专利名称：一种分补型低压智能液晶组合式电力电容器的制作方法电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗。然而实际应用中，提前预加电容器，容易在用电低谷阶段，出现过补，现在基本淘汰不使用。现在用户无功功率补偿措施通常都是在0. 4KV配电屏端通过功率因数控制器来控制多组电力电容器的投切，使功率因数达到0. 95左右。传统的配电屏无功功率补偿设备包括电力刀开关，熔断器，无功补偿检测装置， 电容器专用投切继电器，电力电容器等，如需达到消除谐波功能，还需另加谐波消除电抗线圈。其存在如下缺点投切电流大，对线路产生浪涌冲击电流，电容器专用投切继电器触点寿命短，接线繁杂，占用空间大，维护检修不方便，成本高，机械连接部件多，设备容易失效。 而市场上现有的智能或类智能型产品，操作界面都比较繁琐，对操控人员技术要求很高，需要专人跟踪技术指导，无法大面积普及，极大的限制了无功功率补偿器的推广使用，造成能源浪费。
本实用新型有如下附图图1本实用新型的结构示意图。以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。本实用新型所述的分补型低压智能液晶组合式电力电容器，以CPU单元5为核心， 通过三个电压互感器和三个电流互感器对外部的电压信号、电流信号取样。其具体结构如图1所示，包括一个接收外部AC380V电源输入的电源变换器1，为CPU单元5和以下各单元电路提供一路-5V电源、一路+24V电源、两路+5V电源供电；其中，主电源VDD1+5V供CPU单元 5使用，同时VDD1+5V和VDD2-5V提供给信号放大整流电路3，VDD3+24V供给功率投切模块单元7中的第一、第二、第三功率投切模块71、72、73，VDD4+5V提供给RS485通信单元8 ；CPU单元5通过线缆与一个采用液晶显示的操作面板单元4连接，操作面板单元4 用于人机对话并显示相关信息；本实用新型所述的分补型低压智能液晶组合式电力电容器在联机控制时，可以通过操作面板单元4设定一台为主机(通信地址设置为零地址)，其他为从机(通信地址设置成非零不重复序号)；主机作为主控制设备对配电信息采集计算，并根据计算结果与控制目标比较，对从机发出电容器投切命令，从机电容器投切按循环投切方式接受控制，以实现小范围连接，避免各台单独工作，投入了一起投入，切断了一起切断， 使功率因数偏低；CPU单元5通过线缆与一个RS485通讯单元8连接；本实用新型所述的分补型低压智能液晶组合式电力电容器间可通过RS485通讯单元8进行485通讯，实现联网控制功能；RS485通讯单元8可采用现有技术实现；CPU单元5通过线缆与温度传感放大器单元9连接；温度传感放大器单元9用于采集电容器温度，对电容器实现过温保护；温度传感放大器单元9可采用现有技术实现；CPU单元5通过线缆与信号放大整流电路3连接；信号放大整流电路3接收信号采集单元2的数据；所述信号采集单元2包括三个电压互感器21和三个电流互感器22 ；电流互感器 22检测三相的电流，电压互感器21检测三相的电压；CPU单元5通过线缆与功率投切模块控制电路6连接；功率投切模块控制电路6通过连接端子与功率投切模块单元7连接，所述功率投切模块单元7设有第一、第二、第三功率投切模块71、72、73 ；第一、第二、第三功率投切模块71、72、73与“星形”连接的三个电力电容器CAP1、 CAP2、CAP3连接。三个电力电容器CAP1、CAP2、CAP3构成为用于补充低压0. 4KV的电力电容器单元10，三个电力电容器间为“星形”连接。在上述技术方案的基础上，CPU单元5的型号为STC12C5A60S2。CPU单元5为控制核心，CPU单元5采用宏晶科技的STC12C5A60S2单片机，该单片机可以工作在IT模式， 比普通51系列单片机速度快8 12倍，满足产品测量控制要求。在上述技术方案的基础上，第一功率投切模块71的Kl引脚与三相相线的A相连接，第二功率投切模块72的Kl引脚与三相相线的B相连接，第三功率投切模块73的Kl引脚与三相相线的C相连接，第一功率投切模块71的K2引脚与“星形”连接的三个电力电容器的Al端子连接，第二功率投切模块72的K2引脚与“星形”连接的三个电力电容器的Bl端子连接，第三功率投切模块73的K2引脚与“星形”连接的三个电力电容器的Cl端子连接，中性线N连接三个电力电容器的中性点。三个电力电容器的“星形”连接为公知技术，可采用现有技术实现。在上述技术方案的基础上，操作面板单元4下部设有设定键、向上键、向下键，中部设有一个液晶显示屏，液晶显示屏上部设有若干显示当前工作状态的LED指示灯。操作面板单元4工作过程如下在上电复位后，液晶显示器显示公司拼音缩写，亮1秒，之后分补型低压智能液晶组合式电力电容器进入自动运行状态，运行状态LED指示绿灯亮。进入自动控制状态后，液晶显示屏显示电压和功率因数，当出现过电压时，液晶显示屏显示过压的电压值和过压提示语，如有投入电容则切除已投入的电容，并在电网电压降至过压保护值以下10VAC前禁止电容器再次投入；当出现过温时，液晶显示屏显示过温的温度值和过温提示语，切除已投入的电容，并在电容器温度降至过温保护值以下5°C前禁止电容器再次投入。在分补型低压智能液晶组合式电力电容器处于自动运行状态(运行状态LED指示绿灯亮)时，按设定键，液晶显示屏显示内容依次在A相无功功率和功率因数、B相无功功率和功率因、C相无功功率和功率因数、A相电压和电流、B相电压和电流、C相电压和电流、 电容器温度、补偿电流和故障代码之间切换。在分补型低压智能液晶组合式电力电容器处于自动运行状态(运行状态LED指示绿灯亮)时，先按下向上键并保持再按设定键，分补型低压智能液晶组合式电力电容器进入设置状态，再按设定键在电容器补偿无功容量、功率因数下限、投切电容器延时、电流互感器变比、电容器过压保护值、电容器过温保护温度值、本机的通信地址之间切换，按向上键增加当前设置参数的参数值，按向下键减小当前设置参数的参数值，所设定的新参数值自动保存。其中，当设定完本机的通信地址后，需要再次按设定键才返回自动运行状态在分补型低压智能液晶组合式电力电容器处于自动运行状态(运行状态LED指示绿灯亮)时，先按下向下键并保持再按设定键，分补型低压智能液晶组合式电力电容器进入手动状态(运行状态LED指示红灯亮)，按向上键投入电容，电容状态LED指示灯Ca、Cb、 Cc绿灯亮，按向下键切除电容，电容状态LED指示灯指示灯Ca、Cb、Cc红灯，按设定键返回自动运行状态。上述操作面板单元4采用的直观人性化的控制面板具有以下优点显示内容直观，液晶显示屏显示内容和相应提示语。在上述技术方案的基础上，温度传感放大器单元9包括热敏电阻RT，热敏电阻RT 与电阻Rl串联分压后输出到CPU单元5。热敏电阻RT是一个NTC(负温度系数)器件，受温度变化，其本身阻值也会降低，热敏电阻RT与电阻Rl串联分压后输出到CPU单元5，经压频转换后将频率信号输入到CPU单元5，经CPU单元5计算，与操作面板单元4设定值对比，判断是否过温，是否切断电力电容器，同时可以在操作面板单元4上查询当前温度值。在上述技术方案的基础上，电流互感器22的型号为CT05-1，电流互感器22将通过一次电流互感器的配电三相电流产生的0-5A的信号电流变换成CPU单元5所能接受的电压信号，经压频转换后输入CPU单元5计算，测量出电网电流信号；并将CPU单元5与外部电力系统进行电气隔离；电压互感器21的型号为PT01-4，电压互感器21将配电电压220V变换成CPU单元 5所能接受的电压信号，并将CPU单元5与外部电力系统进行电气隔离，经压频转换后输入 CPU单元5计算后，与操作面板单元4设定值进行对比，检测是否过压、欠压，当过压时切断电力电容器，欠压时，禁止投入电力电容器，但允许切除电力电容器，从而确保电力电容器可靠运行不会损坏；同时，三相电压信号与三相电流信号进行对比，根据相位角的差距，计算无功功率大小，该无功功率超过操作面板单元4设定值时，投入电力电容器，进行无功功率补偿，提升电力线路供电效率。本实用新型所述的分补型低压智能液晶组合式电力电容器，需要三个电流互感器和三个电压互感器，电流互感器22用于检测三相相线的电流，电压互感器21用于检测三相的电压，通过CPU运算以后得出当前的功率因数和无功功率，如当前的功率因数低于设定值呈感性，该相无功功率大于电容器无功补偿设定值时，该相接通相应相电力电容器，以补偿提高功率因数，通过测量相角差，当电网容性时，切断该相补偿电力电容器。本实用新型中，三相电力电容器做“星型”连接，分别对各相进行补偿，三个电流互感器22和三个电压互感器21，信号取样后通过CPU单元5计算，再和操作面板单元4设定值对比，决定投入或切断。对同一线路上即有感性负载，又有阻性负载的，实现更加精细的补偿。例如，低压A 电流为100A，电压0. 4kV，有功功率8KW，功率因数提高到0. 96以上，则视在功率S = UaIa = 220X50 = IlkVA (1)无功功率Q= ^ls2 -P2 = Vl I2 -82 = 7.55kVAR (2)原功率因数COS Φ = P/S = 0. 72(3)补偿电容