專利名稱:低壓負荷調(diào)整控制器的制造方法
【專利摘要】低壓負荷調(diào)整控制器，屬于電力監(jiān)控領(lǐng)域。其特征在于：包括一外殼以及固定在外殼內(nèi)的控制電路，所述的控制電路與上級監(jiān)控單元進行通訊，同時與供電線路相連接實現(xiàn)對供電線路的切換。本實用新型的低壓負荷調(diào)整控制器與輸電線路連接，同時可將數(shù)據(jù)進行上傳，在輸電線路負荷失衡時實現(xiàn)了輸電線路之間的可靠切換。通過設(shè)置電壓信號檢測電路、電流信號檢測電路以及零序信號檢測電路，對共電路中的電流信號、電壓信號以及零序信號進行檢測，并將檢測到的信號通過常規(guī)的通訊技術(shù)進行上傳，實現(xiàn)了切換的無延遲。電路中采用可控硅使得切換時間短、過零調(diào)整，切換過程不影響用戶用電。
【專利說明】低壓負荷調(diào)整控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]低壓負荷調(diào)整控制器，屬于電力監(jiān)控領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家電網(wǎng)的發(fā)展，低壓配電臺區(qū)的負荷不平衡調(diào)整提到日程上來，三相負荷不平衡，使得單相負荷負載過大，造成供電電壓降低，損壞用電設(shè)備，負荷過大易造成線路火災(zāi)，給國家人民造成重大損失。傳統(tǒng)的低壓負荷調(diào)整裝置，一般鎖扣技術(shù)進行負荷的切換，但是鎖扣技術(shù)往往不夠可靠，容易出現(xiàn)切換失效的情況，因而容易造成三相火線短路且切換時間長，造成用戶瞬間停電。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種與輸電線路連接，在輸電線路負荷失衡時實現(xiàn)了輸電線路之間可靠切換的低壓負荷調(diào)整控制器。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該低壓負荷調(diào)整控制器，其特征在于:包括一外殼以及固定在外殼內(nèi)的控制電路，所述的控制電路與上級監(jiān)控單元進行通訊，同時與供電線路相連接實現(xiàn)對供電線路的切換。
[0005]優(yōu)選的，所述的控制電路包括:按鍵模塊、中央處理模塊、信號測量模塊、控制檢測模塊、通訊模塊以及指示燈模塊，按鍵模塊與中央處理模塊的信號輸入端相連，信號測量模塊與中央處理模塊的信號輸入端相連，中央處理模塊的信號輸出端與控制檢測模塊相連，中央處理模塊的輸出端與指示燈模塊相連，中央處理模塊同時與通訊模塊互連；所述的中央處理模塊采用型號為STM32F103VET6的單片機U5。
[0006]優(yōu)選的，所述的與中央處理模塊的信號輸入端相連的信號測量模塊包括分別對供電線路電壓、電流以及零序信號進行檢測的電壓信號檢測電路、電流信號檢測電路以及零序信號檢測電路。
[0007]優(yōu)選的，所述的零序信號檢測電路包括集成芯片U10，接線端子J5的I腳與2腳之間同時并聯(lián)電容C20、二極管D14~D15以及電阻R59，接線端子J5的I腳同時并聯(lián)電阻R69的一端，電阻R69的另一端同時并聯(lián)集成芯片UlO的4腳、電容C15以及電阻R60的一端；接線端子J5的2腳同時并聯(lián)電阻R70的一端，R70的另一端連接集成芯片UlO的3腳，集成芯片UlO的2腳接地，2腳與I腳之間并聯(lián)有電阻R75，集成芯片UlO的I腳同時并聯(lián)上述的電容C15以及電阻R60的另一端以及電阻R76的一端，電阻R76的另一端連接上述單片機U5的18腳，集成芯片UlO的型號為AD8628。
[0008]優(yōu)選的，所述的電流信號檢測電路包括集成芯片Ull以及電流互感器CTl，接線端子J4的I腳、2腳之間并聯(lián)電容C19之后接入電流互感器CTl的一次側(cè)；集成芯片Ull的I腳串聯(lián)電阻R47后同時并聯(lián)集成芯片Ull的2腳以及電阻R71的一端，電阻R71的另一端并聯(lián)至電流互感器CTl 二次側(cè)的一端、瞬態(tài)抑制二極管T4、電阻R72以及電容C22~23的一端，電容C22~C23的另一端接地；集成芯片Ull的3腳串聯(lián)電阻R73之后同時并聯(lián)電阻R72、瞬態(tài)抑制二極管T4的另一端以及電感LI的一端，電感LI的另一端并聯(lián)至電流互感器CTl二次側(cè)的另一端，電流互感器CTl的二次側(cè)之間并聯(lián)有電容C21，集成芯片Ull的5腳、6腳分別通過電阻R83~R84分別連接至瞬態(tài)抑制二極管T4的兩端，集成芯片Ull的6腳同時并聯(lián)電阻R86之后并聯(lián)至集成芯片Ull的7腳，集成芯片Ull的8腳連接單片機U5的17腳；集成芯片Ull的型號為MCP607，電流互感器CTl的型號為TYCT31CDM。
[0009]優(yōu)選的，所述的電壓信號檢測電路包括集成芯片U15以及變壓器PTl，接線端子J4的I腳、2腳之間并聯(lián)壓敏電阻RV7之后接入變壓器PTl的一次側(cè)；集成芯片U15的I腳串聯(lián)電阻R77后同時并聯(lián)集成芯片Ull的2腳以及電阻R87的一端，電阻R87的另一端并聯(lián)至變壓器PTl 二次側(cè)的一端、瞬態(tài)抑制二極管T5、電阻R32以及電容C41~42的一端，電容C41-C42的另一端接地，集成芯片U15的3腳串聯(lián)電阻R33之后同時并聯(lián)電阻R32、瞬態(tài)抑制二極管T5的另一端以及電感L4的一端，電感L4的另一端并聯(lián)至變壓器PTl 二次側(cè)的另一端，變壓器PTl的二次側(cè)之間并聯(lián)有電容C40，集成芯片U15的5腳、6腳分別通過電阻R78-R79分別連接接地端以及3.3V直流電源，集成芯片U15的6腳、7腳串聯(lián)電容C43接地，集成芯片U15的6腳、7腳同時連接瞬態(tài)抑制二極管T5的一端；集成芯片Ull的8腳連接3.3V直流電源，同時并聯(lián)電容ClO后接地。
[0010]優(yōu)選的，所述的與中央處理模塊的信號輸入端相連的控制檢測模塊包括A、B、C三相供電線路之間進行切換的A相線路控制切換電路、B相線路控制切換電路以及C相線路控制切換電路。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述的A相線路控制切換電路包括型號分別為M0C3083、TLP521-1、TLP184的光耦U1、U4、U6以及磁保持繼電器Kl，3.3V直流電源串聯(lián)電阻Rl連接光耦Ul的I腳，光耦Ul的2腳連接單片機U5的51腳，光耦Ul的6腳串聯(lián)電阻R21之后同時并聯(lián)可控硅Tl、壓敏電阻RV1、電阻R27以及電阻R66的一端、磁保持繼電器Kl常開觸點的一端，光耦Ul的4腳同時并聯(lián)可控硅Tl的控制端以及電阻R22的一端，電阻R22的另一端同時并聯(lián)可控硅Tl、壓敏電阻RV1、磁保持繼電器Kl常開觸點的另一端、電容Cl的一端、二極管D2的陽極以及光耦U6的3腳，電容Cl的另一端以及電阻R27的另一端相連，電阻R66的另一端連接光耦U6的I腳，光耦U6的6腳串聯(lián)電阻R15連接3.3V直流電源，光耦U6的6腳同時連接單片機U5的31腳，二極管D2的陰極串聯(lián)電阻R35后同時并聯(lián)電容C4的正極、電阻R30~R31的一端，電阻R30的另一端同時并聯(lián)二極管Dl的陰極以及光耦U4的I腳，光耦U4的2腳同時并聯(lián)二極管Dl的陽極、電阻R30、電容C4的另一端以及接線端子J3的4腳，繼電器Kl的線圈由三極管Q1~Q4、Q13~ Q14組成的H橋電路進行驅(qū)動，其中，三極管Ql的基極串聯(lián)電阻R5連接至單片機U5的52腳，三極管Q4的基極串聯(lián)電阻R8連接至單片機U5的53腳。
[0012]優(yōu)選的，所述的B相線路控制切換電路包括型號分別為M0C3083、TLP184的光耦U2、U7以及磁保持繼電器K2，3.3V直流電源串聯(lián)電阻R2連接光耦U2的I腳，光耦U2的2腳連接單片機U5的55腳，光耦U2的6腳串聯(lián)電阻R23之后同時并聯(lián)可控硅T2、壓敏電阻RV2、電阻R28以及電阻R67的一端、磁保持繼電器K2常開觸點的一端，光耦U2的4腳同時并聯(lián)可控硅T2的控制端以及電阻R24的一端，電阻R24的另一端同時并聯(lián)可控硅T2、壓敏電阻RV2、磁保持繼電器K2常開觸點的另一端、電容C2的一端以及光耦U7的3腳，電容C2的另一端以及電阻R28的另一端相連，電阻R67的另一端連接光耦U7的I腳，光耦U7的6腳串聯(lián)電阻R16連接3.3V直流電源，光耦U7的6腳同時連接單片機U5的32腳，繼電器K2的線圈由三極管Q5~Q8、Q15~ Q 16組成的H橋電路進行驅(qū)動，其中，三極管Q5的基極串聯(lián)電阻R9連接至單片機U5的56腳，三極管Q8的基極串聯(lián)電阻R14連接至單片機U5的57腳。
[0013]優(yōu)選的，所述的C相線路控制切換電路包括型號分別為M0C3083、TLP184的光耦U3、U8以及磁保持繼電器K3，3.3V直流電源串聯(lián)電阻R3連接光耦U3的I腳，光耦U3的2腳連接單片機U5的58腳，光耦U3的6腳串聯(lián)電阻R25之后同時并聯(lián)可控硅T3、壓敏電阻RV3、電阻R29以及電阻R68的一端、磁保持繼電器K3常開觸點的一端，光耦U3的4腳同時并聯(lián)可控硅T3的控制端以及電阻R26的一端，電阻R26的另一端同時并聯(lián)可控硅T3、壓敏電阻RV3、磁保持繼電器K3常開觸點的另一端、電容C3的一端以及光耦U8的3腳，電容C3的另一端以及電阻R29的另一端相連，電阻R68的另一端連接光耦U8的I腳，光耦U8的6腳串聯(lián)電阻Rl7連接3.3V直流電源，光耦U8的6腳同時連接單片機U5的35腳，繼電器K3的線圈由三極管Q9~Q12、Q17~Q18組成的H橋電路進行驅(qū)動，其中，三極管Q5的基極串聯(lián)電阻R9連接至單片機U5的59腳，三極管Q8的基極串聯(lián)電阻R14連接至單片機U5的60腳。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所具有的有益效果是:
[0015]1、本實用新型的低壓負荷調(diào)整控制器與輸電線路連接，同時可將數(shù)據(jù)進行上傳，在輸電線路負荷失衡時實現(xiàn)了輸電線路之間的可靠切換。
[0016]2、通過設(shè)置電壓信號檢測電路、電流信號檢測電路以及零序信號檢測電路，對共電路中的電流信號、電壓信號以及零序信號進行檢測，并將檢測到的信號通過常規(guī)的通訊技術(shù)進行上傳，實現(xiàn)了切換的無延遲。
[0017]3、電路中采用可控硅使得切換時間短、過零調(diào)整，切換過程不影響用戶用電。
[0018]4、同時設(shè)置磁保持繼電器與可控硅配合，避免了現(xiàn)有技術(shù)中使用鎖扣技術(shù)可能出現(xiàn)了切換失效的情況的發(fā)生。
[0019]5、設(shè)置有多組指示燈，對低壓負荷調(diào)整控制器的工作狀態(tài)進行實時顯示。

【附圖說明】

[0020]圖1為低壓負荷調(diào)整控制器控制電路原理方框圖。
[0021]圖2為低壓負荷調(diào)整控制器控制電路中央控制單元電路原理圖。
[0022]圖3為低壓負荷調(diào)整控制器控制電路指示燈單元電路原理圖。
[0023]圖4為低壓負荷調(diào)整控制器控制電路按鍵單元電路原理圖。
[0024]圖5為低壓負荷調(diào)整控制器控制電路信號測量單元零序信號檢測單元電路原理圖。
[0025]圖6為低壓負荷調(diào)整控制器控制電路信號測量單元電流信號檢測單元電路原理圖。
[0026]圖7為低壓負荷調(diào)整控制器控制電路信號測量單元電壓信號檢測單元電路原理圖。
[0027]圖8為低壓負荷調(diào)整控制器控制電路信號測量單元通訊單元電路原理圖。
[0028]圖9~12為低壓負荷調(diào)整控制器控制電路控制檢測模塊電路原理圖。
[0029]圖13為低壓負荷調(diào)整控制器控制電路看門狗存儲模塊電路原理圖。
[0030]圖14為低壓負荷調(diào)整控制器控制電路電源模塊電路原理圖。

【具體實施方式】
[0031]圖1~14是本實用新型的最佳實施例，下面結(jié)合附圖1~14對本實用新型做進一步說明。
[0032]低壓負荷調(diào)整控制器，包括外殼以及固定在外殼內(nèi)的控制電路，在外殼上開有多個按鍵孔和指示燈孔，設(shè)置在控制電路上的按鍵與開設(shè)在外殼上的按鍵孔相對應(yīng)；設(shè)置在控制電路中的多個指示燈同時與開設(shè)在外殼上的指示燈孔相對應(yīng)，透過指示燈孔對低壓負荷調(diào)整控制器的工作狀態(tài)進行指示。
[0033]如圖1所示，低壓負荷調(diào)整控制器的控制電路，包括:按鍵模塊、中央處理模塊、信號測量模塊、控制檢測模塊、通訊模塊以及指示燈模塊。按鍵模塊與中央處理模塊的信號輸入端相連，將控制信號送入中央處理模塊內(nèi)。信號測量模塊與中央處理模塊的信號輸入端相連，信號測量模塊對輸電線路的電流、電壓以及零序參數(shù)進行測量，并將測量的結(jié)果送至中央處理模塊。中央處理模塊的信號輸出端與控制檢測模塊相連，通過控制檢測模塊實現(xiàn)各供電線路之間負荷的調(diào)整。中央處理模塊的輸出端與指示燈模塊相連，通過指示燈模塊對低壓負荷調(diào)整控制器的工作狀態(tài)進行指示。中央處理模塊同時與通訊模塊互連，通過通訊模塊實現(xiàn)與上級單元的通訊。
[0034]如圖2所示，中央處理模塊采用型號為STM32F103VET6的單片機U5。單片機U5的6腳連接電池BTl的正極，電池BTl的負極接地。單片機U5的8腳、9腳分別串聯(lián)電容C5和電容C6接地，單片機U5的8腳、9腳之間同時并聯(lián)晶振Yl ;單片機U5的12腳、13腳分別串聯(lián)電容C7和電容C8接地，單片機U5的12腳、13腳之間同時并聯(lián)晶振Y2 ;單片機U5的14腳同時串聯(lián)電容C9接地。單片機U5的37腳串聯(lián)電阻R61接地；單片機U5的94腳串聯(lián)電阻R50接地。
[0035]如圖3所示，指示燈模塊包括發(fā)光二極管D7~D13。3.3V直流電源正極同時并聯(lián)發(fā)光二極管D7~D13的陽極，發(fā)光二極管D7~D13的陰極依次連接電阻R52~R58的一端。電阻R52的另一端接地；電阻R53的另一端連接上述單片機U5的89腳；電阻R54的另一端連接上述單片機U5的88腳；電阻R55的另一端連接上述單片機U5的67腳；電阻R56的另一端連接上述單片機U5的66腳；電阻R57的另一端連接上述單片機U5的65腳；電阻R58的另一端連接上述單片機U5的64腳。發(fā)光二極管D7為工作電源狀態(tài)指示燈，發(fā)光二極管D8-D13為低壓負荷調(diào)整控制器工作狀態(tài)指示燈，當單片機U5相應(yīng)的管腳輸出控制信號時，驅(qū)動相應(yīng)的指示燈發(fā)光。
[0036]如圖4所示，按鍵模塊包括案件KEY1~KEY4。3.3V直流電源正極依次并聯(lián)電阻R62-R65的一端，電阻R62的另一端同時并聯(lián)單片機U5的90腳、按鍵KEYl的一端以及電容C25的一端；電阻R63的另一端同時并聯(lián)單片機U5的91腳、按鍵KEY2的一端以及電容C26的一端；電阻R64的另一端同時并聯(lián)單片機U5的92腳、按鍵KEY3的一端以及電容C27的一端；電阻R65的另一端同時并聯(lián)單片機U5的93腳、按鍵KEY4的一端以及電容C28的一端；按鍵KEY1~KEY4，電阻C25~C27的另一端接地。當按鍵KEY1~KEY4任一按鍵按下時，會向單片機U5相應(yīng)的管腳送入控制信號，由單片機U5進行相應(yīng)處理。
[0037]上述的信號測量模塊包括對供電線路進行電流檢測、電壓檢測以及零序檢測的三部分電路。其中圖5所示的為零序信號檢測電路，零序信號檢測電路包括集成芯片U10，接線端子J5的I腳與2腳之間同時并聯(lián)電容C20、二極管D14~D15以及電阻R59。接線端子J5的I腳同時并聯(lián)電阻R69的一端，電阻R69的另一端同時并聯(lián)集成芯片UlO的4腳、電容C15以及電阻R60的一端。接線端子J5的2腳同時并聯(lián)電阻R70的一端，R70的另一端連接集成芯片UlO的3腳，集成芯片UlO的2腳接地，2腳與I腳之間并聯(lián)有電阻R75，集成芯片UlO的I腳同時并聯(lián)上述的電容C15以及電阻R60的另一端以及電阻R76的一端，電阻R76的另一端連接上述單片機U5的18腳，集成芯片UlO的型號為AD8628。接線端子J5用于接入交流220V電源。
[0038]如圖6所示為電流信號檢測電路，電流信號檢測電路包括集成芯片Ull以及電流互感器CTl。接線端子J4的I腳、2腳之間并聯(lián)電容C19之后接入電流互感器CTl的一次偵U。集成芯片Ull的I腳串聯(lián)電阻R47后同時并聯(lián)集成芯片Ull的2腳以及電阻R71的一端，電阻R71的另一端并聯(lián)至電流互感器CTl 二次側(cè)的一端、瞬態(tài)抑制二極管T4、電阻R72以及電容C22~23的一端，電容C22~C23的另一端接地。集成芯片Ull的3腳串聯(lián)電阻R73之后同時并聯(lián)電阻R72、瞬態(tài)抑制二極管T4的另一端以及電感LI的一端，電感LI的另一端并聯(lián)至電流互感器CTl 二次側(cè)的另一端，電流互感器CTl的二次側(cè)之間并聯(lián)有電容C21。集成芯片Ull的5腳、6腳分別通過電阻R83~R84分別連接至瞬態(tài)抑制二極管T4的兩端。集成芯片Ull的6腳同時并聯(lián)電阻R86之后并聯(lián)至集成芯片Ull的7腳。集成芯片Ull的8腳連接單片機U5的17腳。集成芯片Ull的型號為MCP607，電流互感器CTl的型號為TYCT31CDM。接線端子J4用于連接測量的電流輸入。
[0039]如圖7所示為電壓信號檢測電路，電壓信號檢測電路包括集成芯片U15以及變壓器PT1。接線端子J2的I腳、2腳之間并聯(lián)壓敏電阻RV7之后接入變壓器PTl的一次側(cè)。集成芯片U15的I腳串聯(lián)電阻R77后同時并聯(lián)集成芯片Ull的2腳以及電阻R87的一端，電阻R87的另一端并聯(lián)至變壓器PTl 二次側(cè)的一端、瞬態(tài)抑制二極管T5、電阻R32以及電容C41-42的一端，電容C41~C42的另一端接地。集成芯片U15的3腳串聯(lián)電阻R33之后同時并聯(lián)電阻R32、瞬態(tài)抑制二極管T5的另一端以及電感L4的一端，電感L4的另一端并聯(lián)至變壓器PTl 二次側(cè)的另一端，變壓器PTl的二次側(cè)之間并聯(lián)有電容C40。集成芯片U15的5腳、6腳分別通過電阻R78~R79分別連接接地端以及3.3V直流電源。集成芯片U15的6腳、7腳串聯(lián)電容C43接地，集成芯片U15的6腳、7腳同時連接瞬態(tài)抑制二極管T5的一端。集成芯片Ull的8腳連接3.3V直流電源，同時并聯(lián)電容ClO后接地。接線端子J2用于進行在線調(diào)試。
[0040]如圖8所示，通信模塊包括集成芯片U12，集成芯片U12的I腳與單片機U5的48腳相連，4腳與單片機U5的47腳相連，2腳和3腳與單片機U5的46腳相連。集成芯片U12的5腳接地，8腳連接3.3V直流電源，8腳同時并聯(lián)電容C18接地。集成芯片U12的6腳串聯(lián)電阻R81之后同時并聯(lián)瞬態(tài)抑制二極管TVS2和熱敏電阻PTC2的一端，瞬態(tài)抑制二極管TVS2的另一端接地，熱敏電阻PTC2的另一端連接接線端子Jl的2腳；集成芯片U12的7腳串聯(lián)電阻R80之后同時并聯(lián)瞬態(tài)抑制二極管TVSl和熱敏電阻PTCl的一端，瞬態(tài)抑制二極管TVSl的另一端接地，熱敏電阻PTCl的另一端連接接線端子Jl的I腳。通信模塊用于實現(xiàn)中央處理模塊與與外部設(shè)備(如上位機)之間進行RS485通訊，集成芯片U2的型號為SP3485。接線端子Jl用于實現(xiàn)通信模塊與上級監(jiān)控終端通信。
[0041]通過設(shè)置電壓信號檢測電路、電流信號檢測電路以及零序信號檢測電路，對共電路中的電流信號、電壓信號以及零序信號進行檢測，并將檢測到的信號通過常規(guī)的通訊技術(shù)進行上傳，實現(xiàn)了切換的無延遲。
[0042]如圖9~12所示為對A、B、C三相供電線路之間進行切換的控制檢測模塊。如圖9所示，對A相線路控制切換電路包括型號分別為M0C3083、TLP521-1、TLP184的光耦U1、U4、U6以及磁保持繼電器Kl。3.3V直流電源串聯(lián)電阻Rl連接光耦Ul的I腳，光耦Ul的2腳連接單片機U5的51腳。光耦Ul的6腳串聯(lián)電阻R21之后同時并聯(lián)可控硅Tl、壓敏電阻RV1、電阻R27以及電阻R66的一端、磁保持繼電器Kl常開觸點的一端以及圖12中接線端子J3的I腳。光耦Ul的4腳同時并聯(lián)可控硅Tl的控制端以及電阻R22的一端，電阻R22的另一端同時并聯(lián)可控硅Tl、壓敏電阻RV1、磁保持繼電器Kl常開觸點的另一端、電容Cl的一端、二極管D2的陽極以及光耦U6的3腳，電容Cl的另一端以及電阻R27的另一端相連。電阻R66的另一端連接光耦U6的I腳，光耦U6的6腳串聯(lián)電阻R15連接3.3V直流電源，光耦U6的6腳同時連接單片機U5的31腳。二極管D2的陰極串聯(lián)電阻R35后同時并聯(lián)電容C4的正極、電阻R30~R31的一端，電阻R30的另一端同時并聯(lián)二極管Dl的陰極以及光耦U4的I腳，光耦U4的2腳同時并聯(lián)二極管Dl的陽極、電阻R30、電容C4的另一端以及圖12中接線端子J3的4腳。繼電器Kl的線圈由三極管Q1~Q4、Q13~ Q14組成的H橋電路進行驅(qū)動，其中，三極管Ql的基極串聯(lián)電阻R5連接至單片機U5的52腳，三極管Q4的基極串聯(lián)電阻R8連接至單片機U5的53腳。接線端子J3三相火線和零線的接入。
[0043]如圖10所示，對B相線路控制切換電路包括型號分別為M0C3083、TLP184的光耦U2、U7以及磁保持繼電器K2。3.3V直流電源串聯(lián)電阻R2連接光耦U2的I腳，光耦U2的2腳連接單片機U5的55腳。光耦U2的6腳串聯(lián)電阻R23之后同時并聯(lián)可控硅T2、壓敏電阻RV2、電阻R28以及電阻R67的一端、磁保持繼電器K2常開觸點的一端以及圖12中接線端子J3的2腳。光耦U2的4腳同時并聯(lián)可控硅T2的控制端以及電阻R24的一端，電阻R24的另一端同時并聯(lián)可控硅T2、壓敏電阻RV2、磁保持繼電器K2常開觸點的另一端、電容C2的一端以及光耦U7的3腳，電容C2的另一端以及電阻R28的另一端相連。電阻R67的另一端連接光耦U7的I腳，光耦U7的6腳串聯(lián)電阻R16連接3.3V直流電源，光耦U7的6腳同時連接單片機U5的32腳。繼電器K2的線圈由三極管Q5~Q8、Q15~ Q 16組成的H橋電路進行驅(qū)動，其中，三極管Q5的基極串聯(lián)電阻R9連接至單片機U5的56腳，三極管Q8的基極串聯(lián)電阻R14連接至單片機U5的57腳。
[0044]如圖11所示，對C相線路控制切換電路包括型號分別為M0C3083、TLP184的光耦U3、U8以及磁保持繼電器K3。3.3V直流電源串聯(lián)電阻R3連接光耦U3的I腳，光耦U3的2腳連接單片機U5的58腳。光耦U3的6腳串聯(lián)電阻R25之后同時并聯(lián)可控硅T3、壓敏電阻RV3、電阻R29以及電阻R68的一端、磁保持繼電器K3常開觸點的一端以及圖12中接線端子J3的3腳。光耦U3的4腳同時并聯(lián)可控硅T3的控制端以及電阻R26的一端，電阻R26的另一端同時并聯(lián)可控硅T3、壓敏電阻RV3、磁保持繼電器K3常開觸點的另一端、電容C3的一端以及光耦U8的3腳，電容C3的另一端以及電阻R29的另一端相連。電阻R68的另一端連接光耦U8的I腳，光耦U8的6腳串聯(lián)電阻Rl7連接3.3V直流電源，光耦U8的6腳同時連接單片機U5的35腳。繼電器K3的線圈由三極管Q9~Q12、Q17~Q18組成的H橋電路進行驅(qū)動，其中，三極管Q5的基極串聯(lián)電阻R9連接至單片機U5的59腳，三極管Q8的基極串聯(lián)電阻R14連接至單片機U5的60腳。
[0045]采用可控硅和磁保持繼電器技術(shù)，使得切換時間短、過零調(diào)整，切換過程不影響用戶用電。同時避免了現(xiàn)有技術(shù)中使用鎖扣技術(shù)可能出現(xiàn)了切換失效的情況的發(fā)生。
[0046]如圖12所示，接線端子J3的1~3腳分別串聯(lián)壓敏電阻RV4~RV7之后與接線端子J3的4腳相連。
[0047]如圖13所示，如圖5所示，看門狗存儲模塊包括集成芯片U9，集成芯片U9的I腳連接3.3V直流電源，3腳、4腳接地，7腳連接單片機U5的43腳。3.3V直流電源同時并聯(lián)電阻R48、R49后與集成芯片U9的6腳、5腳相連，3.3V直流電源同時并聯(lián)電阻R34之后連接端子SI的2腳，端子SI的I腳與集成芯片U9的2腳相連。集成芯片U9的8腳連接3.3V直流電源，同時并聯(lián)電容C16接地。集成芯片U9的5腳、6腳分別與單片機U5的45腳、44腳相連，端子SI的2腳與單片機U5的14腳并聯(lián)。集成芯片U9的型號為CAT1023J1-28。通過接通或斷開端子SI實現(xiàn)斷開或接通看門狗控制。
[0048]在如圖14所示的電源模塊中，包括型號為SPX29152T5的集成芯片U13以及型號為SPX1117-3.3V的集成芯片U14。由接線端子J6引入的交流電首先接入由二極管D3~D6組成的整流橋電路的輸入端，整流橋電路的輸出端分別并聯(lián)在集成芯片U13的2腳、3腳，集成芯片U13的2腳、3腳之間同時并聯(lián)有電容C29、C34~C35，集成芯片U13的4腳、5腳之間并聯(lián)有電阻R20，3腳與5腳之間并聯(lián)有電阻R22，3腳與4腳之間并聯(lián)有電容C30、C36，集成芯片U13用于將接線端子J6引入的交流電經(jīng)整流后轉(zhuǎn)換為5V直流電源。集成芯片的4腳和3腳分別為集成芯片U13的電壓輸出端。
[0049]集成芯片U13的4腳并聯(lián)至集成芯片U14的I腳，集成芯片U13的3腳并聯(lián)至集成芯片U14的3腳。集成芯片U14的I腳和3腳之間并聯(lián)有電容C37、C31。集成芯片U14的2腳、4腳與3腳之間并聯(lián)有電容C11~C14，電容C32以及電容C38。集成芯片U14的2腳、4腳同時與接線端子S2的2腳相連，接線端子S2的I腳引出3.3V直流電源，同時并聯(lián)電感L2的一端，集成芯片U14的3腳同時并聯(lián)電感L3的一端，電感L2~L3的另一端之間并聯(lián)有電容C33和電容C39。集成芯片U14用于將集成芯片U13輸出的5V直流電源轉(zhuǎn)換為3.3V直流電源。端子S2用于斷開或接通供電電源。
[0050]具體工作過程及工作原理如下:
[0051]電源接通后，由集成芯片U13~U14為中央處理模塊、信號測量模塊、控制檢測模塊、通訊模塊供電。上電后，信號測量模塊實時檢測供電線路中測量點的電壓信號、電流信號及零序信號，并把檢測到的信號傳送到中央處理模塊，中央處理模塊把接收到的信息通訊模塊進行上傳至上級單元。
[0052]當需要對供電線路進行負荷調(diào)整時，上級單元通過通訊模塊將控制命令下發(fā)至中央處理模塊。中央處理模塊根據(jù)上級單元命令進行負荷調(diào)整，下發(fā)控制命令至控制檢測模塊?？刂茩z測模塊根據(jù)中央處理模塊在供電線路的A、B、C相之間進行切換。
[0053]以A相切換到B相為例:在進行具體切換時，中央處理器首先將圖6中的可控硅Tl導(dǎo)通，可控硅Tl導(dǎo)通之后，中央處理模塊通過控制圖6中由三極管Q1~Q4以及三極管Q13~Q14組成的H橋電路使磁保持繼電器Kl斷開，磁保持繼電器Kl斷開后再控制可控硅Tl斷開，A相切斷完畢。然后中央處理模塊控制圖7中所示的可控硅T2接通，可控硅T2接通之后，中央處理模塊通過控制圖7中由三極管Q5~Q8以及三極管Q15~Q16組成的H橋電路使磁保持繼電器K2導(dǎo)通，磁保持繼電器Κ2導(dǎo)通后，中央處理模塊控制可控硅Τ2斷開，實現(xiàn)了低壓負荷的調(diào)整。其他相之間的調(diào)整過程相同。
[0054]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.低壓負荷調(diào)整控制器，其特征在于:包括一外殼以及固定在外殼內(nèi)的控制電路，所述的控制電路與上級監(jiān)控單元進行通訊，同時與供電線路相連接實現(xiàn)對供電線路的切換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓負荷調(diào)整控制器，其特征在于:所述的控制電路包括:按鍵模塊、中央處理模塊、信號測量模塊、控制檢測模塊、通訊模塊以及指示燈模塊，按鍵模塊與中央處理模塊的信號輸入端相連，信號測量模塊與中央處理模塊的信號輸入端相連，中央處理模塊的信號輸出端與控制檢測模塊相連，中央處理模塊的輸出端與指示燈模塊相連，中央處理模塊同時與通訊模塊互連；所述的中央處理模塊采用型號為STM32F103VET6的單片機U5。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓負荷調(diào)整控制器，其特征在于:所述的與中央處理模塊的信號輸入端相連的信號測量模塊包括分別對供電線路電壓、電流以及零序信號進行檢測的電壓信號檢測電路、電流信號檢測電路以及零序信號檢測電路。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低壓負荷調(diào)整控制器，其特征在于:所述的零序信號檢測電路包括集成芯片U10，接線端子J5的I腳與2腳之間同時并聯(lián)電容C20、二極管D14~D15以及電阻R59，接線端子J5的I腳同時并聯(lián)電阻R69的一端，電阻R69的另一端同時并聯(lián)集成芯片UlO的4腳、電容C15以及電阻R60的一端，接線端子J5的2腳同時并聯(lián)電阻R70的一端，R70的另一端連接集成芯片UlO的3腳，集成芯片UlO的2腳接地，2腳與I腳之間并聯(lián)有電阻R75，集成芯片UlO的I腳同時并聯(lián)上述的電容C15以及電阻R60的另一端以及電阻R76的一端，電阻R76的另一端連接上述單片機U5的18腳，集成芯片UlO的型號為AD8628。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低壓負荷調(diào)整控制器，其特征在于:所述的電流信號檢測電路包括集成芯片Ull以及電流互感器CT1，接線端子J4的I腳、2腳之間并聯(lián)電容C19之后接入電流互感器CTl的一次側(cè)；集成芯片Ull的I腳串聯(lián)電阻R47后同時并聯(lián)集成芯片Ull的2腳以及電阻R71的一端，電阻R71的另一端并聯(lián)至電流互感器CTl 二次側(cè)的一端、瞬態(tài)抑制二極管T4、電阻R72以及電容C22~23的一端，電容C22~C23的另一端接地；集成芯片Ull的3腳串聯(lián)電阻R73之后同時并聯(lián)電阻R72、瞬態(tài)抑制二極管T4的另一端以及電感LI的一端，電感LI的另一端并聯(lián)至電流互感器CTl 二次側(cè)的另一端，電流互感器CTl的二次側(cè)之間并聯(lián)有電容C21，集成芯片Ull的5腳、6腳分別通過電阻R83~R84分別連接至瞬態(tài)抑制二極管T4的兩端，集成芯片Ull的6腳同時并聯(lián)電阻R86之后并聯(lián)至集成芯片Ull的7腳，集成芯片Ull的8腳連接單片機U5的17腳；集成芯片Ull的型號為MCP607，電流互感器CTl的型號為TYCT31CDM。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低壓負荷調(diào)整控制器，其特征在于:所述的電壓信號檢測電路包括集成芯片U15以及變壓器PT1，接線端子J4的I腳、2腳之間并聯(lián)壓敏電阻RV7之后接入變壓器PTl的一次側(cè)；集成芯片U15的I腳串聯(lián)電阻R77后同時并聯(lián)集成芯片Ull的2腳以及電阻R87的一端，電阻R87的另一端并聯(lián)至變壓器PTl 二次側(cè)的一端、瞬態(tài)抑制二極管T5、電阻R32以及電容C41~42的一端，電容C41~C42的另一端接地，集成芯片U15的3腳串聯(lián)電阻R33之后同時并聯(lián)電阻R32、瞬態(tài)抑制二極管T5的另一端以及電感L4的一端，電感L4的另一端并聯(lián)至變壓器PTl 二次側(cè)的另一端，變壓器PTl的二次側(cè)之間并聯(lián)有電容C40，集成芯片U15的5腳、6腳分別通過電阻R78~R79分別連接接地端以及3.3V直流電源，集成芯片U15的6腳、7腳串聯(lián)電容C43接地，集成芯片U15的6腳、7腳同時連接瞬態(tài)抑制二極管T5的一端；集成芯片Ull的8腳連接3.3V直流電源，同時并聯(lián)電容ClO后接地。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓負荷調(diào)整控制器，其特征在于:所述的與中央處理模塊的信號輸入端相連的控制檢測模塊包括A、B、C三相供電線路之間進行切換的A相線路控制切換電路、B相線路控制切換電路以及C相線路控制切換電路。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低壓負荷調(diào)整控制器，其特征在于:所述的A相線路控制切換電路包括型號分別為M0C3083、TLP521-1、TLP184的光耦Ul、U4、U6以及磁保持繼電器Kl, 3.3V直流電源串聯(lián)電阻Rl連接光耦Ul的I腳，光耦Ul的2腳連接單片機U5的51腳，光耦Ul的6腳串聯(lián)電阻R21之后同時并聯(lián)可控硅T1、壓敏電阻RVl、電阻R27以及電阻R66的一端、磁保持繼電器Kl常開觸點的一端，光耦Ul的4腳同時并聯(lián)可控硅Tl的控制端以及電阻R22的一端，電阻R22的另一端同時并聯(lián)可控硅Tl、壓敏電阻RV1、磁保持繼電器Kl常開觸點的另一端、電容Cl的一端、二極管D2的陽極以及光親U6的3腳，電容Cl的另一端以及電阻R27的另一端相連，電阻R66的另一端連接光耦U6的I腳，光耦U6的6腳串聯(lián)電阻R15連接3.3V直流電源，光耦U6的6腳同時連接單片機U5的31腳，二極管D2的陰極串聯(lián)電阻R35后同時并聯(lián)電容C4的正極、電阻R30~R31的一端，電阻R30的另一端同時并聯(lián)二極管Dl的陰極以及光耦U4的I腳，光耦U4的2腳同時并聯(lián)二極管Dl的陽極、電阻R30、電容C4的另一端以及接線端子J3的4腳，繼電器Kl的線圈由三極管Q1~Q4、Q13~ Q14組成的H橋電路進行驅(qū)動，其中，三極管Ql的基極串聯(lián)電阻R5連接至單片機U5的52腳，三極管Q4的基極串聯(lián)電阻R8連接至單片機U5的53腳。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低壓負荷調(diào)整控制器，其特征在于:所述的B相線路控制切換電路包括型號分別為M0C3083、TLP184的光耦U2、U7以及磁保持繼電器K2，3.3V直流電源串聯(lián)電阻R2連接光耦U2的I腳，光耦U2的2腳連接單片機U5的55腳，光耦U2的6腳串聯(lián)電阻R23之后同時并聯(lián)可控硅T2、壓敏電阻RV2、電阻R28以及電阻R67的一端、磁保持繼電器K2常開觸點的一端，光耦U2的4腳同時并聯(lián)可控硅T2的控制端以及電阻R24的一端，電阻R24的另一端同時并聯(lián)可控硅T2、壓敏電阻RV2、磁保持繼電器K2常開觸點的另一端、電容C2的一端以及光耦U7的3腳，電容C2的另一端以及電阻R28的另一端相連，電阻R67的另一端連接光耦U7的I腳，光耦U7的6腳串聯(lián)電阻R16連接3.3V直流電源，光耦U7的6腳同時連接單片機U5的32腳，繼電器K2的線圈由三極管Q5~Q8、Q15~ Q 16組成的H橋電路進行驅(qū)動，其中，三極管Q5的基極串聯(lián)電阻R9連接至單片機U5的56腳，三極管Q8的基極串聯(lián)電阻R14連接至單片機U5的57腳。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低壓負荷調(diào)整控制器，其特征在于:所述的C相線路控制切換電路包括型號分別為M0C3083、TLP184的光耦U3、U8以及磁保持繼電器K3，3.3V直流電源串聯(lián)電阻R3連接光耦U3的I腳，光耦U3的2腳連接單片機U5的58腳，光耦U3的6腳串聯(lián)電阻R25之后同時并聯(lián)可控硅T3、壓敏電阻RV3、電阻R29以及電阻R68的一端、磁保持繼電器K3常開觸點的一端，光耦U3的4腳同時并聯(lián)可控硅T3的控制端以及電阻R26的一端，電阻R26的另一端同時并聯(lián)可控硅T3、壓敏電阻RV3、磁保持繼電器K3常開觸點的另一端、電容C3的一端以及光耦U8的3腳，電容C3的另一端以及電阻R29的另一端相連，電阻R68的另一端連接光耦U8的I腳，光耦U8的6腳串聯(lián)電阻R17連接3.3V直流電源，光耦U8的6腳同時連接單片機U5的35腳，繼電器K3的線圈由三極管Q9~Q12、Q17~Q18組成的H橋電路進行驅(qū)動，其中，三極管Q5的基極串聯(lián)電阻R9連接至單片機U5的59腳，三極管Q8的基極串聯(lián)電阻R14連接至單片機U5的60腳。
【文檔編號】G01R19-25GK204271649SQ201420554667
【發(fā)明者】鐘成義, 高興福, 臧永輝 [申請人]山東屹歌智能科技有限公司