一种高压动态无功补偿装置的制作方法

本实用新型涉及无功补偿装置技术领域，特别是涉及一种高压动态无功补偿装置。

背景技术：

在高压动态无功补偿装置中，为提高高压动态无功补偿装置的安全性、避免高压电力电容发生爆炸等事件，在高压电力电容器内部通常设置有温度检测装置，以确认高压电力电容器的内部温度是否超限。

然而，现有技术中，高压电力电容器内部的温度检测装置通常设置为有线连接的方式，如此设置，会因为安全距离等要求而使得高压动态无功补偿装置布设困难，工艺难度增加。为避免上述问题，现有技术一般将温度传感器置于电容体表面，然而，如此设置，在进行温度检测过程中，易造成响应时间的延迟，进而无法对高压电力电容器进行实施控制。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种高压动态无功补偿装置。

本实用新型采用的技术方案是：

一种高压动态无功补偿装置，包括晶闸管，所述晶闸管的第一阳极与三相电输入端电连接，所述晶闸管的第二阳极与高压电力电容器电连接，所述晶闸管的门极通过隔离驱动电路与第二处理器电连接；所述高压电力电容器内设置有第一处理器、温度检测电路和无线发送电路，所述温度检测电路和无线发送电路均与第一处理器电连接；所述第二处理器电连接有无线接收电路。

优选地，所述第二处理器还电连接有电流采样电路和电压采样电路。

进一步优选地，所述高压电力电容器内还设置有压力检测电路，所述压力检测电路与第一处理器电连接。

进一步优选地，所述温度检测电路包括热敏电阻，所述热敏电阻的一极与第一处理器的第一数字输入输出引脚电连接，所述热敏电阻的另一极接地。

进一步优选地，所述压力检测电路包括压阻式变换芯片、第一运放、第二运放、第三电阻、第二电阻、第五电阻和第四电阻，所述压阻式变换芯片共有四个接线极，所述压阻式变换芯片的第一极接地，所述压阻式变换芯片的第二极和第三极分别与第一运放的同相输入端和反相输入端电连接，所述第一运放的同相输入端还通过第三电阻接地，所述第一运放的反相输入端还通过第二电阻与第一运放的输出端电连接，所述第一运放的输出端与第二电阻的结合点通过第五电阻与第二运放的同相输入端电连接，所述第二运放的反相输入端接地，所述第二运放的同相输入端还通过第四电阻与第二运放的输出端电连接，所述第二运放的输出端和第四电阻的结合点与第一处理器的第二数字输入输出引脚电连接。

优选地，所述第一处理器和第二处理器的型号均为cc1110f32。

本实用新型的有益效果集中体现在，布设难度低，同时响应速度快、安全性高。具体来说，本实用新型在使用过程中，当高压电力电容器内温度发生变化时，温度检测电路输出的电压随之变化，第一处理器实时接收温度检测电路输出的电压，然后将该电压转换为数字信号，最后将数字信号发送至无线发送电路；无线接收电路实时接收由无线发送电路输出的数字信号，然后将数字信号发送至第二处理器；第二处理器实时接收由无线接收电路发送的数字信号，然后将该数字信号调节为温度信号，并在温度超过阈值时，通过隔离驱动电路驱动晶闸管切除投入的高压电力电容器或拒投高压电力电容器，以此保护高压电力电容器和高压动态无功补偿装置的安全，避免发生电力安全事故。本实施例中，由于温度检测电路和第二处理器采用无线连接，有效减轻了高压动态无功补偿装置的布设难度，同时可实现对高压电力电容器的实时监控，安全性高；另外，由于温度检测电路、第一处理器和无线发送电路均设置在高压电力电容器内部，温度检测装置可实时响应，避免响应时间延迟的问题。

附图说明

图1是本实用新型的控制框图；

图2是本实用新型中第一处理器电路、无线发送电路、温度检测电路和压力检测电路的电路原理图；

图3是本实用新型中第二处理器电路的电路原理图；

图4是本实用新型中无线接收电路的电路原理图；

图5是本实用新型中电流采样电路的电路原理图；

图6是本实用新型中电压采样电路的电路原理图；

图7是本实用新型中隔离驱动电路和晶闸管的电路原理图；

图8是本实用新型中显示屏电路的电路原理图；

图9是本实用新型中复位电路的电路原理图。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供一种高压动态无功补偿装置，如图1所示，包括晶闸管，晶闸管的第一阳极与三相电输入端电连接，应当理解的是，三相电输入端即为上级开关柜出线端，晶闸管的第二阳极与高压电力电容器电连接，晶闸管的门极通过隔离驱动电路与第二处理器u3电连接；高压电力电容器内设置有第一处理器ic1、温度检测电路和无线发送电路，温度检测电路和无线发送电路均与第一处理器ic1电连接；第二处理器u3电连接有无线接收电路。

具体地，如图2所示为第一处理器电路、无线发送电路和温度检测电路的电路原理图；图3为第二处理器u3的电路原理图；图4为无线接收电路的电路原理图。图7为隔离驱动电路和晶闸管的电路原理图。

本实施例中，第一处理器ic1和第二处理器u3的型号均为cc1110f32，型号为cc1110f32的无线射频ic芯片具备先进的低功耗工作模式，可有效减轻系统的功耗。具体地，第一处理器ic1的第一数字输入输出引脚pa0与温度检测电路电连接，第一处理器ic1的第二数字输入输出引脚pa1与压力检测电路电连接，第一处理器ic1的射频连接脚rf与第一天线电连接。

隔离驱动电路中设置有a、b、c三相，以c相为例，第二处理器u3的脉冲信号经第三三极管q3放大后，通过变压器t3的次级绕组输送至晶闸管ts3的门极，晶闸管ts3导通，然后投入高压电力电容器，力率得到提高。具体地，晶闸管ts3为双向三级晶闸管，晶闸管ts3的门极和t1极与变压器t3的初级绕组的两极电连接，晶闸管ts3的t2极与高压电力电容器电连接。

本实施例的工作原理如下：当高压电力电容器内温度发生变化时，温度检测电路输出的电压随之变化，第一处理器ic1实时接收温度检测电路输出的电压，然后将该电压转换为数字信号，最后将数字信号发送至无线发送电路；无线接收电路实时接收由无线发送电路输出的数字信号，然后将数字信号发送至第二处理器u3；第二处理器u3实时接收由无线接收电路发送的数字信号，然后将该数字信号调节为温度信号，并在温度超过阈值时，通过隔离驱动电路驱动晶闸管切除投入的高压电力电容器或拒投高压电力电容器，以此保护高压电力电容器和高压动态无功补偿装置的安全，避免发生电力安全事故。本实施例中，由于温度检测电路和第二处理器u3采用无线连接，有效减轻了高压动态无功补偿装置的布设难度，同时可实现对高压电力电容器的实时监控，安全性高；另外，由于温度检测电路、第一处理器ic1和无线发送电路均设置在高压电力电容器内部，温度检测装置可实时响应，避免响应时间延迟的问题。

具体地，本实施例中，温度检测电路包括热敏电阻rt，热敏电阻rt的一极与第一处理器ic1的第一数字输入输出引脚pa0电连接，热敏电阻rt的另一极接地。热敏电阻rt的电阻值随温度变化，其上的电压输入第一处理器ic1的第一数字输入输出引脚pa0，然后经第一处理器ic1进行a/d转换为数字信号，第一处理器ic1向数字信号内加入地址信息后，将数字信号发送至无线发送电路，然后由无线发送电路发送至高压电力电容器外。

本实施例中，第二处理器u3还电连接有电流采样电路和电压采样电路。

具体地，电流采样电路的电路原理图如图5所示，电流采样电路包括电流互感器ta和第一a/d转换器ic3，电流互感器ta用于测量线路的电流信号，同时可起到电流变换和电气隔离作用，线路的电流信号经电流互感器ta转换后，送入第一a/d转换器ic3采样转换，采样转换后的信号送入第二处理器u3的34脚，并通过/cs、clk输出至第二处理器u3的32脚和33脚以与电压采样同步。其中电流互感器ta的型号为mct1，用于高精度，小相位误差要求的三相电能表等电能计量装置；采用联体式互感器比同数量单体互感器更节省表内空间；线性范围宽，输出电流精度高，一致性好。

电压采样电路的电路原理图如图6所示，电压采样电路包括电压互感器(tv1、tv2和tv3)和第二a/d转换器ic4，电压互感器用于测量三相线路的电压信号，电压信号经电压互感器转换后，送入第二a/d转换器ic4采样转换，采样转换后的信号送入第二处理器u3的35脚，并通过/cs、clk输出至第二处理器u3的32脚和33脚以与电流采样同步；a、b、c三相过零信号分别送入微处理器的37脚、1脚、3脚。其中，电压互感器的型号为hgqv2。

本实施例中，第一a/d转换器ic3和第二a/d转换器ic4的型号均为ic3tlc549，该型号的a/d转换器ti公司生产的一种低价位、高性能的8位a/d转换器。采用了cmos工艺，它以8位开关电容逐次逼近的方法实现a/d转换。

电流采样电路和电压采样电路在采样时有同步信号，另外，电压采样电路采样中同时采样过零点信号。

进一步地，高压电力电容器内还设置有压力检测电路，压力检测电路与第一处理器ic1电连接。压力检测电路可检测高压电力电容器的压力定值。

具体地，压力检测电路包括压阻式变换芯片rh、第一运放rs1、第二运放rs2、第三电阻r3、第二电阻r2、第五电阻r5和第四电阻r4，压阻式变换芯片rh共有四个接线极，压阻式变换芯片rh的第一极接地，压阻式变换芯片rh的第二极和第三极分别与第一运放rs1的同相输入端和反相输入端电连接，第一运放rs1的同相输入端还通过第三电阻r3接地，第一运放rs1的反相输入端还通过第二电阻r2与第一运放rs1的输出端电连接，第一运放rs1的输出端与第二电阻r2的结合点通过第五电阻r5与第二运放rs2的同相输入端电连接，第二运放rs2的反相输入端接地，第二运放rs2的同相输入端还通过第四电阻r4与第二运放rs2的输出端电连接，第二运放rs2的输出端和第四电阻r4的结合点与第一处理器ic1的第二数字输入输出引脚pa1电连接。在工作过程中，压阻式变换芯片rh内部的桥式电路检测到的压力信号经第一运放rs1差动放大后，再经第二运放rs2再次放大，然后送入第一处理器ic1的第二数字输入输出引脚pa1，再经第一处理器ic1通过a/d转换为数字信号，最后由第一处理器ic1加入地址信息后，由无线发送电路发送至高压电力电容器外。

压阻式变换芯片rh采用型号为gzp1006的绝缘型压阻式压力敏感芯片实现，其具有良好的线性、重复性和稳定性，灵敏度高，方便用户采用运放或集成电路针对输出进行调试。

本实施例在实施过程中，第二处理器u3可根据电流采样电路和电压采样电路送来的信号，计算出相应的无功量，然后根据预定的电容量定值，决定高压动态无功补偿装置是否投入高压电力电容器。当需要投入高压电力电容器时，根据无线接收电路接收到的温度信号和压力信号，并根据第二处理器u3内预存的温度定值和压力定值，判定高压电力电容器内部温度和压力是否超限；当温度或压力超限后，不发投入脉冲，使高压电力电容器处于闭锁并向用户显示提示信息。当电容器投入以后，第二处理器u3计算出无线接收电路送来的温度或压力信号超限时，关闭脉冲信号使晶闸管切除高压电力电容器，并使高压电力电容器处于闭锁状态。由此实现对高压动态无功补偿装置的全面保护。

进一步地，为显示高压动态无功补偿装置中电流、电压和/或无功量等数据，本实施例还设置有显示屏电路，如图8所示，显示屏电路与第二处理器u3电连接；为实现对第二处理器u3的复位，如图9所示，本实施例还设置有复位电路，复位电路与第二处理器u3电连接。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。