有多重保護的復合開關(guān)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種有多重保護的復合開關(guān)，包括：信號采集裝置、信號調(diào)理電路、復合開關(guān)，所述信號采集裝置的輸入端連接電容器，其輸出端連接所述信號調(diào)理電路的輸入端，所述信號調(diào)理電路得輸出端連接所述復合開關(guān)，所述復合開關(guān)輸出端連接電容器。本實用新型的添加了信號采集裝置和信號調(diào)理電路，對電容器的溫度、電流、電壓進行采樣，再由信號調(diào)理電路進行放大處理，如果電容器溫度、電壓、電流異常，則由微處理器控制驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)對電容器進行投切，對電容器的溫度、過流、過壓時進行保護。這樣更有效的延長復合開關(guān)及電容的使用壽命，從而使得無功補償系統(tǒng)運行更經(jīng)濟可靠。
【專利說明】
有多重保護的復合開關(guān)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有多重保護的復合開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟發(fā)展，用電量也在急劇增加，從而使得與電能質(zhì)量密切相關(guān)的無功補償裝置得到了長足發(fā)展;現(xiàn)有無功補償裝置主要是以開關(guān)投切電容器為主，而這里投切開關(guān)主要有接觸器、晶閘管開關(guān)、復合開關(guān)等;復合開關(guān)以其優(yōu)異的性價比用量逐年增加。但是現(xiàn)在大部分的復合開關(guān)只是簡單的做了過零投切，而沒有對開關(guān)及投切的電容做必要的保護，使得現(xiàn)場開關(guān)、電容故障頻發(fā)，嚴重影響開關(guān)及電容的使用壽命。
[0003]如中國專利公開號為CN104333018 A的發(fā)明專利，該發(fā)明提供了一種低壓無功補償復合開關(guān)裝置，具有投切涌流小、投切效率高的特點，然而，這種復合開關(guān)，只是簡單的做了過零投切，而沒有對開關(guān)及投切的電容做必要的保護，使得現(xiàn)場開關(guān)、電容故障頻發(fā)。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0005]為此，本實用新型的目的在于提出一種有多重保護的復合開關(guān)。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種有多重保護的復合開關(guān)，包括:信號采集裝置、信號調(diào)理電路、復合開關(guān)，所述信號采集裝置的輸入端連接電容器，其輸出端連接所述信號調(diào)理電路的輸入端，所述信號調(diào)理電路得輸出端連接所述復合開關(guān)，所述復合開關(guān)輸出端連接電容器；
[0007]所述信號采集裝置包括電壓采樣電路、電流采樣電路、電容溫度采樣電路，所述電壓采樣電路、所述電流采樣電路、所述電容溫度采樣電路的輸入端都與電容器連接，所述電壓采樣電路、所述電流采樣電路、所述電容溫度采樣電路的輸出端都與所述信號調(diào)理電路連接；
[0008]所述復合開關(guān)包括微處理器、驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，所述微處理器與所述信號調(diào)理電路的輸出端連接，其控制端連接無功補償控制器，所述驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的控制端與所述微處理器連接，其輸出端連接電容器。
[0009]優(yōu)選的，所述電壓采樣電路包括第一電阻至第四電阻、第一電容、第二電容、電壓互感器，所述第一電阻的一端接第一相輸入電壓，其另一端接電壓互感器的第一輸入端，所述第二電阻的一端接第二相輸入電壓，其另一端接電壓互感器的第二輸入端，所述電壓互感器的輸出端接第三電阻的一端、第一電容的一端、第四電阻的一端，其接地端接第三電阻的另一端、第一電容的另一端且都接地，所述第四電阻的另一端接第二電容的一端且為電壓采樣電路的輸出端，所述第二電容的另一端接地。
[0010]優(yōu)選的，所述電流采樣電路包括第一電流互感器、第二電流互感器、第一穩(wěn)壓管、第二穩(wěn)壓管、第三電容、第四電容、第五電阻至第八電阻，所述第一電流互感器的輸入端接第一相電流，其接地端接地，其輸出端接第一穩(wěn)壓管的陰極、第三電容的一端、第五電阻的一端、第六電阻的一端，所述第一穩(wěn)壓管的陽極、第三電容的另一端、第五電阻的另一端都接地，所述第六電阻的另一端為電流采樣電路的第一相輸出端，所述第二電流互感器的輸入端接第二相電流，其接地端接地，其輸出端接第二穩(wěn)壓管的陰極、第四電容的一端、第七電阻的一端、第八電阻的一端，所述第二穩(wěn)壓管的陽極、第四電容的另一端、第七電阻的另一端都接地，所述第八電阻的一端為電流采樣電路的第二相輸出端。
[0011]優(yōu)選的，所述電容溫度采樣電路包括熱敏電阻、上拉電阻，所述熱敏電阻的一端接地，另一端為電容溫度采樣電路的輸出端且接上拉電阻的一端，所述上拉電阻的另一端接2.5V電壓。
[0012]優(yōu)選的，所述信號調(diào)理電路包括放大器、第一二極管、第二二極管、第九電阻至第十二電阻，所述放大器的同相輸入端接第十一電阻的一端、第十二電阻的一端，其反相輸入端接第九電阻的一端、第十電阻的一端，其輸出端為信號調(diào)理電路的輸出端且接第一二極管的陰極、第二二極管的陽極、第十電阻的另一端，所述第一二極管的陽極接地，所述第二二極管的陰極接電源電壓，所述第九電阻的另一端接地，所述第十一電阻的另一端為信號調(diào)理電路的采樣信號輸入端，所述第十二電阻的另一端接2.5V電壓。
[0013]優(yōu)選的，所述放大器選用運算放大器。
[0014]本實用新型的一種有多重保護的復合開關(guān)，具有的有益效果如下:
[0015]1、本實用新型的添加了信號采集裝置，對電容器的溫度、電流、電壓進行采樣，再由信號調(diào)理電路進行放大處理，如果電容器溫度、電壓、電流異常，則由微處理器控制驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)對電容器進行投切，對電容器的溫度、過流、過壓時進行保護。這樣更有效的延長復合開關(guān)及電容的使用壽命，從而使得無功補償系統(tǒng)運行更經(jīng)濟可靠。
[0016]2、本實用新型的信號采集裝置采用了電壓互感器、電流互感器的設(shè)計，對電容器內(nèi)的電壓和電流進行隔離采集，其采集精度高、穩(wěn)定性好。
[0017]3、本實用新型對復合開關(guān)的電路進行改造，增加電流、電壓、溫度采集信號，實時采集電容器的電壓、電流及溫度信號，通過微處理器計算比較做出相應的保護動作，大大提高了復合開關(guān)的可靠性、穩(wěn)定性。
[0018]本實用新型附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0019]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0020]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021 ]圖2為本實用新型的電壓采樣電路原理圖；
[0022]圖3為本實用新型的電流采樣電路原理圖；
[0023]圖4為本實用新型的電容溫度采樣電路原理圖；
[0024]圖5為本實用新型的信號調(diào)理電路原理圖。
【具體實施方式】
[0025]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0026]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0027]本實用新型提供一種有多重保護的復合開關(guān)，參考附圖1，包括:信號采集裝置1、信號調(diào)理電路2、復合開關(guān)3，信號采集裝置I的輸入端連接電容器，其輸出端連接信號調(diào)理電路2的輸入端，信號調(diào)理電路2得輸出端連接復合開關(guān)3，復合開關(guān)3輸出端連接電容器。
[0028]S卩，信號采集裝置I采集電容器內(nèi)的溫度、電壓、電流信號，并將采集到的信號傳遞給信號調(diào)理電路2處理，再由信號調(diào)理電路2將處理后的信號傳遞給復合開關(guān)3，由復合開關(guān)3控制電容器的投切。
[0029]具體的，信號采集裝置I包括電壓采樣電路、電流采樣電路、電容溫度采樣電路，電壓采樣電路、電流采樣電路、電容溫度采樣電路的輸入端都與電容器連接，電壓采樣電路、電流采樣電路、電容溫度采樣電路的輸出端都與信號調(diào)理電路2連接。
[0030]信號調(diào)理電路2用于將采集來的電壓、電流、溫度信號經(jīng)過運算放大器LM324跟蹤放大處理后連接到復合開關(guān)3的微處理器的AD端口。
[0031]此外，復合開關(guān)3用于將信號調(diào)理電路2轉(zhuǎn)換過來的信號，交由微處理器STM8S207R8進行運算處理，從而來對投切電容做出相應的保護動作。
[0032]其中，復合開關(guān)3包括微處理器31、驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)32，微處理器31與信號調(diào)理電路2的輸出端連接，其控制端連接無功補償控制器33，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)32的控制端與微處理器31連接，其輸出端連接電容器。
[0033]下面對電壓采樣電路進行具體的描述，參考附圖2:
[0034]電壓采樣電路包括第一電阻R50至第四電阻R30、第一電容C12、第二電容C26、電壓互感器PTl，第一電阻R50的一端接第一相輸入電壓，其另一端接電壓互感器PTl的第一輸入端，第二電阻R27的一端接第二相輸入電壓，其另一端接電壓互感器PTl的第二輸入端，電壓互感器PT I的輸出端接第三電阻R33的一端、第一電容Cl 2的一端、第四電阻R30的一端，其接地端接第三電阻R33的另一端、第一電容C12的另一端且都接地，第四電阻R30的另一端接第二電容C26的一端且為電壓采樣電路的輸出端，第二電容C26的另一端接地。
[0035]其中，電壓互感器選用ZMPT107型號，將現(xiàn)場電壓信號隔離采集出來。
[0036]下面對電流采樣電路進行具體的描述，參考附圖3:
[0037]電流采樣電路包括第一電流互感器CTl、第二電流互感器CT2、第一穩(wěn)壓管D13、第二穩(wěn)壓管D14、第三電容C6、第四電容C7、第五電阻R16至第八電阻R20，第一電流互感器CTl的輸入端接第一相電流，其接地端接地，其輸出端接第一穩(wěn)壓管D13的陰極、第三電容C6的一端、第五電阻R16的一端、第六電阻Rl 3的一端，第一穩(wěn)壓管D13的陽極、第三電容C6的另一端、第五電阻R16的另一端都接地，第六電阻R13的另一端為電流采樣電路的第一相輸出端，第二電流互感器CT2的輸入端接第二相電流，其接地端接地，其輸出端接第二穩(wěn)壓管D14的陰極、第四電容C7的一端、第七電阻R21的一端、第八電阻R20的一端，第二穩(wěn)壓管D14的陽極、第四電容C7的另一端、第七電阻R21的另一端都接地，第八電阻R20的一端為電流采樣電路的第二相輸出端。
[0038]其中，電流互感器選用ZMCT314的型號，將現(xiàn)場電流信號隔離采集出來。
[0039]下面對電容溫度采樣電路進行具體的描述，參考附圖4:
[0040]電容溫度采樣電路包括熱敏電阻Rt、上拉電阻R23，熱敏電阻Rt的一端接地，另一端為電容溫度采樣電路的輸出端且接上拉電阻R23的一端，上拉電阻R23的另一端接2.5V電壓，即溫度由熱敏電阻Rt將現(xiàn)場的溫度信號轉(zhuǎn)換為電阻值，完成電容器溫度的采集。
[0041]下面對電容溫度采樣電路進行具體的描述，參考附圖5:
[0042]信號調(diào)理電路包括放大器U7A、第一二極管D6、第二二極管D12、第九電阻Rll至第十二電阻R22，放大器U7A的同相輸入端接第^ 電阻R19的一端、第十二電阻R22的一端，其反相輸入端接第九電阻Rll的一端、第十電阻R12的一端，其輸出端為信號調(diào)理電路的輸出端且接第一二極管D6的陰極、第二二極管D12的陽極、第十電阻R12的另一端，第一二極管D6的陽極接地，第二二極管D12的陰極接電源電壓Vcc，第九電阻Rl I的另一端接地，第^^一電阻R19的另一端為信號調(diào)理電路的采樣信號輸入端，第十二電阻R22的另一端接2.5V電壓。
[0043]其中，放大器U7A選用運算放大器，且選用LM324型號。
[0044]工作原理:由信號采集裝置將電容器的電壓、電流、溫度信號采集好后，經(jīng)過信號調(diào)理電路，將這些信號轉(zhuǎn)換為復合開關(guān)中微處理器中可以接受的模擬信號，進行數(shù)據(jù)處理，若電壓計算值高于設(shè)定的過壓值市，微處理器發(fā)出切除信號，強制切除電容;若電流計算值高于設(shè)定的電容保護值，也強行切除已投入電容，若此值大于復合開關(guān)額定電流時也需要強制切除電容以保護開關(guān)的可靠性;若溫度計算值大于電容溫度保護值，此時強行切除投入電容，以降低電容損壞概率。
[0045]本實用新型的添加了信號采集裝置，對電容器的溫度、電流、電壓進行采樣，再由信號調(diào)理電路進行放大處理，如果電容器溫度、電壓、電流異常，則由微處理器控制驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)對電容器進行投切，對電容器的溫度、過流、過壓時進行保護。這樣更有效的延長復合開關(guān)及電容的使用壽命，從而使得無功補償系統(tǒng)運行更經(jīng)濟可靠。
[0046]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0047]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。
【主權(quán)項】
1.一種有多重保護的復合開關(guān)，其特征在于，包括:信號采集裝置、信號調(diào)理電路、復合開關(guān)，所述信號采集裝置的輸入端連接電容器，其輸出端連接所述信號調(diào)理電路的輸入端，所述信號調(diào)理電路得輸出端連接所述復合開關(guān)，所述復合開關(guān)輸出端連接電容器； 所述信號采集裝置包括電壓采樣電路、電流采樣電路、電容溫度采樣電路，所述電壓采樣電路、所述電流采樣電路、所述電容溫度采樣電路的輸入端都與電容器連接，所述電壓采樣電路、所述電流采樣電路、所述電容溫度采樣電路的輸出端都與所述信號調(diào)理電路連接； 所述復合開關(guān)包括微處理器、驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，所述微處理器與所述信號調(diào)理電路的輸出端連接，其控制端連接無功補償控制器，所述驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的控制端與所述微處理器連接，其輸出端連接電容器。2.如權(quán)利要求1所述的一種有多重保護的復合開關(guān)，其特征在于，所述電壓采樣電路包括第一電阻至第四電阻、第一電容、第二電容、電壓互感器，所述第一電阻的一端接第一相輸入電壓，其另一端接電壓互感器的第一輸入端，所述第二電阻的一端接第二相輸入電壓，其另一端接電壓互感器的第二輸入端，所述電壓互感器的輸出端接第三電阻的一端、第一電容的一端、第四電阻的一端，其接地端接第三電阻的另一端、第一電容的另一端且都接地，所述第四電阻的另一端接第二電容的一端且為電壓采樣電路的輸出端，所述第二電容的另一端接地。3.如權(quán)利要求1所述的一種有多重保護的復合開關(guān)，其特征在于，所述電流采樣電路包括第一電流互感器、第二電流互感器、第一穩(wěn)壓管、第二穩(wěn)壓管、第三電容、第四電容、第五電阻至第八電阻，所述第一電流互感器的輸入端接第一相電流，其接地端接地，其輸出端接第一穩(wěn)壓管的陰極、第三電容的一端、第五電阻的一端、第六電阻的一端，所述第一穩(wěn)壓管的陽極、第三電容的另一端、第五電阻的另一端都接地，所述第六電阻的另一端為電流采樣電路的第一相輸出端，所述第二電流互感器的輸入端接第二相電流，其接地端接地，其輸出端接第二穩(wěn)壓管的陰極、第四電容的一端、第七電阻的一端、第八電阻的一端，所述第二穩(wěn)壓管的陽極、第四電容的另一端、第七電阻的另一端都接地，所述第八電阻的一端為電流采樣電路的第二相輸出端。4.如權(quán)利要求1所述的一種有多重保護的復合開關(guān)，其特征在于，所述電容溫度采樣電路包括熱敏電阻、上拉電阻，所述熱敏電阻的一端接地，另一端為電容溫度采樣電路的輸出端且接上拉電阻的一端，所述上拉電阻的另一端接2.5V電壓。5.如權(quán)利要求1所述的一種有多重保護的復合開關(guān)，其特征在于，所述信號調(diào)理電路包括放大器、第一二極管、第二二極管、第九電阻至第十二電阻，所述放大器的同相輸入端接第^ 電阻的一端、第十二電阻的一端，其反相輸入端接第九電阻的一端、第十電阻的一端，其輸出端為信號調(diào)理電路的輸出端且接第一二極管的陰極、第二二極管的陽極、第十電阻的另一端，所述第一二極管的陽極接地，所述第二二極管的陰極接電源電壓，所述第九電阻的另一端接地，所述第十一電阻的另一端為信號調(diào)理電路的采樣信號輸入端，所述第十二電阻的另一端接2.5V電壓。6.如權(quán)利要求5所述的一種有多重保護的復合開關(guān)，其特征在于，所述放大器選用運算放大器。
【文檔編號】H02J3/18GK205489549SQ201620270286
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】嚴勝
【申請人】南京鼎瑞智能電力科技有限公司