本实用新型专利技术涉及无功补偿技术领域，提出了智能电容过零投切装置，包括信息采集模块、主控模块、投切开关K1和时间延迟检测模块，时间延迟检测模块包括采样电阻R1、减法器U3和比较器U4，采样电阻R1串联在投切开关K1与电压源VCC之间，采样电阻R1的两端连接减法器U3的输入端，减法器U3的输出端连接比较器U4的同相输入端，比较器U4的反相输入端连接基准电压，比较器U4的输出端连接主控模块。通过上述方案，主控模块可以得到投切开关K1工作的延迟时间，根据投切开关K1的延迟时间控制投切开关K1运行的时间，弥补磁保持继电器的机械延迟。这样就能保证在投切电容的时候比较精准，不会产生比较大的浪涌，提升了整个投切系统的安全性。提升了整个投切系统的安全性。提升了整个投切系统的安全性。
【技术实现步骤摘要】
智能电容过零投切装置
[0001]本技术涉及无功补偿
，具体的，涉及智能电容过零投切装置。
技术介绍
[0002]随着电力系统规模的日益扩大，电网中的无功负荷越来越多，因此对无功功率的需求也日益增加。大量的无功功率如果全部由发电机提供并经过长距离传输给负荷的话，显然是不合理的，也是不可能的。合理补偿无功的方法应该是在需要消耗无功功率的地方安装无功补偿装置。无功补偿对保证电网有功功率的充分利用、提高功率因数、提高系统的供电的效率和电压品质、减少线路损耗、降低配电线路的成本有着十分重要的意义。
[0003]现有无功补偿装置中的投切开关一般采用晶闸管或磁保持继电器。
[0004]晶闸管由于在导通状态下大概0.7V到1V左右的管压降，这就在负载的基础上额外的消耗了很多用电功率，并且晶闸管投切电容过程自身也会产生大量的热量，一般都会在晶闸管上安装散热片，这也增加了投切设备的成本。
[0005]磁保持继电器不同于晶闸管的结构，并没有管压降，因此避免了晶闸管存在的缺点，但是由于磁保持继电器是机械动作，有一定的机械延迟，很难保证在准确的过零点投切电容，这样就会在投切电容的时候产生比较大的浪涌，会对整个投切系统产生严重的危害。
[0006]因此，现在的无功补偿装置仍存在一定缺陷，需要进一步改进。
技术实现思路
[0007]本技术提出智能电容过零投切装置，通过时间延迟检测模块，解决了相关技术中的磁保持继电器由于机械延迟影响电容投切时间不准的问题。
[0008]本技术的技术方案如下：
[0009]智能电容过零投切装置，包括信息采集模块、主控模块和投切开关K1，所述信息采集模块的输出端连接所述主控模块，所述投切开关K1通过三极管Q1连接所述主控模块，进一步，还包括时间延迟检测模块，所述时间延迟检测模块包括采样电阻R1、减法器U3和比较器U4，所述采样电阻R1串联在所述投切开关K1与电压源VCC之间，所述采样电阻R1的第一端通过电阻R8连接所述减法器U3的同相输入端，所述采样电阻R1的第二端通过电阻R9连接所述减法器U3的反相输入端，所述减法器U3的同相输入端还通过电阻R10接地，所述减法器U3的输出端和反相输入端之间连接有电阻R11，所述减法器U3的输出端连接所述比较器U4的同相输入端，所述比较器U4的反相输入端连接基准电压，所述比较器U4的输出端连接主控模块。
[0010]进一步，所述信息采集模块包括电压过零检测电路和电流过零检测电路，所述电流过零检测电路与电压过零检测电路的结构相同，所述电压过零检测电路包括差分输入电路、施密特触发电路和信号转换电路，所述差分输入电路的输入端连接交流电压，所述差分输入电路的输出端连接所述施密特触发电路的输入端，所述施密特触发电路的输出端连接所述信号转换电路的输入端，所述信号转换电路的输出端连接所述主控模块。
R8连接所述减法器U3的同相输入端，所述采样电阻R1的第二端通过电阻R9连接所述减法器U3的反相输入端，所述减法器U3的同相输入端还通过电阻R10接地，所述减法器U3的输出端和反相输入端之间连接有电阻R11，所述减法器U3的输出端连接所述比较器U4的同相输入端，所述比较器U4的反相输入端连接基准电压，所述比较器U4的输出端连接主控模块。
[0024]在无功补偿装置的工作环境下，先通过主控模块向三极管Q1的基极发送高电平信号驱动三极管Q1的导通，进一步驱动投切开关K1导通，常开端闭合，采样电阻R1检测电压输出经过减法器U3输入给比较器U4，比较器U4向主控模块发送高电平信号，主控模块通过计算发送信号和接收信号之间的时间差，作为投切开关K1工作的延迟时间，将所计算得到的延迟时间存储到主控模块中。等到下次进行电容过零投切时，根据投切开关的延迟时间控制投切开关K1运行的时间，弥补磁保持继电器的机械延迟。
[0025]每次投切开关K1导通时，时间延迟检测模块都会向主控模块发送一次高电平信号，主控模块每次根据发送信号和接收信号的时间更新储存的投切开关K1的延迟时间，作为下一次投切时间运算的参考。
[0026]本实施例中的主控模块包括型号为STM32f103VRC6的单片机芯片，具有丰富的外设、低功耗、操作比较简便。供电电压为3.3V，芯片内部有独立的调压器为芯片内部供电，外界晶振为12MHz，内部有独立的复位电路。内存包括64KB到256KB闪存，片上集成512K Flash存储器，存储的速度比较快。AD的通道多大16位，采样和保持能力都比较强。
[0027]实施例2
[0028]基于与上述实施例1相同的构思，本实施例中信息采集模块包括电压过零检测电路和电流过零检测电路，所述电流过零检测电路与电压过零检测电路的结构相同，在弥补投切开关的机械延迟前提下，保证信息采集模块的准确性是保证整个电容投切装置的稳定可靠运行的重要因素。
[0029]如图2所示，本实施例中，电压过零检测电路包括差分输入电路、施密特触发电路和信号转换电路，所述差分输入电路的输入端连接交流电压，所述差分输入电路的输出端连接所述施密特触发电路的输入端，所述施密特触发电路的输出端连接所述信号转换电路的输入端，所述信号转换电路的输出端连接所述主控模块。
[0030]本实施例通过三级构造的电路形成了电压过零检测电路的结构，将交流电的正弦信号调制为精准的方波信号，采用边沿跳变检测方法，通过正负边沿跳变实现过零检测。
[0031]进一步，所述差分输入电路包括电阻R2、电阻R3、比较器U1和二极管D1，所述电阻 R2和电阻R3依次串联在交流电源之间，所述电阻R3的第一端与所述电阻R2连接，所述比较器U1的同相输入端连接所述电阻R3的第一端，所述比较器U1的反相输入端连接所述电阻R3的第二端，所述比较器U1的输出端连接二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极作为所述差分输入电路的输出端。
[0032]比较器U1的型号为具有OC门输出的低功耗双通道电压比较器LM393DT，选择该器件的主要原因是其差动输入电压范围宽，与电源电压同范围。通电后，比较器U1对交流电压进行比较，在交流电正半周即同相输入端电压大于反相输入端电压的阶段，比较器U1输出 +5V的高电平；在交流电负半周即同相输入端电压低于反相输入端电压的阶段，比较器U1 输出
‑
5V的低电平。
[0033]进一步，所述施密特触发电路包括施密特触发器U2、电容C3和电阻R6，所述施密特
触发器U2的输入端连接所述二极管D1的阴极，所述施密特触发器U2的输出端连接所述电阻 R6的第一端，所述施密特触发器U2的输出端还通过电容C3接地，所述电阻R6的第二端作为所述施密特触发电路的输出端。
[0034]由于前级差分输入电路在比较器U1失调电压阶段即同相输入端和反相输入端电压近似相等时，输出不稳定。施密特触发电路是为了解决此问题而设置的，能对输出电压进行诊断，根据其内部参考电压维持相应的输出，能够较好地提高信号的抗干扰输出特性。选用型号为 SN本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.智能电容过零投切装置，包括信息采集模块、主控模块和投切开关K1，所述信息采集模块的输出端连接所述主控模块，所述投切开关K1通过三极管Q1连接所述主控模块，其特征在于，还包括时间延迟检测模块，所述时间延迟检测模块包括采样电阻R1、减法器U3和比较器U4，所述采样电阻R1串联在所述投切开关K1与电压源VCC之间，所述采样电阻R1的第一端通过电阻R8连接所述减法器U3的同相输入端，所述采样电阻R1的第二端通过电阻R9连接所述减法器U3的反相输入端，所述减法器U3的同相输入端还通过电阻R10接地，所述减法器U3的输出端和反相输入端之间连接有电阻R11，所述减法器U3的输出端连接所述比较器U4的同相输入端，所述比较器U4的反相输入端连接基准电压，所述比较器U4的输出端连接主控模块。2.根据权利要求1所述的智能电容过零投切装置，其特征在于，所述信息采集模块包括电压过零检测电路和电流过零检测电路，所述电流过零检测电路与电压过零检测电路的结构相同，所述电压过零检测电路包括差分输入电路、施密特触发电路和信号转换电路，所述差分输入电路的输入端连接交流电压，所述差分输入电路的输出端连接所述施密特触发电路的输入端，所述施密特触发电路的输出端连接所述信号转换电路的输入端，所述信号转换...
【专利技术属性】
技术研发人员：马洪亮，任俊辉，
申请(专利权)人：河北沃邦电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。