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智能集成电容器的原理

2020-10-20 9:07:07

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        智能集成电容器主要由电网参数采样、智能网络、智能控制器、过零投切、电力电容器、线路保护等单 元组成。智能集成电容器一般分为上、下分体式模块结构,模块组装、拆卸很方便。上方模块由投切开关、 智能控制器、线路保护等单元构成⑵;下方模块由一台或两台△形联接或一台Y形联接电力电容器构成。 智能集成电容器采用了现代检测、电力电子、过零投切、自动控制、计算机和网络通讯等先进技术,其组 成框图如图1所示。


1.1智能控制器
        智能控制器为智能集成电容器的控制核心,采用高性能、高精度TMS320C28x系列处理器DSP和低功 耗、高性能STC89C53微控制器。STC89C53微控制器通过电压电流互感器、滤波电路、采样电路获取低压 配电网的三相电压和电流参数,経DSP实时计算出无功功率Q、功率因数X、有功功率P、频率f、电容值C等电力运行参数,根据用户的需求设 定的各电力运行参数控制门阀通过 单片机判断是否需要进行电容器组 无功补偿。微控制器STC89C53通过 RS-485通信可实现与处理器DSP之 间的高速数据交换,以满足系统的实 时性要求。

图1智能集成电容器的组成框图


1.2过零投切
        智能集成电容器过零投切开关 由大功率磁保持继电器、双向晶闸 管、阻容吸收电路和线路保护器件等 组成。电路采用电力电子技术和过零投切技 术,利用双向晶闸管的快速导通和大功率磁 保持继电器接点的零压降实现互补。由单片 机控制过零点投切开关实现电力电容器的投 切,在双向晶闸管两端电压为零或电流过零 时,单片机发出触发脉冲导通或断开双向晶 闸管的指令,电力电容器投入或切除⑷。双 向晶闸管只在开关投切瞬间导通工作,大功 率磁保持继电器则在正常运行时保持通断状 态,这样确保电力电容器在投切过程中无冲 击电流、电弧、过电压产生,低能耗运行。过 零投切系统图如图2所示。

图2过零投切系统图


1.3智能网络
        智能集成电容器采用智能网络通讯技术,构建RS-485通讯网络,以光电耦合器和独立电源组成 RS485通信电路。每台智能集成电容器均有各自独立的控制器,在多台控制器联机工作时,通过通信方式 有机结合成一个整体,能自动分配ID地址,自动组网,其中地址码小的一台为主机,其余为从机。主机 将接收所有从机的信息,依据无功功率Q、功率因数入等电力参数,综合分析判断后发出命令,指挥各电力 电容器的投切。当主机故障时会自动退出,系统重新自动组网,在其余从机中产生一台新的主机;若从机 故障时自动退出不会影响其余从机的正常工作,避免了常规补偿模式因控制器损坏而致使整个补偿系统 停止工作的状况,从而保证了补偿装置可靠运行。同时可根据实际无功补偿容量的需要灵活调整电容 量,模块投入与撤出不需设置,能自动更新配置。智能网络示意图如图3所示。

图3 智能网络示意图


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