一种集成式智能无功补偿系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于无功补偿装置领域，具体涉及一种集成式智能无功补偿系统。
【背景技术】
[0002]无功功率补偿装置在电力供电系统中起着不可缺少的作用，在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，能够降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。
[0003]现有的无功补偿装置集成度比较低，将多个电路模块连接，控制可控硅、复合开关或者同步开关实现的。各个电路模块单独存在，使用起来比较复杂。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型旨在提供一种集成度高、使用方便的集成式智能无功补偿系统。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案:一种集成式智能无功补偿系统，包括数个相互通信的结构相同的无功补偿装置；无功补偿装置包括壳体，壳体上设有外部电源接入口、显示屏和包括数个按键的按键组，壳体内部设有智能处理单元和电容器，智能处理单元连接于外部电源接入口和电容器之间，电容器在智能处理单元的控制下与外部电源接入口接通或者切断。
[0006]智能处理单元包括微处理器、信号采集模块、过零投切模块、通信模块、人机交互模块和电源模块，人机交互模块包括显示电路和按键电路；
[0007]微处理器的信号输入端分别连接按键电路和信号采集模块；
[0008]微处理器的信号输出端分别连接过零投切模块和驱动显示屏工作的显示电路，过零投切模块串联于所述电容器和外部电源接入口之间；
[0009]微处理器通过通信模块与其它的无功补偿装置进行数据传输；或微处理器通过通信模块与控制器进行数据的传输，同时微处理器通过通信模块和其它的无功补偿装置之间进行数据的传输；
[0010]电源模块为智能处理单元的运行提供直流电源，该直流电源的电压值为3.3V。
[0011 ] 所述外部电源接入口上连有微型断路器。
[0012]所述信号采集模块包括电力参数运算芯片和信号采集电路，电力参数运算芯片的信号输出端连接微处理器，电力参数运算芯片的信号输入端连接信号采集电路，信号采集电路包括电流信号采集电路和电压信号采集电路。
[0013]所述电流信号采集电路包括电流互感器和两个结构相同的电流二次侧电路，电流互感器的一次侧与外接电源接口连接，二次侧的两端上分别连接电流二次侧电路，电流二次侧电路包括电流采样电阻，电流采样电阻的第一端连接电流互感器的二次侧的一端，电流采样电阻的第二端连接电力参数运算芯片的信号输入端，电流采样电阻上并联有电流分流电阻，电流分流电阻的第一端连接电流采样电阻的第一端，电流分流电阻的第二端通过电流采样二极管连接电流采样电阻的第二端，电流分流电阻的第二端还通过电流采样电容连接电流采样电阻的第二端；
[0014]所述电压信号采集电路包括电压互感器和电压采样电阻，电压互感器的一次侧的两端分别通过电压分压电阻连接外接电源接口，电压互感器的二次侧的一端接地，另一端连接电压采样电阻的第一端，电压采样电阻的第二端连接电力参数运算芯片的信号输入端；电压采样电阻的第一端上还连接有接地的电压分流电阻，电压分流电阻的第一端连接电压采样电阻的第一端，电压分流电阻的第二端与电压采样电阻的第二端之间通过电压滤波电容连接。
[0015]所述通信模块包括通信芯片，通信芯片的内部信号接收端连接微处理器的信号输出端，通信芯片的内部信号发送端连接微处理器的信号输入端；通信芯片的两个外部收发端子无线连接其它无功补偿装置的通信芯片。
[0016]所述过零投切模块包括磁保持继电器和磁保持继电器驱动电路，微处理器的信号输出端连接磁保持继电器驱动电路，磁保持继电器驱动电路控制磁保持继电器的触点的接通或者断开；磁保持继电器的触点串联于电容器和外部电源接口之间。
[0017]所述显示电路包括驱动信号元件、驱动分压电阻和发光二极管，驱动信号元件的信号输入端连接微处理器的信号输出端，驱动信号元件的信号输出端与驱动分压电阻的一端连接，驱动分压电阻的另一端连接发光二极管的负极，发光二极管的正极与直流电源相连。
[0018]所述按键电路包括按键分压电阻，按键的第一端连接微处理器的信号输入端，按键的第一端还分别通过按键滤波电容接地，通过按键分压电阻连接直流电源，按键的第二端接地。
[0019]所述微处理器为LPC2368微控制器，电力参数运算芯片为ADE7878芯片。
[0020]通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为:1、智能处理单元和电容器设于壳体内部，集成度较高，使用的时候直接通过外部电源接入口与外部的电路相连即可，使用方便；2、设置的壳体可以保护内部元器件，防止发生腐蚀的现象，延长设备的使用寿命；3、使用的人机交互模块方便了装置的使用，一方面可以直观地显示出内部元件的运行状态和电力参数，另一方面可以人为主观地输入信号，根据情况重新设定参数，提高设备的用户体验值；4、LPC2368微控制器和ADE7878芯片两者在信号采集的时候匹配度较高，在两者的协同作用下能够实现数据的快速计算和传输、存储；5、选用型号为RSM3485的通信芯片，该通信芯片具有电隔离功能，能够避免其它元器件对其工作的影响，简化了电路结构，降低了生产成本；6、选用磁保持继电器实现电容器的过零投切，不仅结构简单、实现方便，而且可以解决电容器的不断导通、切断对电路造成影响的问题；7、3.3V的直流电源可以满足智能处理单元中各个模块的正常工作，合适的电压选择提高了设备的使用寿命。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型结构示意图；
[0022]图2为无功补偿装置原理图；
[0023]图3为信号采集模块原理框图；
[0024]图4为电流信号采集电路原理图；
[0025]图5为电压信号采集电路原理图；
[0026]图6为按键电路原理图；
[0027]图7为显示电路原理图；
[0028]图8为通信模块原理图。
【具体实施方式】
[0029]如图1所示的集成式智能无功补偿系统，包括数个结构相同的无功补偿装置，每个无功补偿装置独立存在，并且相互之间可以通信，从而获得每个无功补偿装置的工作状
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[0030]每个无功补偿装置均包括壳体1，壳体1上设有外部电源接入口 2、显示屏3和按键组4，通过外部电源接入口 2可以直接连接外部的交流电，使用方便。显示屏3上显示无功补偿装置的工作状态和内部的电力参数；通过按键组4可以完成显示屏3的显示界面的转换，也可以进行功能参数的设定，按键组4包括数个按键，其中按键的数量可以根据需要选择。壳体1内部设有智能处理单元和电容器，智能处理单元和电容器均在壳体1的内部，故在图1中没有显示。
[0031]如图2所示智能处理单元连接于外部电源接入口和电容器之间，为了保护电容器和智能处理单元，防止发生短路的情况，在外部电源接入口 2上连接有微型断路器，当外部电源接入口 2和电容器之间的电流值超过设定值时，微型断路器会自动断开，从而保护元件器。
[0032]在工作的时候，智能处理单元可以控制电容器与外部电源接入口在电路中电压值过零时接通，在电路中电流值过零时切断，从而获得无功补偿的作用。
[0033]智能处理单元，包括微处理器、信号采集模块、过零投切模块、通信模块、人机交互模块和电源模块，人机交互模块包括显示电路和按键电路。其中电源模块为智能处理单元的运行提供直流电源，该直流电的电压值为3.3V，3.3V的直流电源可以满足智能处理单元中各个模块的正常工作，合适的电压选择提高了设备的使用寿命。该直流电压可以通过交流变直流电路获得，交流