[发明专利]智能低压电力电容器

摘要

本发明涉及一种智能低压电力电容器，包括内设电容芯子的电容器本体及控制装置，控制装置包括断路器、电压电流信号采集电路、投切机构及单片机；单片机内集成信号滤波整形电路、A/D转换单元、逻辑保护计算单元、过零捕捉电路和过零投切控制单元，逻辑保护计算单元包括逻辑运算模块、存储模块和比较模块，计算获得电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素及谐波量，电压、电流和谐波量超标时控制过零投切控制单元向投切机构执行切除电容芯子实现过压、欠压和谐波保护，基于无功补偿逻辑并结合过零点判断达到控制投切机构执行过零投切实现无功补偿。本发明基于单片机的逻辑运算实现自身谐波、电压、电流保护，具有保护功能完善和结构紧凑的优点。

主权项

一种智能低压电力电容器，包括内设电容芯子的电容器本体以及设于电容器本体顶部的控制装置，控制装置包括断路器，用于采集相线上的电压、电流信号的电压电流信号采集电路，用于切断或连接断路器和电容器芯子的投切机构，以及单片机；所述单片机包括与电压电流信号采集电路连接的信号滤波整形电路，与信号滤波整形电路连接的A/D转换单元，用于将输入的信号转换为数字信号，与A/D转换单元连接的无功补偿控制单元，无功补偿控制单元根据A/D转换单元输入的信号进行无功分析以发出无功补偿投切命令，与信号滤波整形电路连接的过零捕捉电路，用于将输入的正弦波信号转换为方波信号并捕捉过零点输出过零信号，以及过零投切控制单元，基于无功补偿控制单元的无功补偿投切命令，并在获得检测过零捕捉电路的过零信号时输出对应的过零投切驱动信号；所述投切机构根据投切驱动信号对应切断或连接断路器和电容器芯子，其特征在于：所述的无功补偿控制单元为逻辑保护计算单元，逻辑保护计算单元包括逻辑运算模块，用于计算电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素以及谐波量；存储模块，存储有最大电压阀值、临界电压阀值、电流阀值、功率因数上限阀值、功率因数下限阀值和谐波量阀值；以及比较模块，比较逻辑运算模块计算获得的电压值达到临界电压阀值或超过最大电压阀值时，向过零投切控制单元输出电容芯子切除控制信号；比较逻辑运算模块计算获得的电流值超出电流阀值时，向过零投切控制单元输出电容芯子切除控制信号；比较逻辑运算模块计算获得的谐波量超过谐波量阀值时向过零投切控制单元输出电容芯子切除控制信号；过零投切控制单元基于电容芯子切除控制信号向投切机构输出电容芯子切除驱动信号从而切除电容器芯子实现电容芯子的过压、过流和谐波保护；所述无功补偿投切命令包括所述比较模块比较逻辑运算模块计算获得的功率因数大于预先存储的功率因数上限阀值，则向过零投切控制单元发出切除电容器芯子的无功切除命令，以及当计算的功率因数小于预先存储的功率因数下限阀值，则向过零投切控制单元发出投入电容器芯子的无功投入命令；所述过零投切控制单元基于无功补偿投切命令并检测获得检测过零捕捉电路的过零信号时输出对应的过零投切驱动信号，达到电容器的过零投切实现无功补偿。