[实用新型]一种电容器电流谐波保护器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电容器保护技术领域，具体涉及一种电容器电流谐波保护器。

背景技术

随着电力电子设备及非线性电气设备的应用日趋广泛，电网受到谐波的干扰也越来越严重，谐波可导致电气设备故障，尤其是可导致电力电容器装置与电网发生并联谐振及谐波放大，使电容器过流发热，壳体鼓涨甚至爆炸。因此对于电容器装置的电流及谐波进行检测和保护显得非常必要。

现有技术对于高压电容器和低压电容器的保护措施不同。目前国内市场上针对高压电容器的保护设备包括以下两种：

由分立元件组成的电容器过电流保护装置，因为采用的是模拟技术，不能进行谐波测量和分析，因此不具备谐波保护的功能。

2)电子式电容器综合数字保护装置,具有过流、速断、过压、失压等保护功能，但是也没有谐波分析及谐波保护功能，原因是进行谐波分析必须采用高精度的计算芯片和编制相关程序，技术复杂。

低压电容器装置一般只是配备电流继电器进行过电流保护，但是由于使用模拟器件，不能对电流信号进行频谱分析，因此也不具有谐波保护功能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有数据存储和谐波分析、电流和谐波保护功能的电容器电流谐波保护器。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种电容器电流谐波保护器,包括：采样电路、模数转换器、中央处理器、可编程存储器和保护出口继电器。采样电路用于采集电容器支路的电流信号。模数转换器用于对所述电流信号进行模数转换以获取数字电流信号。中央处理器用于对数字电流信号进行傅里叶级数分析以获取数字电流信号的电流谐波数据。可编程存储器用于存储数字电流信号的电流谐波数据。保护出口继电器用于按照中央处理器的指令断开电容器支路。

进一步的，电容器电流谐波保护器还包括通讯模块。通讯模块用于中央处理器与外部PC机通讯。

进一步的，电容器电流谐波保护器还包括显示器。显示器用于显示数字电流信号和数字电流信号的电流谐波数据。

进一步的，电容器电流谐波保护器还包括键盘。键盘用于向所述中央处理器输入数据。

进一步的，中央处理器的型号为STM32F103RET6；可编程存储器的型号为AT45DB081DSV；模数转换器采用三相电能计量芯片，其型号为ATT7022D。

进一步的，采样电路包括三路结构相同的采样电路，分别用于采集电容器支路的A相电流、B相电流和C相电流。以用于采集电容器支路的A相电流的采样电路为例，其包括电流互感器、电阻R1—R3以及电容C1—C2，电阻R1与电流互感器的二次侧L1并联，电流互感器的二次侧L1一端经电阻R2接模数转换器的3脚，电流互感器的二次侧L1另一端经电阻R3接模数转换器的4脚，电容C1接在模数转换器的3脚与地之间，电容C2接在模数转换器的4脚与地之间。

进一步的，模数转换器和中央处理器通过SPI总线通信。

进一步的，中央处理器的36脚接可编程存储器的1脚，中央处理器的34脚接可编程存储器的2脚，中央处理器的33脚接可编程存储器的4脚，中央处理器的35脚接可编程存储器的8脚。

进一步的，通讯模块型号为RSM485。

进一步的，电容器电流谐波保护器还包括时钟电路，时钟电路用于为中央处理器的工作提供时钟信号。

上述电容器电流谐波保护器，由于利用中央处理器对电容器支路的三相电流进行傅里叶级数分析，可以计算出电流信号中的谐波分量，一方面可编程存储器可以将电流以及谐波电流的历史数据进行保存；另一方面中央处理器将电流以及谐波电流与设定的阈值进行比较，超限后启动保护出口继电器进行保护跳闸，实现对于电容器支路电流及谐波电流的保护。保护动作后显示故障类型并锁屏，便于技术人员查找和排除故障点。中央处理器中设定的阈值可以根据需要修改，使用键盘输入即可。另外，可编程存储器可以将电流以及谐波电流的历史数据保存365天，当多于365天时初始存储的数据将自动溢出，这样就可以根据需要随时直接读取或通过通讯模块传送电流的历史数据。显示器可以同步显示电流的波形以及谐波电流的频谱柱状图，以便实时查询电能质量状况。

附图说明

图1为实施例中电容器电流谐波保护器的结构示意图；

图2为实施例中采样电路与模数转换器的电路原理图；

图3为实施例中中央处理器与可编程存储器及通讯单元的电路原理图；

图4为实施例中电流变化记录图；

图5为实施例中电流谐波柱状图。