在線自適應(yīng)過零投切校正的智能電容器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無功補(bǔ)償設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種在線自適應(yīng)過零投切校正的智能電容器。
【背景技術(shù)】
[0002]在低壓配電網(wǎng)中常存在無功功率。無功功率使得用戶功率因數(shù)降低，線路和設(shè)備損耗加大，用戶電壓降低；使得總電流增加從而使電力系統(tǒng)中的元件容量增大，投資增加；使得線路和變壓器的電壓損耗增大。因此，提高電網(wǎng)功率因數(shù)，改善電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量具有十分重要的意義。無功補(bǔ)償技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用越來越廣泛。
[0003]應(yīng)用補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行無功補(bǔ)償，可以提高功率因數(shù)，提高設(shè)備的供電能力，降低電網(wǎng)中的功率損耗和電能損失，改善電壓質(zhì)量等。
[0004]智能電容器是智能化的無功補(bǔ)償裝置。智能電容器由電容器配置智能式控制器構(gòu)成，實現(xiàn)較多功能，它可實現(xiàn)智能無功控制功能、快速投切電容器功能、測量功能、保護(hù)功能、通信功能、顯示功能、故障自診斷功能等。快速投切電容器功能常由磁保持繼電器實現(xiàn)，電容充分放電后要求實現(xiàn)電容在電網(wǎng)電壓過零時刻投入，運(yùn)行時要求實現(xiàn)電容在電容電流過零時刻切除，即實現(xiàn)智能電容器的過零投切，保障投切過程無高頻涌流和過電壓。電容電流過零點超前和滯后于電網(wǎng)電壓過零點四分之一個電網(wǎng)電壓周期。
[0005]現(xiàn)有基于磁保持繼電器的智能電容器在出廠前進(jìn)行了過零投切測試，實現(xiàn)了過零投切，保障了投切過程無高頻涌流和過電壓，方法大多是根據(jù)出廠前的運(yùn)行環(huán)境實現(xiàn)磁保持繼電器閉合時刻與電網(wǎng)電壓過零點重合和關(guān)斷時刻與電容電流過零點重合，出廠后應(yīng)用到現(xiàn)場就不再進(jìn)行過零投切校正了，但是磁保持繼電器閉合時間和關(guān)斷時間與驅(qū)動電壓、電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)頻率、溫度及磁保持繼電器本身均有關(guān)系，在不同的運(yùn)行環(huán)境中，磁保持繼電器閉合時間和關(guān)斷時間會有偏移，投切過程會出現(xiàn)高頻涌流或過電壓，影響磁保持繼電器及智能電容器的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提出在線自適應(yīng)過零投切校正的智能電容器，用于解決長期在線運(yùn)行后或者環(huán)境參數(shù)變化較大而使過零投切時刻偏移的場合，確保智能電容器過零投切。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是通過閉合關(guān)斷檢測模塊檢測磁保持繼電器閉合和關(guān)斷時刻，應(yīng)用單片機(jī)校正磁保持繼電器閉合關(guān)斷驅(qū)動時刻。其特征在于，由同步信號檢測模塊、單片機(jī)、磁保持繼電器驅(qū)動模塊、閉合關(guān)斷檢測模塊和主電路構(gòu)成；相電壓經(jīng)過同步信號檢測模塊后生成同步信號輸入到單片機(jī)中，單片機(jī)與磁保持繼電器驅(qū)動模塊相連驅(qū)動磁保持繼電器，閉合關(guān)斷檢測模塊檢測磁保持繼電器閉合和關(guān)斷時刻，與同步信號進(jìn)行比較，單片機(jī)校正磁保持繼電器閉合關(guān)斷驅(qū)動時刻，以保障電容器過零投切。
[0008]所述單片機(jī)為stm8系列單片機(jī)。
[0009]所述磁保持繼電器閉合后電容器連接到電網(wǎng)上進(jìn)行無功補(bǔ)償，閉合關(guān)斷檢測電路與磁保持繼電器輸出端相連，檢測閉合和關(guān)斷的狀態(tài)，產(chǎn)生高低電平的反饋信號并輸入到單片機(jī)GP1 口。
[0010]所述在磁保持繼電器兩端電壓過零時刻投入電容，在流過磁保持繼電器的電流過零時刻切除電容。
[0011]本發(fā)明的有益效果:智能電容器在每次投切后都進(jìn)行了過零投切校正，適應(yīng)現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境變化，長期運(yùn)行仍能確保智能電容器過零投切，抑制高頻涌流和過電壓，提高磁保持繼電器和智能電容器的使用壽命；可實現(xiàn)在線自適應(yīng)過零投切校正，不需要用戶進(jìn)行操作，無需返回生產(chǎn)廠家校正過零投切時間，節(jié)省成本，具有很高的推廣價值。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的在線自適應(yīng)過零投切校正的智能電容器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的在線自適應(yīng)過零投切校正的示意圖；
圖3為本發(fā)明的在線自適應(yīng)過零投切校正的子程序流程圖。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明提供了一種在線自適應(yīng)過零投切校正的智能電容器，下面通過【附圖說明】和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0014]圖1為本發(fā)明的在線自適應(yīng)過零投切校正的智能電容器結(jié)構(gòu)示意圖，由電壓互感器、同步信號檢測電路、單片機(jī)、磁保持繼電器驅(qū)動電路、閉合關(guān)斷檢測電路和包含磁保持繼電器的主電路構(gòu)成。在單片機(jī)程序中實現(xiàn)過零投切校正功能，該功能在每次投入后記錄磁保持繼電器閉合時刻與第二個電網(wǎng)電壓同步信號上升沿時刻的時間差，在每次切除后記錄磁保持繼電器關(guān)斷時刻與第二個電網(wǎng)電壓同步信號上升沿延時四分之一電壓周期后的時刻的時間差。在下次投切過程中修改磁保持繼電器的閉合驅(qū)動延時或關(guān)斷驅(qū)動延時。
[0015]在圖1中，檢測欲校正相的相電壓，將電網(wǎng)電壓信號進(jìn)行過零比較后產(chǎn)生同步信號，電網(wǎng)電壓為正時同步信號為+5V高電平，當(dāng)電網(wǎng)電壓為負(fù)時同步信號為OV低電平，將同步信號輸入單片機(jī)GP1 口。在圖2中，在同步信號上升沿時刻單片機(jī)GP1 口產(chǎn)生上升沿中斷，進(jìn)入中斷程序，在中斷程序中啟動定時器進(jìn)行計時來實現(xiàn)Atl、At3和四分之一電壓周期，經(jīng)過出廠時預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動延時后單片機(jī)GP1 口輸出驅(qū)動電壓信號，經(jīng)過驅(qū)動電路放大后驅(qū)動磁保持繼電器，驅(qū)動脈沖要持續(xù)100ms。當(dāng)磁保持繼電器閉合或者關(guān)斷后產(chǎn)生反饋信號，反饋信號輸入到單片機(jī)GP1 口，上升沿(閉合)或者下降沿(關(guān)斷)產(chǎn)生中斷。比較由閉合反饋信號產(chǎn)生的中斷時刻與第二個電網(wǎng)電壓同步信號上升沿時刻，產(chǎn)生時間差A(yù)t2，如果由閉合反饋信號產(chǎn)生的中斷時刻大于第二個電網(wǎng)電壓同步信號上升沿時刻，將磁保持繼電器的閉合驅(qū)動延時減去兩個時刻之間的差值作為新的閉合驅(qū)動延時(At1-At2),如果由閉合反饋信號產(chǎn)生的中斷時刻小于第二個電網(wǎng)電壓同步信號上升沿時刻，將磁保持繼電器的閉合驅(qū)動延時加上兩個時刻之間的差值作為新的閉合驅(qū)動延時(Atl+At2)，記錄該閉合驅(qū)動延時。比較由關(guān)斷反饋信號產(chǎn)生的中斷時刻與第二個電網(wǎng)電壓同步信號上升沿延時四分之一電壓周期后的時刻，產(chǎn)生時間差A(yù)t4，如果由關(guān)斷反饋信號產(chǎn)生的中斷時刻大于第二個電網(wǎng)電壓同步信號上升沿延時四分之一電壓周期后的時刻，將磁保持繼電器的關(guān)斷驅(qū)動延時減去兩個時刻之間的差值作為新的關(guān)斷驅(qū)動延時(Δ t3_ △ t4)，如果由關(guān)斷反饋信號產(chǎn)生的中斷時刻小于第二個電網(wǎng)電壓同步信號上升沿延時四分之一電壓周期后的時刻，將磁保持繼電器的關(guān)斷驅(qū)動延時加上兩個時刻之間的差值作為新的關(guān)斷驅(qū)動延時(At3+At4)。這就完成了一次在線自適應(yīng)過零投切校正過程，在下次驅(qū)動磁保持繼電器時延遲時間已經(jīng)被更新。
[0016]圖3為本發(fā)明的在線自適應(yīng)過零投切校正的子程序流程圖，分為兩個投切校正功能，分別是投入校正和切除校正。在子程序運(yùn)行后判斷是投入指令還是切除指令，然后開啟單片機(jī)GP1 口上升沿中斷，等待同步信號上升沿。如果同步信號上升沿到來，將進(jìn)入中斷程序，在中斷程序中啟動定時器。經(jīng)過預(yù)設(shè)的磁保持繼電器閉合驅(qū)動延時或者關(guān)斷驅(qū)動延時后，單片機(jī)GP1 口輸出驅(qū)動脈沖，經(jīng)驅(qū)動電路后實現(xiàn)磁保持繼電器的閉合或者關(guān)斷。當(dāng)檢測到磁保持繼電器閉合或者關(guān)斷的反饋信號后，對驅(qū)動延時進(jìn)行加減處理。按照校正后的驅(qū)動延時來控制磁保持繼電器閉合與關(guān)斷即可實現(xiàn)智能電容器過零投切，完成一次過零投切校正。在智能電容器長期現(xiàn)場運(yùn)行過程中，如果過零投切時刻偏移，那么過零投切校正子程序會在線自動進(jìn)行校正，適應(yīng)不同的運(yùn)行環(huán)境，滿足抑制高頻涌流和過電壓的需要。
【主權(quán)項】
1.一種在線自適應(yīng)過零投切校正的智能電容器，其特征在于，由同步信號檢測模塊、單片機(jī)、磁保持繼電器驅(qū)動模塊、閉合關(guān)斷檢測模塊和主電路構(gòu)成；相電壓經(jīng)過同步信號檢測模塊后生成同步信號輸入到單片機(jī)中，單片機(jī)與磁保持繼電器驅(qū)動模塊相連驅(qū)動磁保持繼電器，閉合關(guān)斷檢測模塊檢測磁保持繼電器閉合和關(guān)斷時刻，與同步信號進(jìn)行比較，單片機(jī)校正磁保持繼電器閉合關(guān)斷驅(qū)動時刻，以保障電容器過零投切。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線自適應(yīng)過零投切校正的智能電容器，單片機(jī)為stmS系列單片機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線自適應(yīng)過零投切校正的智能電容器，磁保持繼電器閉合后電容器連接到電網(wǎng)上進(jìn)行無功補(bǔ)償，閉合關(guān)斷檢測電路與磁保持繼電器輸出端相連，檢測閉合和關(guān)斷的狀態(tài)，產(chǎn)生高低電平的反饋信號并輸入到單片機(jī)GP1 口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線自適應(yīng)過零投切校正的智能電容器，在磁保持繼電器兩端電壓過零時刻投入電容，在流過磁保持繼電器的電流過零時刻切除電容。
【專利摘要】本發(fā)明屬于無功補(bǔ)償設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在線自適應(yīng)過零投切校正的智能電容器。為了保障智能電容器長期在線運(yùn)行后仍能過零投切，本發(fā)明智能電容器由同步信號檢測模塊、單片機(jī)、磁保持繼電器驅(qū)動模塊、閉合關(guān)斷檢測模塊和主電路構(gòu)成；相電壓經(jīng)過同步信號檢測模塊后產(chǎn)生同步信號輸入到單片機(jī)中，單片機(jī)與磁保持繼電器驅(qū)動模塊相連驅(qū)動磁保持繼電器，閉合關(guān)斷檢測模塊檢測磁保持繼電器閉合和關(guān)斷時刻，與同步信號進(jìn)行比較，單片機(jī)校正磁保持繼電器閉合關(guān)斷驅(qū)動時刻，以保障電容器過零投切。本發(fā)明在每一次投切智能電容器過程中進(jìn)行在線自適應(yīng)過零投切校正，適用于長期在線運(yùn)行后或者環(huán)境參數(shù)變化較大而使過零投切時刻偏移的場合。
【IPC分類】H02J3/18
【公開號】CN105098792
【申請?zhí)枴緾N201410781858
【發(fā)明人】趙國鵬, 韓民曉, 王彥杰
【申請人】華北電力大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年12月18日