜與一個(gè)外部RS485通訊單元(8)連接，所述RS485通訊單元(8) 設(shè)有插拔式接口 ；CPU單元( 通過線纜與溫度傳感放大器單元(9)連接； CPU單元( 通過線纜與信號(hào)處理電路C3)連接； 信號(hào)處理電路C3)接收信號(hào)采集單元O)的數(shù)據(jù)；所述信號(hào)采集單元( 包括一個(gè)電壓互感器和一個(gè)電流互感器0 ；電壓互感器檢測AC相的電壓，電流互感器02)檢測B相線的電流，測量電網(wǎng)配電參數(shù)； CPU單元(5)通過線纜與同步開關(guān)模塊控制電路(6)連接；同步開關(guān)模塊控制電路(6)通過連接端子與同步開關(guān)模塊(7)連接，所述同步開關(guān)模塊設(shè)有第一、第二同步開關(guān)(71)、(72)；第一、第二同步開關(guān)(71)、(72)與“三角形”連接的三個(gè)電力電容器CAP1、CAP2、CAP3 連接；三個(gè)電力電容器CAP1、CAP2、CAP3構(gòu)成為用于補(bǔ)充低壓0. 4KV的電力電容器單元(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器，其特征在于CPU單元(5)的型號(hào)為STC12C5A60S2。
3.如權(quán)利要求1所述的共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器，其特征在于第一同步開關(guān)(71)的Kl引腳與三相相線的A相連接，第二同步開關(guān)(72)的K2引腳與三相相線的C相連接，第一同步開關(guān)(71)的K2引腳與“三角形”連接的三個(gè)電力電容器的公共端Al連接， 第二同步開關(guān)(72)的Kl引腳與“三角形”連接的三個(gè)電力電容器的公共端Cl連接， “三角形”連接的三個(gè)電力電容器的公共端Bl連接三相相線的B相。
4.如權(quán)利要求1所述的共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器，其特征在于操控面板單元(4)下部設(shè)有設(shè)定鍵、向上鍵、向下鍵，中部設(shè)有一個(gè)液晶顯示屏，液晶顯示屏上部設(shè)有若干顯示當(dāng)前工作狀態(tài)的LED指示燈。
5.如權(quán)利要求1所述的共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器，其特征在于溫度傳感放大器單元(9)包括熱敏電阻RT，熱敏電阻RT與電阻Rl串聯(lián)分壓后輸出到CPU單元 ⑶。
6.如權(quán)利要求1所述的共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器，其特征在于電流互感器02)的型號(hào)為CT05-1，電壓互感器的型號(hào)為PT01-4。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器，包括一個(gè)接收外部AC380V電源輸入的電源變換器，為各單元電路供電；CPU單元通過線纜分別與操控面板單元、RS485通訊單元、溫度傳感放大器單元、信號(hào)處理電路連接；信號(hào)處理電路接收信號(hào)采集單元的數(shù)據(jù)；CPU單元通過線纜與同步開關(guān)模塊控制電路連接；同步開關(guān)模塊控制電路通過連接端子與同步開關(guān)模塊連接；第一、第二同步開關(guān)、與“三角形”連接的三個(gè)電力電容器連接。本實(shí)用新型所述的共補(bǔ)型低壓智能液晶組合式電力電容器，采用液晶顯示，投切開關(guān)采用同步開關(guān)，成本降低而且投切時(shí)的更加安全，對電網(wǎng)沖擊電流小，壽命長，RS485通信單元設(shè)有插拔式接口，接線更方便，對操作人員要求低。
文檔編號(hào)H02J3/18GK202142861SQ20112011639
公開日2012年2月8日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者林錫洪 申請人:恒一電氣有限公司