现场过零投切校正的智能电容器制造技术

本发明专利技术属于无功补偿设备技术领域，特别涉及一种现场过零投切校正的智能电容器。智能电容器由液晶显示模块、按键操作模块、电压互感器、同步信号生成模块、微控制器、磁保持继电器驱动模块、闭合关断检测模块和主电路构成。微控制器通过液晶显示模块和按键操作模块完成过零投切校正功能的设置。微控制器检测相电压的同步信号，闭合关断检测模块检测主电路闭合关断状态，生成反馈信号输入到微控制器中，微控制器判断过零时刻偏差后修正驱动时刻，保障智能电容器过零投切电容。本发明专利技术现场由用户操作来校正过零投切时刻，抑制涌流和过电压，提高智能电容器的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无功补偿设备
，特别涉及一种现场过零投切校正的智能电容器。
技术介绍
电力系统中的负载类型大部分属于阻性和感性，加上用电企业普遍广泛地使用电力电子设备，使电网功率因数较低。较低的功率因数降低了设备利用率，增加了供电投资，降低了设备使用寿命，大大增加了线路损耗。并联电容器后，电容器的电流将抵消一部分电感电流，从而使总电流减小，电压与电流的相位差变小，提高了功率因数。加强和改善配电网的无功补偿状况具有非常重要的意义，具有很好的经济和社会效益。智能电容器集成了现代测控、电力电子、网络通讯、自动化控制、电力电容器等先进技术。智能电容器根据负荷无功功率的大小自动投切，动态补偿无功功率。智能电容器采用模块化设计，组成模块有：高品质电容器，智能测控模块，投切开关模块，线路保护模块，人机界面模块等。智能电容器具有补偿效果好，体积小，功耗低，价格廉，成本低，使用灵活，维护方便，使用寿命长，可靠性高的特点，适应了现代电网对无功补偿的要求。智能电容器内置投切开关模块。投切开关模块可以用晶闸管，也可以用磁保持继电器。智能电容器的电容充分放电后需要在电网电压过零时刻投入，运行时要求电容在电容电流过零时刻切除，保障投切过程无高频涌流，无操作过电压。电容电流过零点超前和滞后于电网电压过零点四分之一个电网电压周期。现有基于磁保持继电器的智能电容器在出厂前进行了过零投切测试，实现了过零投切，保障了投切过程无高频涌流和过电压，但是磁保持继电器闭合时间和关断时间与驱动电压、电网电压、电网频率、温度及磁保持继电器本身均有关系，在不同的运行环境中，磁保持继电器闭合时间和关断时间会有偏移，不确定的参数变化使得磁保持继电器不容易控制为过零闭合或过零关断，投切过程会出现高频涌流或过电压，尤其在智能电容器长时间现场运行后，其磁保持继电器的过零闭合或过零关断时刻会变化。因此，现有的智能电容器不能基于现场运行环境校正过零投切时刻，不能很好地满足抑制涌流和过电压的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种现场过零投切校正的智能电容器，用于现场对智能电容器的投切时刻进行校正，保障电容器过零投切。为了实现上述目的，本专利技术提出的技术方案是通过设置可选择现场过零投切校正功能，测量智能电容器投切时刻，如果不是过零投切则进行投切时刻校正。其特征在于，由液晶显示模块、按键操作模块、电压互感器、同步信号生成模块、微控制器、磁保持继电器驱动模块、闭合关断检测模块和主电路构成；微控制器作为主控芯片，其引脚直接与其他模块连接；液晶显示模块完成显示功能，按键操作模块完成按键操作功能，磁保持继电器驱动模块完成磁保持继电器驱动功能；微控制器检测相电压的同步信号，闭合关断检测模块检测主电路闭合关断状态，生成反馈信号输入到微控制器中，微控制器判断过零时刻偏差后修正驱动时刻，保障智能电容器过零投切电容。所述微控制器采用stm8系列单片机。所述主电路由磁保持继电器和电容器构成，磁保持继电器闭合后电容器连接到电网上进行无功补偿。所述在磁保持继电器两端电压过零时刻闭合，在流过磁保持继电器电流过零时刻关断。本专利技术的优点在于：智能电容器长期现场运行后仍能确保过零投切，实现投切过程无高频涌流和过电压；无需返回生产厂家校正过零投切时刻，节省成本；可现场由用户操作来校正过零投切时刻，抑制高频涌流和过电压，提高磁保持继电器和智能电容器的使用寿命，具有很高的推广价值。附图说明图1为本专利技术的现场过零投切校正的智能电容器a相结构示意图；图2为本专利技术的现场过零投切校正示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种现场过零投切校正的智能电容器，下面通过附图说明和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。以a相过零投切校正为例进行说明，图1为本专利技术的现场过零投切校正的智能电容器a相结构示意图，由液晶显示模块、按键操作模块、电压互感器、同步信号生成模块、微控制器、磁保持继电器驱动模块、闭合关断检测模块和主电路构成。在单片机程序中增加过零投切校正功能，由液晶显示模块显示该功能，由按键操作模块输入该功能，当选择过零校正功能时进入单片机过零投切校正程序。图1中将检测到的a相电压信号进行过零比较后产生同步信号，电网电压为正时同步信号为+5V高电平，当电网电压为负时同步信号为0V低电平，将同步信号输入单片机GPIO口。在图2中，在同步信号上升沿时刻单片机GPIO口产生上升沿中断，进入中断程序，在中断程序中启动定时器进行计时，设置定时器周期为0.1ms，再设置一个定时器周期计数变量，记录定时器的周期数，设置每20ms内记录200个周期。在由同步信号产生的单片机GPIO口上升沿中断的程序中，单片机输出驱动信号经过放大电路放大后驱动磁保持继电器，驱动脉冲要持续100ms。磁保持继电器闭合或者关断后产生反馈信号，反馈信号输入到单片机GPIO口，上升沿(闭合)或者下降沿(关断)产生中断，将由同步信号产生的单片机GPIO口上升沿中断时刻与由磁保持继电器反馈信号产生的单片机GPIO口中断时刻相减，差值为磁保持继电器闭合延时(Δt1)或关断延时(Δt2)。由两个同步信号上升沿之间的单片机定时器周期个数乘以周期得出电网电压周期。在图2中，将延时记录下来，在以后的运行过程中，电网电压周期减去磁保持继电器闭合或关断的延时后得到闭合驱动延时或关断驱动延时。同步信号上升沿时刻经过闭合驱动延时后驱动磁保持继电器，使其闭合；同步信号上升沿延时四分之一电压周期后的时刻再经过关断驱动延时后驱动磁保持继电器，使其关断。按照上述方法驱动磁保持继电器即可实现在电网电压过零点闭合和在电容电流过零点关断，完成了一次现场校正。在智能电容器长期现场运行过程中，如果过零投切时刻偏移，那么可进行现场校正，也可以多次进行上述校正操作过程。本专利技术可由用户在现场根据需要选择此操作，解决智能电容器长期运行由环境参数引起的过零投切时刻偏移问题，满足抑制高频涌流和过电压的需要。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种现场过零投切校正的智能电容器，其特征在于，由液晶显示模块、按键操作模块、电压互感器、同步信号生成模块、微控制器、磁保持继电器驱动模块、闭合关断检测模块和主电路构成；微控制器作为主控芯片，其引脚直接与其他模块连接；液晶显示模块完成显示功能，按键操作模块完成按键操作功能，磁保持继电器驱动模块完成磁保持继电器驱动功能；微控制器检测相电压的同步信号，闭合关断检测模块检测主电路闭合关断状态，生成反馈信号输入到微控制器中，微控制器判断过零时刻偏差后修正驱动时刻，保障智能电容器过零投切电容。

【技术特征摘要】
1.一种现场过零投切校正的智能电容器，其特征在于，由液晶显示模块、按键操作模块、电
压互感器、同步信号生成模块、微控制器、磁保持继电器驱动模块、闭合关断检测模块和主
电路构成；微控制器作为主控芯片，其引脚直接与其他模块连接；液晶显示模块完成显示功
能，按键操作模块完成按键操作功能，磁保持继电器驱动模块完成磁保持继电器驱动功能；
微控制器检测相电压的同步信号，闭合关断检测模块检测主电路闭合关断状态，生成反馈信
号输入到微控制器中，微控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国鹏，王彦杰，韩民晓，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11