一種配電線路無功補償電參數(shù)采集裝置制造方法
【專利摘要】一種配電線路無功補償電參數(shù)采集裝置，其特征在于：由GPRS通訊模塊、無功綜合補償控制器以及電壓互感器、電流互感器組成。通過無功綜合補償控制器在線實時采集配電網(wǎng)的電壓、電流等參數(shù)，計算電網(wǎng)有功、無功功率和功率因數(shù)，并將電網(wǎng)參數(shù)信息通過GPRS遠程通訊模塊發(fā)送給上位機。
【專利說明】—種配電線路無功補償電參數(shù)采集裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于一種配電線路無功補償電參數(shù)采集裝置，涉及配電線路負(fù)荷參數(shù)的采集與傳輸。

【背景技術(shù)】
[0002]配電線路是配用電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其輸送的電能將直接用于工廠大型機組的作業(yè)和居民用電。尤其是農(nóng)網(wǎng)線路，主干線“T”接的多路分支線，其供電半徑內(nèi)，大多包含有私人廠房，大型機組的運作消耗大量的無功分量，同時大多數(shù)居民負(fù)載用電也需要感性無功。無功功率遠距離傳輸，一來線路損耗升高，造成資源浪費，二來末端電壓降低，影響用戶電壓質(zhì)量。
[0003]近年來，重載配電線路上往往安裝有無功自動裝置，控制器通過電壓/電流互感器(PT、CT)定時采集電網(wǎng)線路某一點的電壓和電流，計算線路該位置的無功功率、功率因數(shù)和電壓高低，當(dāng)各參數(shù)符合投入設(shè)定值時，控制器發(fā)出動作直接驅(qū)動投切開關(guān)合閘，接通電容器通電運行；當(dāng)控制器判斷電網(wǎng)參數(shù)達到切除的設(shè)定值時，控制器動作，直接驅(qū)動切開關(guān)分閘，切斷電容器，退出運行。但該類補償設(shè)備運行效率較低，設(shè)備常常處于混亂投切狀態(tài)，有些限制了日投切次數(shù)的，在投切次數(shù)超限后，一直處于閉鎖停運狀態(tài)，嚴(yán)重影響補償效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對目前存在的技術(shù)問題，為了達到最大運行效益，最大程度按線路情況計算安裝的電容器處于經(jīng)濟運行。本實用新型的目的在于改變以往無功補償裝置無法有效補償?shù)默F(xiàn)狀，通過無功綜合補償控制器在線實時采集配電網(wǎng)的電壓、電流等參數(shù)，計算電網(wǎng)有功、無功功率和功率因數(shù)，并將電網(wǎng)參數(shù)信息通過GPRS遠程通訊模塊發(fā)送給上位機。其技術(shù)方案的特征在于:
[0005]由GPRS通訊模塊、無功綜合補償控制器以及電壓互感器、電流互感器組成。所述的GPRS通訊模塊、與無功綜合補償控制器相連接，無功綜合補償控制器又與電壓互感器、電流互感器相連接；所述的GPRS通訊模塊包括GPRS天線、通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、MCU (微處理器)、存儲模塊、狀態(tài)指示燈、電源模塊、SIM檢測模塊和串口通訊模塊組成，GPRS天線與通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊相連接，MCU (微處理器)、SIM檢測模塊、狀態(tài)指示燈、電源模塊與通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊相連接，存儲模塊與MCU (微處理器)相連接，串口通訊模塊與MCU (微處理器)相連接，串口通訊模塊與無功綜合補償控制器；所述的無功綜合補償控制器由A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號處理器、FPGA、保護啟動電路、控制投切電路、電平轉(zhuǎn)換電路、微處理器、按鍵、串口通信模塊、顯示面板、存儲模塊、復(fù)位電路和指示燈組成，電壓互感器、電流互感器與A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連接，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與數(shù)字信號處理器相連接，數(shù)字信號處理器分別與FPGA、電平轉(zhuǎn)換電路相連接，F(xiàn)PGA又分別與保護啟動電路、控制投切電路，微處理器分別與電平轉(zhuǎn)換電路、按鍵、串口通信模塊、顯示面板、存儲模塊、復(fù)位電路和指示燈相連接。
[0006]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實用新型集測量、運算和控制于一體，并且上位機綜合管理各種參數(shù)信息，通過算法，計算實時最優(yōu)補償容量，確定電容器的投切策略，并發(fā)送到各個無功綜合補償控制器。控制器接收上位機發(fā)來的控制指令，智能投切電容，大幅提高用戶電壓質(zhì)量，達到降損節(jié)能、提高企業(yè)經(jīng)濟效益的目的，而且有效提升了企業(yè)的服務(wù)形象。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型的電路框圖。
[0008]圖2為本實用新型的GPRS通訊模塊電路框圖。
[0009]圖3為本實用新型的無功綜合補償控制器電路框圖。

【具體實施方式】
[0010]參閱圖1，本實用新型由無功綜合補償控制器、GPRS通訊模塊組成，外部設(shè)備包括電壓互感器、電流互感器、斷路器和電容器組。無功綜合補償控制器通過電壓互感器和電流互感器實時采集配電網(wǎng)的電壓、電流等參數(shù)，計算電網(wǎng)有功、無功功率和功率因數(shù)，并將電網(wǎng)參數(shù)信息通過GPRS通訊模塊發(fā)送給上位機。
[0011]參閱圖2，本實用新型中的GPRS通訊模塊電路結(jié)構(gòu)圖，所述GPRS通訊模塊包括GPRS天線、通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、MCU (微處理器)、存儲模塊、狀態(tài)指示燈、電源模塊、SM檢測模塊和串口通訊模塊。GPRS通訊模塊采用Atmel公司的ATmegal 16單片機作為控制器,單片機負(fù)責(zé)GPRS無線通訊器的每次撥號注冊、掉線處理等控制操作。單片機有狀態(tài)指示燈為用戶CPU指示當(dāng)前GPRS在線狀態(tài)。
[0012]參閱圖3，本實用新型中的無功綜合補償控制器電路結(jié)構(gòu)圖，所述無功綜合補償控制器包括A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號處理器、FPGA、保護啟動電路、控制投切電路、電平轉(zhuǎn)換電路、微處理器、按鍵、串口通信模塊、顯示面板、存儲模塊、復(fù)位電路和指示燈組成。無功綜合補償控制器采用TI公司的TMS320f28335作為數(shù)字信號處理器，采用Microchip公司16位PIC24FJ64G004作為MCU(微處理器)。電流和電壓互感器二次側(cè)模擬量通過A/D轉(zhuǎn)換后，輸入至數(shù)字信號處理器，其中鎖相環(huán)電路用于確保電壓和電流同步轉(zhuǎn)換。數(shù)字信號處理器根據(jù)電流和電壓參數(shù)計算測量點流經(jīng)的有功功率、無功功率和功率因數(shù)，上述參數(shù)經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后，傳至MCU。數(shù)字信號處理器利用異步FIFO的方法與FPGA通信，F(xiàn)PGA若檢測電流和電壓異常，則通過保護啟動電路使斷路器跳閘，保護電容器組。MCU負(fù)責(zé)將電網(wǎng)參數(shù)通過232串口通訊模塊輸至GPRS通訊模塊，并將電網(wǎng)參數(shù)顯示在顯示屏。此外，MCU支持按鍵修改互感器變比、投切次數(shù)、選擇投切方式等。MCU還可接收上位機下發(fā)的電容器投切命令。MCU通過SPI通信方式與存儲模塊通信，保存一些必要參數(shù)，一是用以防止突然斷電導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，二是方便上位機隨時查詢參數(shù)。保存的參數(shù)有:本日整點電流、電壓和功率因數(shù)、全天電容器投切次數(shù)、每日允許投切次數(shù)、斷電/上電時刻、變壓器變比和當(dāng)前已選投切方式。
[0013]現(xiàn)有無功補償裝置的主要問題是:設(shè)備安裝的地點成了測量的地點，而線路中該點信息根本不能反映電網(wǎng)線路全局的負(fù)荷情況，無法正確分析無功需量，不能正確提供投切電容器的條件，也就不能達到線路合理無功補償?shù)某踔浴榇?，本實用新型集測量、運算和控制于一體，與上位機配合可通過GPRS網(wǎng)絡(luò)接收到各個控制器節(jié)點的電網(wǎng)參數(shù)，通過算法，計算實時最優(yōu)補償容量，當(dāng)最優(yōu)補償容量達到電容器投入檔位容量時，向安裝有電容器組的控制器發(fā)送投入指令，當(dāng)最優(yōu)補償容量低于電容器切除檔位容量時，向安裝有電容器組的控制器發(fā)送切除指令。
【權(quán)利要求】
1.一種配電線路無功補償電參數(shù)采集裝置，其特征在于:由GPRS通訊模塊、無功綜合補償控制器以及電壓互感器、電流互感器組成；所述的GPRS通訊模塊、與無功綜合補償控制器相連接，無功綜合補償控制器又與電壓互感器、電流互感器相連接；所述的GPRS通訊模塊包括GPRS天線、通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、MCU、存儲模塊、狀態(tài)指示燈、電源模塊、SM檢測模塊和串口通訊模塊組成，GPRS天線與通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊相連接，MCU、SIM檢測模塊、狀態(tài)指示燈、電源模塊與通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊相連接，存儲模塊與MCU相連接，串口通訊模塊與MCU相連接，串口通訊模塊與無功綜合補償控制器；所述的無功綜合補償控制器由A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號處理器、FPGA、保護啟動電路、控制投切電路、電平轉(zhuǎn)換電路、微處理器、按鍵、串口通信模塊、顯示面板、存儲模塊、復(fù)位電路和指示燈組成，電壓互感器、電流互感器與A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連接，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與數(shù)字信號處理器相連接，數(shù)字信號處理器分別與FPGA、電平轉(zhuǎn)換電路相連接，F(xiàn)PGA又分別與保護啟動電路、控制投切電路，微處理器分別與電平轉(zhuǎn)換電路、按鍵、串口通信模塊、顯示面板、存儲模塊、復(fù)位電路和指示燈相連接。
【文檔編號】G01R31/00GK204012725SQ201420358907
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】宋仕江, 陳銘, 張 雄, 查建平, 陳文章, 黃志勇 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司邵武市供電公司