CN203491701U - 一种抗谐波智能集成电力电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种抗谐波电容，尤其是一种抗谐波智能集成电力电容器。包括智能测控单元、投切控制单元、电容器、电抗器、空气开关，电容器与电抗器连接，投切控制单元的输出端与电抗器连接，投切控制单元的输入端与空气开关连接，智能测控单元与空气开关连接。上述结构利用投切控制单元的过零投切功能，确保电容投切过程中无涌流冲击、无操作过电压、无电弧重燃，大大降低了补偿设备故障率和用户的投诉率，延长了设备的使用寿命，而在整体结构上形成模块化，接线就简单了，安装、拆卸、维修都很方便。

Description

一种抗谐波智能集成电力电容器

技术领域

本实用新型涉及一种抗谐波电容，尤其是一种抗谐波智能集成电力电容器。

背景技术

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性电抗所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，进行无功补偿。无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的降损节能措施。

电网中常用的无功补偿方式包括：①在变电所母线集中安装并联电容器组；②在高低压配电线路中分散安装并联电容器组；③在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；④在单台电动机处安装并联电容器等。

目前很多大型的工况企业的电机采用0.66KV，这样可以减小设备的输入电流，降低线路损耗，由于控制该电机大多采用变频器来控制，这样在设备运行过程中会产生较高5次以上的谐波，该谐波会使电容器中的电流放大，同时致使电网中的电压谐波含量提高，会影响到其他电气设备的正常运行。通常解决该问题的方法是在并联补偿电容器前端加装串联电抗器，来抑制电容器中电流的放大，再通过无功功率因数控制器来控制电力电容器的并联投切数量，从而实现无功功率的补偿，是功率因数达到0.95左右。具体由无功补偿控制器，刀熔开关，无功补偿装置的执行机构，热继电器，串联电抗器，电力电容器等几部分组成。存在接线复杂，占用空间大，成本高，现场检修不方便等缺点。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种安装方便、接线简单、体积小的抗谐波智能集成电力电容器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抗谐波智能集成电力电容器，包括智能测控单元、投切控制单元、电容器、电抗器、空气开关，电容器与电抗器连接，投切控制单元的输出端与电抗器连接，投切控制单元的输入端与空气开关连接，智能测控单元与空气开关连接。

本实用新型的进一步设置为：所述的智能测控单元采用采集芯片CS5460A。

本实用新型的进一步设置为：投切控制单元内设置有磁保持继电器、检测市电过零信号的电压过零点检测单元、采集电流过零信号的电流互感器，电压过零点检测单元、电流互感器分别与磁保持继电器连接。

上述结构利用投切控制单元的过零投切功能，确保电容投切过程中无涌流冲击、无操作过电压、无电弧重燃，大大降低了补偿设备故障率和用户的投诉率，延长了设备的使用寿命，而在整体结构上形成模块化，接线就简单了，安装、拆卸、维修都很方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例的回路示意图；

图2为本实施例投切控制单元的结构示意图；

具体实施方式

参考图1、图2可知，本实用新型一种抗谐波智能集成电力电容器，包括智能测控单元SS、投切控制单元J、电容器C、电抗器L、空气开关KK，电容器C与电抗器L连接，投切控制单元J的输出端与电抗器L连接，投切控制单元J的输入端与空气开关KK连接，智能测控单元SS与空气开关KK连接，所述的智能测控单元SS采用采集芯片CS5460A，投切控制单元J内设置有磁保持继电器、检测市电过零信号的电压过零点检测单元、采集电流过零信号的电流互感器，电压过零点检测单元、电流互感器分别与磁保持继电器连接。

本实施中只能测控单元通过采集BC相电压和A相电流将该信号送到电力参数专用采集芯片CS5460A中，来计算功率因数。此功率因数与投入门限和切除门限比较，在整个投切延时时间内，若在投切门限内，则不予动作；若小于投入门限，则投入一组电容；若大于切除门限或发生功率因数为负时，则切除一组已经投入的电容。再经过投切延时时间，重复比较与投切，直到当前的功率因数达到投切门限以内。在投切过程中若发现检测到的电压大于设定的过电压保护门限，则切除所有已投入的电容器，以起到保护电容的作用。在投切时若发现检测到的电流小于欠电流封锁门限，则停止投切动作，避免出现循环投切的现象。

采集线路上的一个线电压和一个相电流来对线路的电压、电流、有功功率、无功功率以及功率因数进行计算。电压和电流的有效值由CS5460进行硬件计算。在线路的电压和电流都为三相对称的情况下，系统的无功功率为

Q＝3U_aI_asinφ

其中φ为功率因数角。又因为

比

超前900，幅值相差

倍，所以可得

由上式可知，只要采集Ucb和Ia，并将它们送入CS5460里，按照有功功率的方法进行计算，再乘以就得到实际线路的无功功率。

有了无功功率，就可以求出系统的有功功率为

$P=\sqrt{S^2-Q^2}=\sqrt{U^2{I}^2-Q^2}$

功率因数为

Cosφ=P/S=P/UI

φ角的正负由无功功率的正负来判断，当Q>0时，φ>0，负载为感性；当Q<0时，φ<0，负载为容性。

过电压过零点检测单元，检测市电的过零信号，在市电的1/4周期处给继电器的线圈触发电压保证结点在电压过零点处闭合。

切除时：通过电流互感器采集电流的过零信号，在电流的波形的1/4周期处给线圈加触发电压，保证结点在电流过零点处断开。

显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种抗谐波智能集成电力电容器，其特征在于：包括智能测控单元、投切控制单元、电容器、电抗器、空气开关，电容器与电抗器连接，投切控制单元的输出端与电抗器连接，投切控制单元的输入端与空气开关连接，智能测控单元与空气开关连接。

2.按照权利要求1所述的抗谐波智能集成电力电容器，其特征在于：所述的智能测控单元采用采集芯片CS5460A。

3.按照权利要求1或2所述的抗谐波智能集成电力电容器，其特征在于：投切控制单元内设置有磁保持继电器、检测市电过零信号的电压过零点检测单元、采集电流过零信号的电流互感器，电压过零点检测单元、电流互感器分别与磁保持继电器连接。

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