分补共补通用型智能电容器的制造方法
分补共补通用型智能电容器的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于无功补偿设备【技术领域】，特别涉及一种分补共补通用型智能电容器。智能电容器由液晶显示模块、按键操作模块、同步检测模块、功率/电能测量模块、单片机、磁保持继电器驱动模块和包含磁保持继电器的主电路构成。同步检测模块生成电压同步信号输入到单片机中，功率/电能测量模块测量电气参数并输入到单片机中，单片机与液晶显示模块和按键操作模块相连完成分补和共补功能的显示和操作，单片机与磁保持继电器驱动模块相连驱动磁保持继电器，含磁保持继电器的主电路与电网相连完成电容器的投切。本实用新型将分补与共补两种功能统一在具有通用性的控制器中，易于生产和调试；适用于现场分补与共补之间容量比例变化的场合，应用灵活。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于无功补偿设备【技术领域】，特别涉及一种分补共补通用型智能电容 器。 分补共补通用型智能电容器
【背景技术】
[0002] 随着社会经济的发展，低压电网中用电的结构和用电量发生了根本的变化，电网 中无功功率的消耗日益增大。利用补偿设备进行无功补偿是解决无功影响的重要手段。
[0003] 智能电容器作为无功补偿设备，以电力电容器为主体，以智能控制器为控制中心 控制磁保持继电器延时闭合或延时关断，实现磁保持继电器对电力电容器的过零投切技 术，进而对电网进行无功补偿。智能电容器具有智能化、小型化、网络化等特点，与传统的低 压无功补偿产品相比，其操作更简单，界面更直观。智能电容器具有自动循环投切功能、混 合分级优化补偿功能、保护功能、测量功能、控制功能、通信功能等。
[0004] 通常智能电容器有两个系列产品，分别是分补型智能电容器和共补型智能电容 器，当三相无功负荷不平衡时采用分补型智能电容器，三相电容器分相控制，补偿精度高， 但是价格贵，控制复杂，线路复杂；在二相无功负荷平衡时米用共补型智能电容器，二相电 容器都投入到电网上，共补智能电容器控制简单，价格低廉，可靠性高，但无法补偿三相不 平衡无功功率。结合分补型智能电容器和共补型智能电容器的优点，多台分补智能电容器 和多台共补智能电容器组合起来构成混合补偿，对无功功率进行三相共补后，根据各相负 荷情况进行分相补偿，补偿效果和经济效益明显。
[0005] 在实际应用过程中，由现场无功情况确定分补智能电容器与共补智能电容器之间 的补偿容量及比例，多台分补智能电容器和多台共补智能电容器进行组合，构成分补与共 补之间固定比例的混合补偿，出厂后最大的分补容量和最大的共补容量就固定了。在分补 和共补之间的补偿容量的比例变化较大的场合，不能调整分补的最大补偿容量和共补的最 大补偿容量。
【发明内容】
[0006] 本实用新型针对现有智能电容器设备中存在的不足，提供一种分补共补通用型智 能电容器，其特征在于，智能电容器由液晶显示模块、按键操作模块、同步检测模块、功率/ 电能测量模块、单片机、磁保持继电器驱动模块和包含磁保持继电器的主电路构成；同步检 测模块生成电压同步信号输入到单片机中，功率/电能测量模块进行电气参数测量并输入 到单片机中，单片机与液晶显示模块和按键操作模块相连完成分补和共补功能的显示和操 作，单片机与磁保持继电器驱动模块相连完成主电路磁保持继电器的驱动功能，含磁保持 继电器的主电路与电网相连完成电容器的投切。
[0007] 所述单片机采用Stm8系列单片机。
[0008] 所述电容器采用星型接法，智能电容器主电路采用三相四线方法接入电网，包含 中线（N线)。
[0009] 所述磁保持继电器闭合后电容器连接到电网上进行无功补偿。
[0010] 所述智能电容器的控制器与主电路采用上下分体模块结构。
[0011] 本实用新型的优点在于：由用户通过液晶显示模块和按键操作模块设置单台智能 电容器是分补还是共补，简单操作可以实现分补与共补的转换；在分补和共补之间的补偿 容量的比例变化较大的场合，可实现分补和共补的台数和容量的再分配，可增大分补或者 共补的最大补偿容量，应用灵活；本实用新型将分补与共补两种功能统一在具有通用性的 控制器中，易于生产和调试。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型的分补共补通用型智能电容器结构示意图。
[0013] 图2为本实用新型的分补共补通用型智能电容器的程序流程图。
[0014] 图3为本实用新型的分补共补通用型智能电容器的分补程序流程图。
[0015] 图4为本实用新型的分补共补通用型智能电容器的共补程序流程图。
【具体实施方式】
[0016] 本实用新型提供了一种分补共补通用型智能电容器，下面通过【专利附图】
【附图说明】和具体实 施方式对本实用新型做进一步说明。
[0017] 图1为本实用新型的分补共补通用型智能电容器结构示意图，由液晶显示模块、 按键操作模块、同步检测模块、功率/电能测量模块、单片机、磁保持继电器驱动模块和包 含磁保持继电器的主电路构成。在单片机程序中增加分补和共补选择功能，通过液晶显示 模块显示该功能，由按键操作模块输入该功能，当选择分补功能时单片机进入分补程序，当 选择共补功能时单片机进入共补程序。在分补程序中，选择a相电压同步信号和功率/电 能参数作为控制所需电气参数泌相和c相电压同步信号和功率/电能参数作为6相和c相 过零投切和保护功能的参考；在分补程序中，a、6、c三相过零投切和保护功能分别独立控 制。
[0018] 在图1中，将检测到的a相j相和C相电压信号分别进行过零比较产生各相的电 压同步信号，电网电压为正时电网电压同步信号为+5V高电平，当电网电压为负时电网电 压同步信号为0V低电平。将电压同步信号输入到单片机GPI0 口。分补时在a相电压同步 信号上升沿时刻单片机GPI0 口产生a相上升沿中断，进入中断程序，在中断程序中通过通 讯读取a相功率/电能芯片的功率和电能信息，进行无功计算和电容器投切控制，经过磁保 持继电器预设的闭合驱动延时或关断驱动延时后，单片机输出a相投切信号，经过驱动电 路放大后驱动磁保持继电器，驱动脉冲要持续100ms。在6相和c相电压同步信号上升沿到 来后，经过磁保持继电器预设的闭合驱动延时或关断驱动延时后，分别驱动6相和c相磁保 持继电器。共补时，a相电压同步信号上升沿时刻单片机GPI0 口产生a相上升沿中断，进 入中断程序，在中断程序中通过通讯读取功率/电能芯片来得到a相功率和电能信息，进行 无功计算和电容器投切控制，经过磁保持继电器预设的闭合驱动延时或关断驱动延时后， 单片机输出a相投切信号，经过驱动电路放大后驱动磁保持继电器4相和c相分别通过各 自的中断完成与a相相同的过程。
[0019] 图2为本实用新型的分补共补通用型智能电容器的程序流程图，首先判断按键 操作模块输入的信号是分补还是共补。如果是分补，那么进入分补程序，在图3所示的本实 用新型的分补共补通用型智能电容器的分补程序流程图中，开启a相所对应的单片机GPIO 口上升沿中断来等待电压同步信号上升沿。当a相电压同步信号上升沿到来时，读取a相功 率/电能芯片中的功率和电能信息，然后进行无功计算，得出投切指令，经过磁保持继电器 预设的闭合驱动延时或关断驱动延时后单片机GPIO 口输出a相投切信号，如果a相电压同 步信号上升沿没有到来，开启6相所对应的单片机GPIO 口上升沿中断来进行6相的操作。 办相和c相重复上述类似的过程。当按键操作模块输入的信号是共补时，那么进入共补程 序，在图4所示的本实用新型的分补共补通用型智能电容器的共补程序流程图中，开启a相 所对应的单片机GPIO 口上升沿中断来等待电压同步信号上升沿，a相电压同步信号上升 沿到来时，读取a相功率/电能芯片中的功率和电能信息，进行无功计算，得出投切指令，经 过磁保持继电器预设的闭合驱动延时或关断驱动延时后单片机GPIO 口输出a相投切信号； 然后开启6相所对应的单片机GPIO 口上升沿中断来等待6相电压同步信号上升沿4相电 压同步信号上升沿到来后，经过磁保持继电器预设的闭合驱动延时或关断驱动延时后单片 机GPIO 口输出6相投切信号；最后开启c相所对应的单片机GPIO 口上升沿中断来等待c 相电压同步信号上升沿，c相电压同步信号上升沿到来后，经过磁保持继电器预设的闭合驱 动延时或关断驱动延时后单片机GPIO 口输出c相投切信号。如果6相和c相电压同步信 号没有到来，那么输出a相3相和c相切除信号，表明智能电容器运行有故障。
[0020] 在多台智能电容器运行的混合补偿场合，用户可通过液晶显示模块和按键操作模 块设置单台智能电容器是分补还是共补，可以实现分补与共补的转换，实现分补和共补的 台数和容量的再分配。
【权利要求】
1. 分补共补通用型智能电容器，其特征在于，智能电容器由液晶显示模块、按键操作模 块、同步检测模块、功率/电能测量模块、单片机、磁保持继电器驱动模块和包含磁保持继 电器的主电路构成；同步检测模块生成电压同步信号输入到单片机中，功率/电能测量模 块进行电气参数测量并输入到单片机中，单片机与液晶显示模块和按键操作模块相连完成 分补和共补功能的显示和操作，单片机与磁保持继电器驱动模块相连完成主电路磁保持继 电器的驱动功能，含磁保持继电器的主电路与电网相连完成电容器的投切。
2. 根据权利要求1所述的分补共补通用型智能电容器，其特征在于，所述单片机采用 stm8系列单片机。
3. 根据权利要求1所述的分补共补通用型智能电容器，其特征在于，所述电容器采用 星型接法，智能电容器主电路采用三相四线方法接入电网，包含中线（N线)。
4. 根据权利要求1所述的分补共补通用型智能电容器，其特征在于，所述磁保持继电 器闭合后电容器连接到电网上进行无功补偿。
5. 根据权利要求1所述的分补共补通用型智能电容器，其特征在于，所述智能电容器 的控制器与主电路采用上下分体模块结构。
【文档编号】H02J3/18GK203883481SQ201420172144
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】赵国鹏, 韩民晓, 刘涛, 王志春 申请人:华北电力大学, 厦门明翰电气股份有限公司
【专利摘要】本实用新型属于无功补偿设备【技术领域】，特别涉及一种分补共补通用型智能电容器。智能电容器由液晶显示模块、按键操作模块、同步检测模块、功率/电能测量模块、单片机、磁保持继电器驱动模块和包含磁保持继电器的主电路构成。同步检测模块生成电压同步信号输入到单片机中，功率/电能测量模块测量电气参数并输入到单片机中，单片机与液晶显示模块和按键操作模块相连完成分补和共补功能的显示和操作，单片机与磁保持继电器驱动模块相连驱动磁保持继电器，含磁保持继电器的主电路与电网相连完成电容器的投切。本实用新型将分补与共补两种功能统一在具有通用性的控制器中，易于生产和调试；适用于现场分补与共补之间容量比例变化的场合，应用灵活。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于无功补偿设备【技术领域】，特别涉及一种分补共补通用型智能电容 器。 分补共补通用型智能电容器
【背景技术】
[0002] 随着社会经济的发展，低压电网中用电的结构和用电量发生了根本的变化，电网 中无功功率的消耗日益增大。利用补偿设备进行无功补偿是解决无功影响的重要手段。
[0003] 智能电容器作为无功补偿设备，以电力电容器为主体，以智能控制器为控制中心 控制磁保持继电器延时闭合或延时关断，实现磁保持继电器对电力电容器的过零投切技 术，进而对电网进行无功补偿。智能电容器具有智能化、小型化、网络化等特点，与传统的低 压无功补偿产品相比，其操作更简单，界面更直观。智能电容器具有自动循环投切功能、混 合分级优化补偿功能、保护功能、测量功能、控制功能、通信功能等。
[0004] 通常智能电容器有两个系列产品，分别是分补型智能电容器和共补型智能电容 器，当三相无功负荷不平衡时采用分补型智能电容器，三相电容器分相控制，补偿精度高， 但是价格贵，控制复杂，线路复杂；在二相无功负荷平衡时米用共补型智能电容器，二相电 容器都投入到电网上，共补智能电容器控制简单，价格低廉，可靠性高，但无法补偿三相不 平衡无功功率。结合分补型智能电容器和共补型智能电容器的优点，多台分补智能电容器 和多台共补智能电容器组合起来构成混合补偿，对无功功率进行三相共补后，根据各相负 荷情况进行分相补偿，补偿效果和经济效益明显。
[0005] 在实际应用过程中，由现场无功情况确定分补智能电容器与共补智能电容器之间 的补偿容量及比例，多台分补智能电容器和多台共补智能电容器进行组合，构成分补与共 补之间固定比例的混合补偿，出厂后最大的分补容量和最大的共补容量就固定了。在分补 和共补之间的补偿容量的比例变化较大的场合，不能调整分补的最大补偿容量和共补的最 大补偿容量。
【发明内容】
[0006] 本实用新型针对现有智能电容器设备中存在的不足，提供一种分补共补通用型智 能电容器，其特征在于，智能电容器由液晶显示模块、按键操作模块、同步检测模块、功率/ 电能测量模块、单片机、磁保持继电器驱动模块和包含磁保持继电器的主电路构成；同步检 测模块生成电压同步信号输入到单片机中，功率/电能测量模块进行电气参数测量并输入 到单片机中，单片机与液晶显示模块和按键操作模块相连完成分补和共补功能的显示和操 作，单片机与磁保持继电器驱动模块相连完成主电路磁保持继电器的驱动功能，含磁保持 继电器的主电路与电网相连完成电容器的投切。
[0007] 所述单片机采用Stm8系列单片机。
[0008] 所述电容器采用星型接法，智能电容器主电路采用三相四线方法接入电网，包含 中线（N线)。
[0009] 所述磁保持继电器闭合后电容器连接到电网上进行无功补偿。
[0010] 所述智能电容器的控制器与主电路采用上下分体模块结构。
[0011] 本实用新型的优点在于：由用户通过液晶显示模块和按键操作模块设置单台智能 电容器是分补还是共补，简单操作可以实现分补与共补的转换；在分补和共补之间的补偿 容量的比例变化较大的场合，可实现分补和共补的台数和容量的再分配，可增大分补或者 共补的最大补偿容量，应用灵活；本实用新型将分补与共补两种功能统一在具有通用性的 控制器中，易于生产和调试。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型的分补共补通用型智能电容器结构示意图。
[0013] 图2为本实用新型的分补共补通用型智能电容器的程序流程图。
[0014] 图3为本实用新型的分补共补通用型智能电容器的分补程序流程图。
[0015] 图4为本实用新型的分补共补通用型智能电容器的共补程序流程图。
【具体实施方式】
[0016] 本实用新型提供了一种分补共补通用型智能电容器，下面通过【专利附图】
【附图说明】和具体实 施方式对本实用新型做进一步说明。
[0017] 图1为本实用新型的分补共补通用型智能电容器结构示意图，由液晶显示模块、 按键操作模块、同步检测模块、功率/电能测量模块、单片机、磁保持继电器驱动模块和包 含磁保持继电器的主电路构成。在单片机程序中增加分补和共补选择功能，通过液晶显示 模块显示该功能，由按键操作模块输入该功能，当选择分补功能时单片机进入分补程序，当 选择共补功能时单片机进入共补程序。在分补程序中，选择a相电压同步信号和功率/电 能参数作为控制所需电气参数泌相和c相电压同步信号和功率/电能参数作为6相和c相 过零投切和保护功能的参考；在分补程序中，a、6、c三相过零投切和保护功能分别独立控 制。
[0018] 在图1中，将检测到的a相j相和C相电压信号分别进行过零比较产生各相的电 压同步信号，电网电压为正时电网电压同步信号为+5V高电平，当电网电压为负时电网电 压同步信号为0V低电平。将电压同步信号输入到单片机GPI0 口。分补时在a相电压同步 信号上升沿时刻单片机GPI0 口产生a相上升沿中断，进入中断程序，在中断程序中通过通 讯读取a相功率/电能芯片的功率和电能信息，进行无功计算和电容器投切控制，经过磁保 持继电器预设的闭合驱动延时或关断驱动延时后，单片机输出a相投切信号，经过驱动电 路放大后驱动磁保持继电器，驱动脉冲要持续100ms。在6相和c相电压同步信号上升沿到 来后，经过磁保持继电器预设的闭合驱动延时或关断驱动延时后，分别驱动6相和c相磁保 持继电器。共补时，a相电压同步信号上升沿时刻单片机GPI0 口产生a相上升沿中断，进 入中断程序，在中断程序中通过通讯读取功率/电能芯片来得到a相功率和电能信息，进行 无功计算和电容器投切控制，经过磁保持继电器预设的闭合驱动延时或关断驱动延时后， 单片机输出a相投切信号，经过驱动电路放大后驱动磁保持继电器4相和c相分别通过各 自的中断完成与a相相同的过程。
[0019] 图2为本实用新型的分补共补通用型智能电容器的程序流程图，首先判断按键 操作模块输入的信号是分补还是共补。如果是分补，那么进入分补程序，在图3所示的本实 用新型的分补共补通用型智能电容器的分补程序流程图中，开启a相所对应的单片机GPIO 口上升沿中断来等待电压同步信号上升沿。当a相电压同步信号上升沿到来时，读取a相功 率/电能芯片中的功率和电能信息，然后进行无功计算，得出投切指令，经过磁保持继电器 预设的闭合驱动延时或关断驱动延时后单片机GPIO 口输出a相投切信号，如果a相电压同 步信号上升沿没有到来，开启6相所对应的单片机GPIO 口上升沿中断来进行6相的操作。 办相和c相重复上述类似的过程。当按键操作模块输入的信号是共补时，那么进入共补程 序，在图4所示的本实用新型的分补共补通用型智能电容器的共补程序流程图中，开启a相 所对应的单片机GPIO 口上升沿中断来等待电压同步信号上升沿，a相电压同步信号上升 沿到来时，读取a相功率/电能芯片中的功率和电能信息，进行无功计算，得出投切指令，经 过磁保持继电器预设的闭合驱动延时或关断驱动延时后单片机GPIO 口输出a相投切信号； 然后开启6相所对应的单片机GPIO 口上升沿中断来等待6相电压同步信号上升沿4相电 压同步信号上升沿到来后，经过磁保持继电器预设的闭合驱动延时或关断驱动延时后单片 机GPIO 口输出6相投切信号；最后开启c相所对应的单片机GPIO 口上升沿中断来等待c 相电压同步信号上升沿，c相电压同步信号上升沿到来后，经过磁保持继电器预设的闭合驱 动延时或关断驱动延时后单片机GPIO 口输出c相投切信号。如果6相和c相电压同步信 号没有到来，那么输出a相3相和c相切除信号，表明智能电容器运行有故障。
[0020] 在多台智能电容器运行的混合补偿场合，用户可通过液晶显示模块和按键操作模 块设置单台智能电容器是分补还是共补，可以实现分补与共补的转换，实现分补和共补的 台数和容量的再分配。
【权利要求】
1. 分补共补通用型智能电容器，其特征在于，智能电容器由液晶显示模块、按键操作模 块、同步检测模块、功率/电能测量模块、单片机、磁保持继电器驱动模块和包含磁保持继 电器的主电路构成；同步检测模块生成电压同步信号输入到单片机中，功率/电能测量模 块进行电气参数测量并输入到单片机中，单片机与液晶显示模块和按键操作模块相连完成 分补和共补功能的显示和操作，单片机与磁保持继电器驱动模块相连完成主电路磁保持继 电器的驱动功能，含磁保持继电器的主电路与电网相连完成电容器的投切。
2. 根据权利要求1所述的分补共补通用型智能电容器，其特征在于，所述单片机采用 stm8系列单片机。
3. 根据权利要求1所述的分补共补通用型智能电容器，其特征在于，所述电容器采用 星型接法，智能电容器主电路采用三相四线方法接入电网，包含中线（N线)。
4. 根据权利要求1所述的分补共补通用型智能电容器，其特征在于，所述磁保持继电 器闭合后电容器连接到电网上进行无功补偿。
5. 根据权利要求1所述的分补共补通用型智能电容器，其特征在于，所述智能电容器 的控制器与主电路采用上下分体模块结构。
【文档编号】H02J3/18GK203883481SQ201420172144
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】赵国鹏, 韩民晓, 刘涛, 王志春 申请人:华北电力大学, 厦门明翰电气股份有限公司
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