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智能集成電容器的原理

2020-10-20 9:07:07

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        智能集成電容器主要由電網參數采樣、智能網絡、智能控制器、過零投切、電力電容器、線路保護等單 元組成。智能集成電容器一般分為上、下分體式模塊結構,模塊組裝、拆卸很方便。上方模塊由投切開關、 智能控制器、線路保護等單元構成⑵;下方模塊由一臺或兩臺△形聯接或一臺Y形聯接電力電容器構成。 智能集成電容器采用了現代檢測、電力電子、過零投切、自動控制、計算機和網絡通訊等先進技術,其組 成框圖如圖1所示。


1.1智能控制器
        智能控制器為智能集成電容器的控制核心,采用高性能、高精度TMS320C28x系列處理器DSP和低功 耗、高性能STC89C53微控制器。STC89C53微控制器通過電壓電流互感器、濾波電路、采樣電路獲取低壓 配電網的三相電壓和電流參數,経DSP實時計算出無功功率Q、功率因數X、有功功率P、頻率f、電容值C等電力運行參數,根據用戶的需求設 定的各電力運行參數控制門閥通過 單片機判斷是否需要進行電容器組 無功補償。微控制器STC89C53通過 RS-485通信可實現與處理器DSP之 間的高速數據交換,以滿足系統的實 時性要求。

圖1智能集成電容器的組成框圖


1.2過零投切
        智能集成電容器過零投切開關 由大功率磁保持繼電器、雙向晶閘 管、阻容吸收電路和線路保護器件等 組成。電路采用電力電子技術和過零投切技 術,利用雙向晶閘管的快速導通和大功率磁 保持繼電器接點的零壓降實現互補。由單片 機控制過零點投切開關實現電力電容器的投 切,在雙向晶閘管兩端電壓為零或電流過零 時,單片機發出觸發脈沖導通或斷開雙向晶 閘管的指令,電力電容器投入或切除⑷。雙 向晶閘管只在開關投切瞬間導通工作,大功 率磁保持繼電器則在正常運行時保持通斷狀 態,這樣確保電力電容器在投切過程中無沖 擊電流、電弧、過電壓產生,低能耗運行。過 零投切系統圖如圖2所示。

圖2過零投切系統圖


1.3智能網絡
        智能集成電容器采用智能網絡通訊技術,構建RS-485通訊網絡,以光電耦合器和獨立電源組成 RS485通信電路。每臺智能集成電容器均有各自獨立的控制器,在多臺控制器聯機工作時,通過通信方式 有機結合成一個整體,能自動分配ID地址,自動組網,其中地址碼小的一臺為主機,其余為從機。主機 將接收所有從機的信息,依據無功功率Q、功率因數入等電力參數,綜合分析判斷后發出命令,指揮各電力 電容器的投切。當主機故障時會自動退出,系統重新自動組網,在其余從機中產生一臺新的主機;若從機 故障時自動退出不會影響其余從機的正常工作,避免了常規補償模式因控制器損壞而致使整個補償系統 停止工作的狀況,從而保證了補償裝置可靠運行。同時可根據實際無功補償容量的需要靈活調整電容 量,模塊投入與撤出不需設置,能自動更新配置。智能網絡示意圖如圖3所示。

圖3 智能網絡示意圖


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