专利名称：等位式智能电容器组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力低压配网技术领域，尤其涉及一种等位式智能电容器组。
背景技术：
传统的无功补偿装置一般采用单个智能电容器内的主控中心作为控制单元，并由该控制单元控制其它处于同时运行的智能电容器，因系统只有一个控制单元，一旦控制单元出现异常或其它问题时，整个系统将无法工作，处于瘫痪状态。即使每个智能电容器内均设有各种保护电路，当控制单元失去作用时，其所有的保护功能也均失去了原有的意义。再者，智能电容器在高温或者大电流频繁冲击时极易发生炸裂或漏液现象，即使是改进的石蜡型或自恢复电容器在这种情况下，容量也会迅速的衰减甚至失效，因此，智能电容的使用寿命会大大降低，也给系统的长时间稳定工作留下了一定的安全隐患。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种每个智能电容器既能作为主机又能作为从机、使用寿命长的等位式智能电容器组。为解决上述问题，本实用新型的技术方案是:一种等位式智能电容器组，所述等位式智能电容器组包括多个处于同时运行的智能电容器，每个智能电容器内设有主控中心、用于接收或发送运行中各智能电容器控制指令的指令收发电路、电流采样电路、过温掉电保护电路、用于连接三相线的三路驱动投切电路和电容器，主控中心分别与指令接收电路、电流采样电路、过温掉电保护电路和和三路驱动投切电路相连，三路驱动投切电路分别与对应的电容器相连，各智能电容器通过各自的指令收发电路相连；所述驱动投切电路包括光耦隔离器、整流二极管、电阻和同步开关，光耦隔离器的第一输出管脚与三相线中的一相线相连，第二输出管脚接地，光耦隔离器的第一输入管脚和第二输入管脚上并联有反向的整流二极管，光耦隔离器的第一输入管脚通过电阻与电容相连，电阻与电容的连接处与光耦隔离器的第二输入管脚之间连接有同步开关，同步开关与主控中心相连。本实用新型适用于系统中存在多个智能电容器同时运行的状态下，换句话说，本实用新型是对智能电容器彼此间的通讯方式进行组网，并采用等位式循环通讯方式。其中，等位式是指系统中每一个智能电容器均处于同一级别，所有运行中智能电容器中的任意一个为主机时，则该主机通过指令收发电路发送控制指令到其它智能电容器中，一旦任意智能电容器的指令收发电路接收到控制指令，则指令收发电路将配置信号传送到主控中心，主控中心接收并配置该智能电容器为从机。主机可以根据网内的所有智能电容器按照容量进行分组、分序列排序，然后根据现场的投切状况进行循环投切，主机也可根据预设工作时间进行循环投切，避免某个智能电容器长时间疲劳工作而损坏。当主机出现故障或规定时间内从机没有接收到主机的指令，系统会按照地址号最低的从机升级为主机重新进行组网排序，以此类推。[0007]采用的同步开关是通过相位角技术进行过零投切，实现投入无涌流切除无拉弧的技术指标。这样能提闻机械开关的可罪性，提闻电容器的使用寿命。相比较于现有技术，本实用新型的等位式智能电容器组根据预设将每一个智能电容器配置为主机或从机，同时，主机和从机的角色可互换，灵活性高，避免了现有技术中因控制单元故障而造成系统瘫痪的问题，具有使用寿命长、体积小、功耗低、无功补偿精细、运行可靠性高和便于维护的特点。优选地，所述智能电容器内还设有按键显示电路和主板接口电路，主板接口电路连接在三路驱动投切电路与主控中心之间，按键显示电路与主板接口电路相连。优选地，所述智能电容器内还设有过谐波保护电路，过谐波保护电路与主控中心相连。优选地，所述指令收发电路与指令收发电路之间通过RS485接口相连。优选地，所述主控中心为DSP控制芯片，主控中心内设有主控单元、A/D转换单元、谐波检测单元和存储单元，主控单元分别与A/D转换单元、谐波检测单元和存储单元相连，A/D转换单元分别与谐波检测单元、存储单元、电流采样电路和过温掉电保护电路相连。
图1是本实用新型等位式智能电容器组的电路原理框图。图2是本实用新型等位式智能电容器组中各智能电容器的电路原框图。图3是本实用新型等位式智能电容器组中驱动投切电路的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步详细说明本实用新型，但本实用新型的保护范围并不限于此。参照图1，本实用新型的等位式智能电容器组包括N个处于同时运行的智能电容器，在图1中分别标识为I号智能电容器、2号智能电容器、3号智能电容器和N号智能电容器，各个智能电容器之间彼此互联，即各个智能电容器之间彼此通讯连接。参照图2，每个智能电容器内设有主控中心、用于接收或发送运行中各智能电容器控制指令的指令收发电路、电流采样电路、过温掉电保护电路、用于连接三相线的三路驱动投切电路、电容器、按键显示电路、主板接口电路和过谐波保护电路。主控中心分别与主板接口电路、过温掉电保护电路、电流采样电路和过谐波保护电路相连，用于控制各路的输入输出和数据处理；主板接口电路分别与指令收发电路、三路驱动投切电路和按键显示电路相连，主板接口用于传递主控中心发出的控制指令；三路驱动投切电路分别为A相驱动投切电路、B相驱动投切电路和C相驱动投切电路，每路驱动投切电路上均连接有电容器。主控中心为DSP控制芯片，主控中心内设有主控单元、A/D转换单元、谐波检测单元和存储单元，主控单元分别与A/D转换单元、谐波检测单元和存储单元相连，A/D转换单元分别与谐波检测单元、存储单元、电流采样电路、过温掉电保护电路和谐波保护电路相连，主控单元与主板接口电路相连，谐波检测单元用于谐波检测和记录。各智能电容器通过各自的指令收发电路彼此相连，指令收发电路与指令收发电路之间通过RS485接口相连，使各个智能电容器彼此间收发控制信号。[0019]参照图3，各相的驱动投切电路包括光耦隔离器U1、整流二极管D1、电阻R1、电阻R2和同步开关K1。光I禹隔离器Ul的第一输出管脚a与三相线中的一相线相连,第二输出管脚b接地，光耦隔离器Ul的第一输入管脚e和第二输入管脚d上并联有反向的整流二极管Dl，整流二极管Dl与光耦隔离器Ul中的发光二极管反向，光耦隔离器Ul的第一输入管脚e通过电阻Rl与电容器C相连，电阻Rl上并联有电阻R2。电阻Rl与电容器C的连接处与光耦隔离器Ul的第二输入管脚d之间连接有同步开关K1，同步开关Kl的控制端f和d均与主板接口电路相连。本实用新型可实现在电压过零的时候才将同步开关投入，从而避免了涌流；当电压稳定后，使磁保持继电器吸合导通，切出同步开关，磁保持继电器的主回路接触电阻小，功耗小，不发热也没有任何谐波产生；切出时，将同步开关投入，磁保持继电器切出，同步开关导通信号撤销，利用同步开关电流过零关断的特性，实现电流过零自动关断。由于同步开关和磁保持继电器能耗低，速度快，稳定性好，故满足了本实用新型低能耗，反应敏感，产品寿命周期长，成本成倍降低的特点，使本实用新型的安全性得到了大大提高。当系统运行出现过温或过谐波情况导致设备故障时，主控中心发出报警信息，控制切断工作电路保证系统正常运行，使系统的运行安全可靠性更高。同步开关通过相位角技术进行过零投切，实现投入无涌流切除无拉弧的技术指标，这样能提高机械开关的可靠性，提高电容器的使用寿命。本实用新型在工作时，首先完成主控中心的自检、检测电流采样电路及指令收发电路是否正常，如果是正常，谐波检测单元检测电网的功率因数及功率计算。如果功率因数未达到预设值，而且还有共补电容未投切则首先进行共补电容投切，如果共补电容已经投完，则进行分补电容投切，按照从容量大到容量小的投切顺序进行，首先用同步开关过零点进行投切，5秒后投入继电器。当到达预设值停止投切，进行循环检测，如果网络负荷降低进行反序切断，先切断小容量的电容，再切断大容量电容，切断时也是先进行同步开关零点切入断开继电器，断开同步开关。本实用新型适用于系统中存在多个智能电容器同时运行的状态下，换句话说，本实用新型是对智能电容器彼此间的通讯方式进行组网，并采用等位式循环通讯方式。其中，等位式是指系统中每一个智能电容器均处于同一级别，所有运行中的智能电容器中的任意一个为主机时，则该主机通过指令收发电路发送控制指令到其它智能电容器中，一旦任意智能电容器接收到控制指令，则配置该智能电容器为从机。主机可以根据网内的所有智能电容器按照容量进行分组、分序列排序，然后根据现场的投切状况进行循环投切，主机也可根据预设工作时间进行循环投切，避免某个智能电容器长时间疲劳工作而损坏。当主机出现故障规定时间内从机没有接收到主机的指令，系统会按照地址号最低的从机升级为主机重新进行组网排序，以此类推。上述说明中，凡未加特别说明的，均采用现有技术中的常规技术手段。
权利要求1.一种等位式智能电容器组，其特征在于，所述等位式智能电容器组包括多个处于同时运行的智能电容器，每个智能电容器内设有主控中心、用于接收或发送运行中各智能电容器控制指令的指令收发电路、电流采样电路、过温掉电保护电路、用于连接三相线的三路驱动投切电路和电容器，主控中心分别与指令接收电路、电流采样电路、过温掉电保护电路和三路驱动投切电路相连，三路驱动投切电路分别与对应的电容器相连，各智能电容器通过各自的指令收发电路相连； 所述驱动投切电路包括光耦隔离器、整流二极管、电阻和同步开关，光耦隔离器的第一输出管脚与三相线中的一相线相连，第二输出管脚接地，光耦隔离器的第一输入管脚和第二输入管脚上并联有反向的整流二极管，光耦隔离器的第一输入管脚通过电阻与电容相连，电阻与电容的连接处与光稱隔尚器的第二输入管脚之间连接有同步开关，同步开关与主控中心相连。
2.根据权利要求1所述的等位式智能电容器组，其特征在于，所述智能电容器内还设有按键显示电路和主板接口电路，主板接口电路连接在三路驱动投切电路与主控中心之间，按键显示电路与主板接口电路相连。
3.根据权利要求1所述的等位式智能电容器组，其特征在于，所述智能电容器内还设有过谐波保护电路，过谐波保护电路与主控中心相连。
4.根据权利要求1所述的等位式智能电容器组，其特征在于，所述指令收发电路与指令收发电路之间通过RS485接口相连。
5.根据权利要求1所述的等位式智能电容器组，其特征在于，所述主控中心为DSP控制芯片，主控中心内设有主控单元、A/D转换单元、谐波检测单元和存储单元，主控单元分别与A/D转换单元、谐波检测单元和存储单元相连，A/D转换单元分别与谐波检测单元、存储单元、电流采样电路和过温掉电保护电路相连。
专利摘要本实用新型涉及一种等位式智能电容器组，包括多个处于同时运行的智能电容器，每个智能电容器内设有主控中心、指令收发电路、电流采样电路、过温掉电保护电路、三路驱动投切电路和电容器，主控中心分别与指令接收电路、电流采样电路、过温掉电保护电路和和三路驱动投切电路相连，三路驱动投切电路分别与对应的电容器相连，各智能电容器通过各自的指令收发电路相连；所述驱动投切电路包括光耦隔离器、整流二极管、电阻和同步开关。本实用新型根据预设将每一个智能电容器配置为主机或从机，同时，主机和从机的角色可互换，灵活性高，具有使用寿命长、体积小、功耗低、无功补偿精细、运行可靠性高和便于维护的特点。
文档编号H02J3/18GK203071581SQ20132006115
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者黄海宇, 王莉, 马庆华, 楼科 申请人:杭州得诚电力科技有限公司