专利名称：智能低压电力电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电容器，尤其是一种智能低压电力电容器。
背景技术：
随着社会的发展，电力需求越来越大，配电网面积越来越广，尤其是低压配电网 中，用户多样，负荷复杂。低压电网中无功损耗也越来越大，影响电网质量，损耗了大量有 限能源。目前我国倡形节能减排政策，加强和改善电网的无功补偿状况对于减少电能损耗， 提高电压质量等具有非常重要的意义。随着我我国国民经济不断发展，尤其是国家出台并 实施4万亿可持续性发展计划，我国输变电行业将获得空前发展，对低压输电中无功补偿 装置的需求将急剧增加，特别是对具有智能化的带有无功补偿装置的电容器需求也相应增 加。传统带有无功补偿装置的电容器主要采用机械式触点投切开关、低压电容器、热 继电器、熔断器等构成投切电路，但机械式触点投切开关中，三相开关在随机不确定的电网 电压点投切低压电容器，电流冲击大，最少数倍的额定电流，引起电网电压畸变。有时还出 现合闸机械触点弹跳，打开触点重燃的危险，特别是当触点弹燃使得电容器组过电压，损坏 电容器，容易造成事故。为了保护电路，电容器采用熔断器和热继电器进行保护，则保护单 一。如果熔断器出现某一相熔断故障，将无法自动切断电容器，造成缺相补偿的缺陷，热继 电器仅靠双金属片受热弯曲来工作，灵敏度不高，常出现不能及时切除右故障的电容器，后 果严重。其中，传统电容器中无功补偿装置机械式触点投切开关一旦投入后都是靠热继电 器线圈保持得电状态，故自身功耗大，易发热，浪费电能和影响接触器的使用寿命。因此，配 有传统无功补偿装置的电容器的电网存在无功补偿不足，无功装置故障率高，自身功耗大， 会产生谐波而对电网造成污染，电容器补偿装置使用寿命短，接线多，不易维护的缺点。另 外，传统智能式低压电力电容器是通过将一些独立的熔断器、继电器、复合控制开关和电力 电容器组合而成一个整体，这样导致的结果是整体体积大，一定规格的配电箱内所能安设 的数量有限，大大提高了所占空间，降低了工作效率。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种体积小，能耗低，反应敏感，安全，节 约成本，便于维护的智能低压电力电容器。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种智能低压电力电容器，包括有 低压电容器和继电器，其特征是还包括有低压电路板、高压电路板、可控硅、单片机、以及 设于低压电路板上的检测电路和驱动电路，单片机安设于低压电路板上并与检测电路和驱 动电路相连通，继电器和可控硅安设于高压电路板上，高压电路板固定于电容器上并与电 容器构成电联接，低压电路板固定于高压电路板上并与高压电路板构成电联接，所述检测 电路包括有分别与单片机连通的A相检测电路、B相检测电路和C相检测电路，驱动电路包 括有分别与单片机连通的A相继电器驱动电路、B相可控硅驱动电路、B相继电器驱动电路、C相可控硅驱动电路和C相继电器驱动电路，继电器包括有A相继电器、B相继电器和C相 继电器，可控硅包括有B相可控硅和C相可控硅，由外部接入的三相电源包括A相、B相、C 相，A相经A相检测电路和A相继电器连通，A相继电器连通和A相继电器驱动电路连通，B 相经B相检测电路和B相可控硅连通，B相可控硅和B相继电器连通，B相可控硅和B相继 电器分别与B相可控硅驱动电路和B相继电器驱动电路连通，C相经C相检测电路和C相 可控硅连通，C相可控硅和C相继电器连通，C相可控硅和C相继电器分别与C相可控硅驱 动电路和C相继电器驱动电路连通。采用上述技术方案，由于低压电路板和高压电路板的设置，使得整体更加紧凑，体 积变小，方便安装和搬运。其中，通过检测电路的检测，可实现在电压过零的时候才将可控 硅投入，从而避免了涌流，而当稳定后，在用继电器吸合导通，切出可控硅，由于继电器的主 回路接触电阻小，功耗小，不发热且没有任何谐波产生；切出时，将可控硅投入，继电器切 出，可控硅导通信号撤销，利用可控硅电流过零关断的特性，实现电流过零自动关断。由于 可控硅和继电器的反应能耗低，速度快，稳定性好，故满足了本发明低能耗，反应敏感，因此 整体结构简单，成本低，安全性高，以及便于维护。本发明的进一步设置为所述继电器均为磁保持继电器。采用上述技术方案，磁保持继电器能通过自身的永久磁钢而保持常闭或常开状 态，故不需要额外的电能维持，同时也不会因线圈的通电而产生热能流失，从而进一步降低 了本发明的能耗。本发明的再进一步设置为所述电容器上还设有支架，高压电路板固定于支架上 并与电容器构成电联接，低压电路板上还设有分别与单片机连通的大功率元件检测电路、 缺相检测电路和开关工作状态显示电路。采用上述技术方案，高压电路板通过支架与电容器固定，提高了高压电路板工作 时的稳定性；大功率元件检测电路可检测大功率元件的工作状态并进行及时的反馈，缺相 检测电路可检测电压输入端的情况，从而通过单片机做出相对应的反馈，开关工作状态显 示电路可与外部指示灯连接，从而能够直观、便捷的显示本发明的工作状态，实现实时监 控。下面结合附图对本发明作进一步描述。
图1为本发明实施例的示意图。图2为本发明实施例的原理框图。图3为本发明实施例的流程图。
具体实施例方式如图1、2、3所示，本实施例包括有低压电容器1、低压电路板2、高压电路板3、盖设 于低压电容器1外部的盖体4、焊接于低压电路板2上的单片机21、以及焊接与高压电路板 3上的磁保持继电器31和可控硅32，低压电容器1上设有支架11，高压电路板3架设于支 架11上并与电容器1通过导线构成电联接，低压电路板2垂直固定于高压电路板3上并与 高压电路板3构成电联接。在低压电路板2上焊设有多个功能不同的电路，包括有与单片
4机21连接的检测电路和驱动电路，检测电路包括有分别与单片机21连通的A相检测电路 221、B相检测电路222和C相检测电路223，驱动电路包括有分别与单片机21连通的A相 继电器驱动电路231、B相可控硅驱动电路234、B相继电器驱动电路232、C相可控硅驱动 电路235和C相继电器驱动电路233，磁保持继电器31包括有A相继电器311、B相继电器 312和C相继电器313，所述可控硅32包括有B相可控硅321和C相可控硅322。本发明 中的智能低压电力电容器主要应用于高压输电中的是进行无功补偿，因此由外部接入的电 源多为三相电源，而三相电源包括A相、B相、C相，其中A相经A相检测电路221和A相继 电器连通311，A相继电器连通311和A相继电器驱动电路231连通，B相经B相检测电路 222和B相可控硅321连通，B相可控硅321 —端和B相继电器312连通，B相可控硅321 和B相继电器312分别与B相可控硅驱动电路234和B相继电器驱动电路232连通，C相 经C相检测电路223和C相可控硅322连通，C相可控硅322和C相继电器313连通，C相 可控硅322和C相继电器313分别与C相可控硅驱动电路235和C相继电器驱动电路233 连通。另外，在低压电路板2上还设有分别与单片机21连通的大功率元件检测电路24、缺 相检测电路25和开关工作状态显示电路26，盖体4上设有两盏指示灯41，指示灯41均与 开关工作状态实现电路连接，由此分别显示运行和故障状态时的指示。如图3所示，首先完成单片机21各管脚及各寄存器初始化，控制信号为接通，如果 是已接通状态，至程序开始处，如未接通状态，则投入A相继电器311，检测B相电压过零时 间，并在过零时投入B相可控硅，检测C相电压过零时间，并在过零时投入B相可控硅，投入 B、C相继电器(312、313)，撤出B、C相可控硅(321、322)，至程序开始处；控制信号为关，要 求开关关断，如是已接通状态，则到程序开始处，如不是已关断状态，则投入B、C相可控硅 (321、322)，切出B、C相继电器(312、313)，关断可控硅32，让可控硅32电流过零自动关断， 延时一段时间后，切出A相继电器311，至程序开始处。本发明中，通过检测电路的检测，可实现在电压过零的时候才将可控硅投入，从而 避免了涌流，而当稳定后，在用磁保持继电器31吸合导通，切出可控硅32，由于磁保持继电 器31的主回路接触电阻小，功耗小，不发热且没有任何谐波产生；切出时，将可控硅32投 入，磁保持继电器31切出，可控硅32导通信号撤销，利用可控硅32电流过零关断的特性， 实现电流过零自动关断。由于可控硅32和磁保持继电器31的反应能耗低，速度快，稳定性 好，故满足了本发明低能耗，反应敏感，产品寿命周期长，成本成倍降低，安全性得到了大大 提高，以及便于维护。其中，磁保持继电器31内衔铁由永磁体吸持，电路接通后能保持常闭 或常开状态，故不需要额外的电能维持，由此更不会因线圈的通电而产生热能流失，从而进 一步降低了本发明的能耗。本发明采用电路板集成的方式，通过低、高压电路板(2、3 )以便 对不同电路和元器件分开设置，且将传统电容器上的线路布置集成一体，从而使得本发明 整体更加紧凑，相对传统的组柜式设置，同容量体积比传统自动补偿装置减少了 50%左右， 也就是节约了 50%的空间，方便安装和运输。另外，大功率元件检测电路24可检测大功率 元件的工作状态并进行及时的反馈，缺相检测电路25可检测电压输入端的情况，从而通过 单片机21做出相对应的反馈，开关工作状态显示电路26可与外部指示灯41连接，从而能 够直观、便捷的显示本发明的工作状态，实现实时监控。本发明还可以有其他实施方式，凡 采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
权利要求
一种智能低压电力电容器，包括有低压电容器和继电器，其特征是还包括有低压电路板、高压电路板、可控硅、单片机、以及设于低压电路板上的检测电路和驱动电路，单片机安设于低压电路板上并与检测电路和驱动电路相连通，继电器和可控硅安设于高压电路板上，高压电路板固定于电容器上并与电容器构成电联接，低压电路板固定于高压电路板上并与高压电路板构成电联接，所述检测电路包括有分别与单片机连通的A相检测电路、B相检测电路和C相检测电路，驱动电路包括有分别与单片机连通的A相继电器驱动电路、B相可控硅驱动电路、B相继电器驱动电路、C相可控硅驱动电路和C相继电器驱动电路，继电器包括有A相继电器、B相继电器和C相继电器，可控硅包括有B相可控硅和C相可控硅，由外部接入的三相电源包括A相、B相、C相，A相经A相检测电路和A相继电器连通，A相继电器连通和A相继电器驱动电路连通，B相经B相检测电路和B相可控硅连通，B相可控硅和B相继电器连通，B相可控硅和B相继电器分别与B相可控硅驱动电路和B相继电器驱动电路连通，C相经C相检测电路和C相可控硅连通，C相可控硅和C相继电器连通，C相可控硅和C相继电器分别与C相可控硅驱动电路和C相继电器驱动电路连通。
2.根据权利要求1所述的智能低压电力电容器，其特征是所述继电器均为磁保持继 电器。
3.根据权利要求1或2所述的智能低压电力电容器，其特征是所述电容器上还设有 支架，高压电路板固定于支架上并与电容器构成电联接，低压电路板上还设有分别与单片 机连通的大功率元件检测电路、缺相检测电路和开关工作状态显示电路。
全文摘要
本发明提供了一种智能低压电力电容器，包括低压电容器、继电器、低压电路板、高压电路板、可控硅、单片机、以及设于低压电路板上的检测电路和驱动电路，单片机安设于低压电路板上，继电器和可控硅安设于高压电路板上，高压电路板固定于电容器上并与电容器构成电联接，低压电路板固定于高压电路板上并与高压电路板构成电联接，外部三相电源A相、B相和C相分别与检测电路连通，A相、B相和C相上的继电器或可控硅分别与相应的可控硅驱动电路和继电器驱动电路连通，B相和C相检测电路和可控硅连通，且B相和C相可控硅和继电器连通。此发明实现当电压过零的时将可控硅投入，从而避免了涌流，智能低压电力电容器能耗低，反应敏感，安全等特点。
文档编号H02J13/00GK101986499SQ20101056056
公开日2011年3月16日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者张睿, 赵雷, 陈翔 申请人:浙江大荣电气有限公司