[发明专利]一种智能电容补偿装置及电容投切方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电路领域，更具体地说设计一种智能电容补偿装置以及电容投切方法。

背景技术

电学领域中功率因数这个参数用于衡量一个电气系统效率的高低，功率因数低证明系统中用于建立电场和磁场的能量高，即系统中的无功功率高。

电网系统中电动机和变压器等常规配备的装置属于感性负载，因此电网系统在运行过程中需要向这些感性负载提供无功功率。

本领域中补偿电网系统无功功率，提高系统功率因数的技术手段，从原理上来说主要是并联电容器，而实际操作中就是利用无功功率控制器控制电容补偿装置的投切数量，实现无功功率的补偿操作。但是现有的电容补偿装置的投切过程只依靠机械部件进行操作，因此现有的电容补偿装置及其外围组件所形成的补偿系统中存在接线复杂，占用空间大等缺点，同时更为严重的是电容补偿装置在投切过程中容易出现涌流和电弧现象，对装置带来较大的损害，装置容易失效，降低装置的使用寿命。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种智能电容补偿装置及其电容投切方法。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种智能电容补偿装置，包括：

智能测控单元：用于检测电网系统的电参数，计算电网系统功率因数的；

电容投切开关：用于执行补偿电容的投切操作；

控制器以及补偿电容；

所述智能测控单元与控制器通信连接，所述控制器输出端与电容投切开关相连，所述智能测控单元、电容投切开关以及补偿电容安装固定在绝缘箱内，所述电容投切开关包括检测电路以及用于控制补偿电容投切的磁保持继电器，所述检测电路串接在火线及零线之间，所述检测电路包括电压互感器、电流互感器以及防冲击电容，所述电压互感器输入端、电流互感器输入端以及防冲击电容相互串联，所述电压互感器的输出端以及电流互感器的输出端分别与控制器输入端相连，所述磁保持继电器输入端与控制器输出端相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述智能测控单元包括采集芯片，所述采集芯片型号是CS5460A。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括有保护单元，所述保护单元包括温度检测模块以及断相检测模块，所述温度检测模块输出端与控制器输入端相连，断相检测模块与磁保持继电器输入端相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述温度检测模块包括型号为STLM75温度传感器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述断相检测模块包括单相电源取样电路、基准电源、比较电路、放电电路以及触发电路，所述单相电源取样电路输入端与单相电源接口相连，所述单相电源取样电路输出端与比较电路的输入端相连，所述信号输入接口与基准电源输入端相连，所述基准电源的输出端分别与单相电源取样电路以及比较电路相连，所述比较电路的输出端分别与触发电路的输入端以及放电电路的输入端相连，所述电容投切开关分别与放电电路以及触发电路相连。

本发明的有益效果是：本发明通过智能测控单元对电网系统的电参数进行采集并计算功率因数，根据功率因数的实际值通过电容投切开关实现补偿电容过零投切，杜绝传统补偿装置在投切过程中出现的涌流拉弧现象，提高本装置使用寿命，另外本发明集成度高，便于接线安装，同时将智能测控单元、电容投切开关以及补偿电容都安装在一个绝缘箱内，减少占有空间。

一种智能电容补偿装置的电容投切方法，包括以下步骤：

步骤A：设定补偿电容的投入门限以及切除门限，所述投入门限小于切除门限，设定电网系统不同视在功率下无功功率极限值，设定检测周期；

步骤B：启动定时，定时时间与检测周期相对应；

步骤C：采集电网系统中的电参数，计算电网系统的功率因数、视在功率和无功功率，所述功率因数和无功功率由采集芯片CS5460A计算所得；

步骤D：判断电网系统功率因数是否大于0且小于投入门限，如果是，投入一组补偿电容，判断电网系统功率因数是否大于切除门限且小于0，如果是，切除一种补偿电容；若电网系统功率因数大于投入门限，判断电网系统无功功率是否大于当前视在功率条件下无功功率极限值，如果是，投入一组补偿电容，若电网系统功率因数小于切除门限，判断电网系统无功功率是否大于当前视在功率条件下无功功率极限值，如果是，切除一组补偿电容；

步骤E：等待定时结束，返回步骤B。

作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤A中，还需要设置补偿电容允许运行的最高温度极限值，过电压保护门限以及欠电流封锁门限。