技术领域
[0001] 本实用新型涉及供电系统低压无功补偿技术领域，是一种基于电容器的有功平衡化调整及无功补偿装置，具体地说，是一种模块式一体化电容器调补装置。
背景技术
[0002] 现有低压无功自动补偿成套装置的结构都是由一台
控制器和若干低压电
力电容器、投切低压电力电容器的
开关和一些保护组件在屏、柜或箱内组装而成，其不足之处是，存在着产品造价高，体积大，内部配线复杂，可维性差，很难适应智能
电网发展的需要。随着微
电子技术、磁保持继电器技术、电容器制造技术和通信技术的发展，低压无功补偿装置小型化、一体化制造技术逐渐成熟, 例如：中国实用新型
专利号为ZL201120479401.1公开了集成一体化电容器组,即将开关
电路、控制电路和电容器本体做成一体化的产品。但是，
现有技术仍存在着
单体容量小、功能单一，电路结构过于集约化而不易生产调试和维护等问题。
发明内容
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术之不足，基于构思的基本技术原理，优选现有的各功能单元电路模块进行创造性有机的组合，提供一种结构简单，可靠性高，并容易生产调试，便于维护，且能够按不同比例灵活分配
角接组和星接组的数量实现所需要功能的模块式一体化电容器调补装置。
[0004] 解决其技术问题采用的技术方案是：一种模块式一体化电容器调补装置，其特征是，它包括：一人机
接口控
制模块、一测控模块、一电源模块、至少两个开关模块，每个开关模块的磁保持继电器与3只单相电容器相连，且与三相交流电源之间构成角形连接或
星形连接，所述人机接口
控制模块、测量模块、开关模块通过485
现场总线互相连接。所述电源模块将交流电变为直流电源对所述人机接口控制模块、测控模块、至少两个开关模块供电；测控模块对外部输入的交流
电压、
电流信号进行
数据采集和计算处理，并将计算处理结果通过485现场总线送给
人机交互控制模块，人机交互控制模块根据测控模块送上来的数据进行分析计算,且给每个开关模块发出动作控制指令，开关模块控制磁保持继电器在触点两端电压为零时闭合和电流为零时断开。
[0005] 所述的开关模块的
微处理器采用ATmega16/32；用于投切电容器的磁保持继电器采用902B改进型，其驱动芯片采用BL8023。
[0006] 所述的测量模块的微处理器芯片采用ATmega16/32；电量采集芯片型号为ADD7880，采用微型电压互感器和电流互感器将工频电压和电流变换成弱
电信号。
[0007] 所述的人机接口控制模块采用ATS系列型号的ATPad工业智能显示屏。
[0008] 本实用新型模块式一体化电容器调补装置的有益之处体现在：
[0009] 1．采用各个功能电路模块式结构，可以用不同数量电容器和开关模块来组成不同容量的一体化装置；
[0010] 2．每个开关模块通过3个磁保持继电器与3个单相电容器可以角接方式也可以星接方式相连，并对每一个电力电容器实行单独投切控制；
[0011] 根据使用功能的要求，按不同比例分配角接组和星接组的数量来组成实现不同使用功能的一体化装置；
[0012] 3．采用功能电路模块化结构，使得各个模块功能单一，结构简单，可靠性高，并容易生产调试，便于维护；
[0013] 4．开关模块采用电容器预充电方法和精确控制磁保持继电器技术，实现机械开关触点无涌流投切电容器，开关和电容器的使用寿命长，且不产生谐波，对电网无污染、无冲击；
[0014] 5．由于其中部分组以角接的方式连接，另外部分组以星接的方式连接，且每一个电容器可单独控制投切，因此可实现电容器在相间和相对零的不等量任意组合投切，不仅实现
无功功率补偿，还可实现对有功功率在三相间进行均衡化调整，以达到大幅消减零线电流，进一步降低配变电损，提高了供电
质量。
附图说明
[0015] 图1 为本实用新型的模块式一体化电容器调补装置原理
框图；
[0016] 图2 为开关模块控制和检测电路部分原理图；
[0017] 图3 为开关模块磁保持继电器及驱动电路部分原理图；
[0018] 图4 为测控模块部分电路原理图；
[0019] 图5 为人机交互模块部分
端子图。具体
实施例[0020] 下面利用附图对本实用新型的实施作进一步描述。
[0021] 参照图1，本实用新型的模块式一体化电容器调补装置，包括：一人机接口控制模块、一测控模块、一电源模块、至少两个开关模块，每个开关模块与3只单相电容器相连，且与三相交流电源之间构成角形连接或星形连接，所述人机接口控制模块、测量模块、开关模块通过485现场总线互相连接。单相电容器为市售的电力电容器。
[0022] 参照图2和图3，所述开关模块包括微处理器、复位电路、晶振电路、过零点检测电路、485
通信接口电路、地址编码电路、运行状态指示电路、继电器状态检测电路、继电器驱动电路、光
电隔离电路以及接线端子电连接。微处理器的串口通过接口芯片U0转为485现场总线接口与外部通信连接；拨码开关S4一侧接地，另一侧连到微处理器的I/O管脚，用于模块得地址设定；四个发光
二极管用于显示模块的工作状态；光电
耦合器U14、U15、U16 通过
串联的二极管和
电阻分别接到三线电源之间，将正弦交流电衰减变为方波耦合隔离接到微处理器的I/O输入端，用于检测各相电源得过零点。U5-U10为微处理器输出光电隔离电路，U2、U3、U4为继电器驱动芯片，J1、J2、J3为持保持继电器；D1、D2、D3为电容器预充电二极管；当3个电容器的每个电容器的两端分别连接在J12和J21之间、J22和J31之间、J32和J11 之间，并且J11、J21、J31 分别与三相交流电源的A、B、C连接，就构成了角接组电路；当3个电容器的每个电容器的一端分别连接在J12、J22、J32，而另一端均接到电源零线，同时端子N也接到零线上，并且J11、J21、J31 分别与三相交流电源的A、B、C连接，就构成了星接组电路。微处理器通过过零检测电路准确得到交流电的过零时间，再精确控制I/O口输出时刻，经过光电隔离电路和驱动芯片驱动继电器动作，实现电容器接入或退出电网功能。
[0023] 参照图4，所述测量模块包括微处理器电路、电源稳压电路、隔离I/O电路、串口通信接口电路、A/D转换芯片电路、电压信号变换电路、电流信号变换电路电连接。微处理器采用ATmrga32芯片。隔离I/O电路由4个光隔离芯片分别组成2路输出和2路输入，用于外部扩展功能。电源稳压电路用于将5V的外部电压转换成3.5V的电压供芯片使用。由PTA、PTB、PTC 三个电压互感器构成电压信号变换器，将工频电压变为弱电信号；由CTA、CTB、CTC、CTN四个电流互感器构成电流信号变换电路，将工频电流信号变为弱电信号；由ADD7880芯片构成模拟量转换电路，将接入的电压和电流弱电信号转换为电量
数字信号并送给微处理器。微处理器接收到ADD7880芯片送来的电量数字信号后，经过其内部预先编制好的
软件程序进行处理并通过串口通信电路送给人机交互控制模块。软件程序依据自动化和计算机
数据处理技术编制，是本领域技术人员所熟悉的技术。
[0024] 参照图5，所述人机接口控制模块采用北京爱传公司生产的型号为ATS043的ATPad工业智能
液晶显示屏模块，该模块集成了丰富的资源，包括：ARM9处理器，
触摸屏，通用IO, 多路AD, UART/485，文件系统，U盘读写，蜂鸣器，指示灯，RTC等电路。ARM9微处理器。
[0025] 参照图6，所述人机接口控制模块采用一块ATS043工业智能液晶显示屏模块。该模块的端子J1为串口0和串口1接口；端子J2为电源和485接口；端子J10为模拟量输入A/D接口；端子J9为I/O接口；端子J6为JTAG接口；485接口电路与开关模块电路相连，下达开关的动作命令；串口0接口电路与测量模块电路相连，接收测量模块送来的电量数据；串口1接口电路与外部通信设备相连，可以将数据传送给外部设备；JTAG接口用于与上位计算机相连调试和烧写程序。
[0026] 本实用新型的具体实施方式并非穷举，本领域技术人员不经过创造性劳动的简单复制和改进，应属于本实用新型
权利要求的保护范围。
