智能集成電容器的原理

        智能集成電容器主要由電網(wǎng)參數采樣、智能網(wǎng)絡(luò )、智能控制器、過(guò)零投切、電力電容器、線(xiàn)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(kāi)關(guān)、 智能控制器、線(xiàn)路保護等單元構成⑵；下方模塊由一臺或兩臺△形聯(lián)接或一臺Y形聯(lián)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(guò)零投切、自動(dòng)控制、計算機和網(wǎng)絡(luò )通訊等先進(jìn)技術(shù)，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(guò)電壓電流互感器、濾波電路、采樣電路獲取低壓 配電網(wǎng)的三相電壓和電流參數，経DSP實(shí)時(shí)計算出無(wú)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(hù)的需求設 定的各電力運行參數控制門(mén)閥通過(guò) 單片機判斷是否需要進(jìn)行電容器組 無(wú)功補償。微控制器STC89C53通過(guò) RS-485通信可實(shí)現與處理器DSP之 間的高速數據交換，以滿(mǎn)足系統的實(shí) 時(shí)性要求。

圖1智能集成電容器的組成框圖

1.2過(guò)零投切
        智能集成電容器過(guò)零投切開(kāi)關(guān) 由大功率磁保持繼電器、雙向晶閘 管、阻容吸收電路和線(xiàn)路保護器件等 組成。電路采用電力電子技術(shù)和過(guò)零投切技 術(shù)，利用雙向晶閘管的快速導通和大功率磁 保持繼電器接點(diǎn)的零壓降實(shí)現互補。由單片 機控制過(guò)零點(diǎn)投切開(kāi)關(guān)實(shí)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(guò)零 時(shí)，單片機發(fā)出觸發(fā)脈沖導通或斷開(kāi)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(kāi)關(guān)投切瞬間導通工作，大功 率磁保持繼電器則在正常運行時(shí)保持通斷狀 態(tài)，這樣確保電力電容器在投切過(guò)程中無(wú)沖 擊電流、電弧、過(guò)電壓產(chǎn)生，低能耗運行。過(guò) 零投切系統圖如圖2所示。

圖2過(guò)零投切系統圖

1.3智能網(wǎng)絡(luò )
        智能集成電容器采用智能網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)，構建RS-485通訊網(wǎng)絡(luò )，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(lián)機工作時(shí)，通過(guò)通信方式 有機結合成一個(gè)整體,能自動(dòng)分配ID地址，自動(dòng)組網(wǎng)，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(wú)功功率Q、功率因數入等電力參數，綜合分析判斷后發(fā)出命令，指揮各電力 電容器的投切。當主機故障時(shí)會(huì )自動(dòng)退出，系統重新自動(dòng)組網(wǎng)，在其余從機中產(chǎn)生一臺新的主機;若從機 故障時(shí)自動(dòng)退出不會(huì )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(gè)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(shí)可根據實(shí)際無(wú)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(dòng)更新配置。智能網(wǎng)絡(luò )示意圖如圖3所示。

圖3 智能網(wǎng)絡(luò )示意圖