專利名稱：智能無功自動補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種用于電力系統(tǒng)中，對電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)难b置，屬于電力系統(tǒng)中自動控制的技術(shù)領(lǐng)域。
目前在供電線路中，對無功電流的補(bǔ)償大都采用定性的補(bǔ)償，即將電容器組，一組一組地投入或切掉，這樣做往往不能準(zhǔn)確地對電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償，因而產(chǎn)生欠補(bǔ)償或過補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象。因此，在對電網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，有可能產(chǎn)生無功倒送，這樣對電網(wǎng)的運(yùn)行很不利，使電網(wǎng)的電力不能充份發(fā)揮其應(yīng)有的能力。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種能根據(jù)電網(wǎng)中實(shí)際無功電流大小而自動進(jìn)行定量補(bǔ)償?shù)膬x器。
本實(shí)用新型的智能無功自動補(bǔ)償裝置主要由9個(gè)部分所組成，即電壓變送器(1)、電流變送器(2)、A／D變換器(3)、微處理器(4)、擴(kuò)展口(5)、程序存貯器(6)、鎖存器(7)、數(shù)字顯示(8)、中間繼電器(9)。
電流變送器(2)主要由運(yùn)算放大器IC13B及二極管D4、D5、D6和限流電阻等所組成，其輸入信號采自電網(wǎng)母線，經(jīng)互感器B2后再經(jīng)限流電阻2R32、2R31將采集的電流信號送至運(yùn)算放大器IC13B的兩個(gè)輸入端，在該兩個(gè)輸入端之間還并接有兩只互為反接的二極管D4、D5，在運(yùn)算放大器IC13B的輸出端串接有一只電阻2R35，該電阻的另一端即信號輸出端直接與A／D變換器的“26”腳相連，即將電流變送器的輸出信號送至A／D變換器，同時(shí)在電阻2R35的信號輸出端與運(yùn)算放大器的同相輸入端之間接有一只二極管D6，該二極管的正極與運(yùn)算放大器的同相端相接，二極管D6的負(fù)極與電阻2R35的輸出端相連。
電壓變送器(1)主要由運(yùn)算放大器IC13A及二極管D1、D2、D3及限流電阻2R27、2R28和輸出電阻2R29組成，其信號采自電網(wǎng)母線，經(jīng)過變壓器B1的變壓后，再經(jīng)過限流電阻2R27、2R28將信號送至運(yùn)算放大器IC13A的兩個(gè)輸入端，在該兩個(gè)輸入端之間并接兩只互為反接的二極管D1、D2，運(yùn)算放大器IC13A的輸出端接有一只電阻2R29，在電阻2R29的輸出端與IC13A的同相輸入端之間并接一只二極管D3，二極管D3的正極接IC13A的同相輸入端，負(fù)極接電阻2R29的輸出端。以上采用電壓變送器及電流變送器采集信號然后將電壓、電流信號變換成數(shù)字量，以達(dá)到定量補(bǔ)償?shù)哪康?，這種做法采用的是過零點(diǎn)技術(shù)，即當(dāng)電壓信號為正半周時(shí)，運(yùn)算放大器IC13反向端比同相端電位高，則 IC13輸出低電平，當(dāng)電壓信號為負(fù)半周時(shí)，IC13輸出為高電平，這樣一個(gè)連續(xù)的正弦波輸入信號，將通過變送器輸出一個(gè)連續(xù)的方波，其方波的上升沿和下降沿均為交流信號的零點(diǎn)處，所以稱為過零點(diǎn)技術(shù)。
A／D變換器(3)主要由集成電路IC2組成，在其輸入端(即IC2的“28”腳)接有功率因數(shù)設(shè)定電位器，該電位器的兩個(gè)固定端，一頭接＋5伏電源，另一頭接地，其活動端接IC2的“28”腳。對于不同的用戶，所要求的功率因數(shù)不同，因此，調(diào)節(jié)該電位器，就可以設(shè)定功率因數(shù)，該方法非常簡單。微處理器(4)由集成電路IC1組成，其“27～34”腳為信號輸入端，分別與集成電路IC3的“1～5”及“21、22、23”腳相接，以采集8個(gè)控制繼電器的控制信號，IC1的輸出端即“12～19”及“21～24”端分別與擴(kuò)展口IC3、外存貯器IC4、鎖存器IC5、IC6相接，其控制過程如下微處理器(4)即IC2將電壓變送器(1)和電流變送器(2)送出的電壓值，電流值送A／D變換，計(jì)算出瞬時(shí)的VI值，然后再檢測出電壓的相位信號和電流的相位信號，最后計(jì)算出當(dāng)時(shí)的功率因數(shù)值。另一方面，根據(jù)人為設(shè)定的功率因數(shù)值也送A／D變換，微處理器(4)對兩種數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，(即人為設(shè)定的功率因數(shù)和實(shí)測的功率因數(shù))然后再參照單位補(bǔ)償電容器組的容量，進(jìn)行計(jì)算，最后確定補(bǔ)償?shù)臄?shù)值，即是否投入補(bǔ)償電容以及投入那一組補(bǔ)償電容，以達(dá)到最佳的補(bǔ)償狀態(tài)。
擴(kuò)展口I／O(5)由集成電路IC3擔(dān)任，該擴(kuò)展口I／O(5)的輸出端即“13－16”和“20、24”端分別通過反相器IC8、IC9、IC10與數(shù)字顯示(8)中的顯示器相接。IC3的“1－5”和“21、22、23”端分別與中間繼電器(9)中的IC11、IC12相接，并分別通過光電耦合器和驅(qū)動晶體管驅(qū)動8個(gè)中間繼電器。在中間繼電器(9)的8個(gè)繼電器中，每個(gè)繼電器的開關(guān)觸點(diǎn)上都接有一只交流接觸器，其接觸器的開關(guān)觸點(diǎn)分別串接有一組補(bǔ)償電容器，當(dāng)某一繼電器閉合時(shí)，補(bǔ)償電容器并接在零線與被補(bǔ)償?shù)木€之間，以達(dá)到對線路進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)哪康摹?br> 采用本實(shí)用新型的智能無功自動補(bǔ)償裝置，其優(yōu)點(diǎn)在于1.該補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)了智能化，并對過去類似裝的定性補(bǔ)償改為定量補(bǔ)償，使得補(bǔ)償?shù)男Ч_(dá)到最佳狀態(tài)，同時(shí)防止了投切振蕩，和電壓過高引起的臨界振蕩，提高了設(shè)備的可靠性。
2.當(dāng)用戶在用電低谷時(shí)，該裝置能自動切換補(bǔ)償電容器，因此能防止無功倒送、降低線路損耗，提高供電質(zhì)量。
3.該裝置結(jié)構(gòu)可靠、抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行的可靠性高、穩(wěn)定性好，能適用于各種供電部門對供電線路進(jìn)行最優(yōu)化無功補(bǔ)償。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。圖3是圖2的左邊，圖4是圖2的中部，圖5是圖2的右邊。
本實(shí)用新型的實(shí)施方案如下電壓變送器和電流變送器的輸出端分別直接與A／D變換器IC和微處理器IC1輸入端相接，IC1的輸出端分別與IC3、IC4、IC5、IC6的輸入端相接。擴(kuò)展口I／O即IC3的信號輸出端分別與IC1的信號輸入端相接，并同時(shí)接IC11、IC12通過光電耦合器和驅(qū)動晶體管驅(qū)動8個(gè)中間繼電器。
集成電路IC1為“8039”單片機(jī)，IC2為“0809”A／D轉(zhuǎn)換器，IC3為“8243”擴(kuò)展口電路，IC4為“2716”存貯器，IC5、IC6均為“74LS373”鎖存器，IC7為“74LS123”，IC8、IC9、IC10為“75452”門電路，IC11、IC12為“74LS05”門電路，IC13為“LM358”雙運(yùn)算放大器，IC14為“CD4001”根據(jù)以上所述，便可以組成本實(shí)用新型的智能無功自動補(bǔ)償裝置。
權(quán)利要求1.一種智能無功自動補(bǔ)償裝置，由信號采集部分，信號處理部分以及補(bǔ)償器部分所組成，其特征在于信號采集部分采用電壓變送器(1)、電流變送器(2)，信號處理部分采用A/D變換器(3)、微處理器(4)、擴(kuò)展口I/O(5)、程序存貯器(6)、鎖存器(7)、數(shù)字顯示(8)，補(bǔ)償器部分采用中間繼電器(9)進(jìn)行補(bǔ)償電容的切換，電壓變送器(1)和電流變送器(2)的輸出端分別直接與A/D變換器(3)IC2和微處理器(4)IC1相接，IC1的輸出端分別與IC3、IC4、IC5、IC6輸入端相接，擴(kuò)展口I/O(5)即IC3的信號輸出端分別與IC1的信號輸入端相接，并同時(shí)接IC11、IC12通過光電耦合器和驅(qū)動晶體管驅(qū)動8個(gè)中間繼電器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無功自動補(bǔ)償裝置其特征在于在所述的電流變送器(2)和電壓變送器(1)中，其運(yùn)算放大器IC13B和IC13A的同相輸入端與輸出端之間有一只二極管，二極管的正極接運(yùn)算放大器的同相輸入端，其負(fù)極分別接電阻2R29和2R35的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無功自動補(bǔ)償裝置，其特征在于在A／D變換器即IC2的輸入口“28”腳上接有用于Cosφ設(shè)定的設(shè)定電位器W1，該電位器的一個(gè)固定端接電源，另一個(gè)固定端接地，該電位器的活動端接IC2的“28”腳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無功自動補(bǔ)償裝置，其特征在于中間繼電器(9)的8個(gè)繼電器中，每個(gè)繼電器的開關(guān)觸點(diǎn)上都接有一只交流接觸器，其接觸器的開關(guān)觸點(diǎn)分別串接有一組補(bǔ)償電容器。
專利摘要智能無功自動補(bǔ)償裝置是一種用于供電部門對供電線路進(jìn)行無功電流補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備，這種補(bǔ)償裝置主要由電壓變送器、電流變送器、A/D變換器、微處理器、擴(kuò)展口I/O、程序存貯器、鎖存器、數(shù)字顯示、中間繼電器所組成，這種補(bǔ)償器一改過去定性補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)，對供電線路進(jìn)行定量補(bǔ)償，以達(dá)到最佳補(bǔ)償狀態(tài)，防止了投切和電壓過高引起的臨界振蕩，同時(shí)也防止了無功倒送的現(xiàn)象，進(jìn)一步提高了供電質(zhì)量，降低了線路損耗。
文檔編號G05F1/70GK2083803SQ902146
公開日1991年8月28日 申請日期1990年10月24日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月24日
發(fā)明者陳達(dá)元, 劉國淮, 張杰昌 申請人:南通市通明電力技術(shù)開發(fā)公司