專利名稱：分布式無功補償與用戶終端遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)及線路無功功率自動補償設(shè)備，特別涉及一種分布式無功 補償與用戶終端遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置及其方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有無功功率補償裝置在進(jìn)行無功補償時通常只監(jiān)測功率因數(shù)及無功功率，裝置依據(jù)檢 測的無功功率情況決定電容器的投入或切除情況，未將本節(jié)點的電壓、電流、無功功率等電 氣參數(shù)傳送到上級變電站，不能實現(xiàn)電力綜合節(jié)能?，F(xiàn)有電力系統(tǒng)用戶側(cè)無功、電壓運行統(tǒng) 計工作自動化程度低，主要依靠人工統(tǒng)計，數(shù)字量大，統(tǒng)計不及時、不全面。無功補償容量 及投運容量統(tǒng)計比較困難，尤其是用戶電容器投運容量難以準(zhǔn)確掌握，做系統(tǒng)無功平衡分析 難以提供確切的數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種將無功功率補償和電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)聯(lián)系起來的一種設(shè)備，在 保證電力系統(tǒng)電壓符合要求的前提下盡量降低線路的無功消耗。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 一種分布式無功補償與用戶終端遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，它包含多臺 A聯(lián)接的三相電容器組CA1~ CAN，每臺三相電容器組CA各自分別經(jīng)三相過零投切丌關(guān) CJ及線路開關(guān)ZK與三相供電線路電聯(lián)接，另由電流電壓檢測電路和以微處理器為核心的操 控電路連接成控制器CPUK，經(jīng)由三相電流互感器LHb電聯(lián)接于三相供電線路上，各三相過 零投切開關(guān)CJ分別與控制器CPUK電聯(lián)接并受其控制，控制器CPUK與通用分組無線通信 模塊GPRS電聯(lián)接，將用戶終端數(shù)據(jù)經(jīng)由它無線傳送至上級變電站。參見附圖1，圖1中， 三相供電線路聯(lián)接變壓器站B和用戶感性負(fù)載L。
本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明由于采用GPRS無線方式傳輸數(shù)據(jù)，使得不僅可實現(xiàn)現(xiàn)有 技術(shù)的點對點傳送，還可將電力線路某個路段全線各站點的數(shù)據(jù)收集起來進(jìn)行電壓質(zhì)量分析 和無功統(tǒng)計，為電網(wǎng)無功就地平衡提供了數(shù)據(jù)支撐，以便更好地做出電壓調(diào)整判斷和提供真 實的無功功率。將電力線路無功功率補償和電力供電電壓調(diào)節(jié)結(jié)合起來，降低了線路消耗， 達(dá)到了系統(tǒng)綜合節(jié)能；有利于低壓電網(wǎng)電壓情況統(tǒng)計和無功統(tǒng)計自動化。


附圖l為本發(fā)明分布式無功補償與用戶終端遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖2是本發(fā)明的實施例結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖3為本發(fā)明的控制器CPUK的電流、電壓檢測電路圖。 附圖4為本發(fā)明的控制器CPUK的操控電路圖 附圖5為本發(fā)明的三相過零投切開關(guān)CJ的電路圖。
具體實施例方式
本發(fā)明結(jié)合具體實施例參見附圖進(jìn)一步說明如下
一種分布式無功補償與用戶終端遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，參見附圖2，它包含兩臺A聯(lián)接的三相 電容器組CA1、 CA2，每臺三相電容器組CA1、 CA2各自分別經(jīng)三相過零投切開關(guān)CJ1、 CJ2及線路開關(guān)ZK1、 ZK2與三相供電線路電聯(lián)接，另由控制器CPUK經(jīng)由三相電流互感器 LHb電聯(lián)接于三相供電線路上，各三相過零投切開關(guān)CJ1、 CJ2分別與控制器CPUK電聯(lián)接， 控制器CPUK與通用分組無線通信模塊GPRS電聯(lián)接。圖2中，三相供電線路聯(lián)接變壓器站 B和用戶感性負(fù)載L。
控制器CPUK由電流電壓檢測電路1和操控電路2組成，電流電壓檢測電路1參見附圖 3，由電阻RV1 RV7，電容CV1 CV3，變壓器T2，單相電流互感器CTb，電阻RI1 RI5， 電容CI1 CI3，信號檢測芯片U2及電阻R19,電容C2 C5，晶振器X1，電源VCC電連接成 電流電壓檢測電路l，電阻RV6、 RV7的外接端分別接至三相供電線路的任意兩相；由微處 理器U3，電阻R20 R22、 RJ1、 RJ2,電容C1， 二極管D6 D8，三極管QJ1、 QJ2，繼電器JD1、 JD2，電源VCC電連接成操控電路2，參見附圖4，微處理器U3的32、 1、 2、 9、 10、 11腳 分別對應(yīng)與信號檢測電路l中的信號檢測芯片U2的20、 19、 7、 23、 6、 5腳電連接，U3的 30、 31腳外接至通用分組無線通信模塊GPRS，繼電器JD1、 JD2的相應(yīng)觸點輸出端JJ1、 JJ2 為控制信號輸出端，接至三相過零投切開關(guān)CJll、 CJ2。
由運放器U8A、 U8B、 U8D、光電隔離雙向可控硅J10 U3，電阻R1 R18，電容C6 C7， 發(fā)光二極管LED1， LED2 ，三極管BG1， 二極管D1 D5，可控硅SCR1 SCR4，電感L1、 L2電連接成三相過零投切開關(guān)CJ，參見附圖5。其輸入端JJ與控制器CPUK的操控電路2 連接，其外接口IN1、 IN2、 0UT1、 0UT2接至三相電容器組CA 。
控制器CPUK說采用的信號檢測芯片U2型號為CS5460，微處理器U3型號為ATMEGA8; 三相過零投切開關(guān)CJ所采用的光電隔離雙向可控硅J10 J13型號為MOC3081。
采用上述分布式無功補償與用戶終端遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，其無功功率的補償方法是三相電容 器組CA的投入、切除均以無功功率為判斷依據(jù)當(dāng)電網(wǎng)流入用戶的無功功率大于三相電容器組CA中單個電容容量的120y。時，三相電容器組CA投入；當(dāng)電網(wǎng)流入用戶的無功功率為負(fù)值 時，三相電容器CA切除。
采用上述分布式無功補償與用戶終端遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，其遠(yuǎn)程檢測方法是用戶終端被檢測 部位的電壓、電流、有功功率、無功功率、變壓器運行狀態(tài)參數(shù)以無線方式遠(yuǎn)距離傳輸至上 級電站。
本發(fā)明工作原理由電壓釆集電路、電流采集電路經(jīng)信號檢測芯片U2獲得被采集點的實 時電壓、電流、無功功率、有功功率，輸送到微處理器U3，經(jīng)對比處理后輸出控制信號分別 經(jīng)三極管QJ1、 QJ2推動繼電器JD1、 JD2，繼電器JD1、 JD2的觸點經(jīng)驅(qū)動接口JJ1、 JJ2發(fā)送信 號到三相過零投切電路，同時GPRS以無線方式遠(yuǎn)距離將數(shù)據(jù)傳輸至上級變電站。三相過零投 切電路接到信號，使光電隔離雙向可控硅MOC3081動作，產(chǎn)生過零投切指令經(jīng)外接口 IN1 、 0UT1 、 IN2、 0UT2輸出指令至三相電容器組CA，從而決定電容器的投切。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸采用嵌入式GPRS-DTU模塊，該模塊同時支持點對點、點對多點、設(shè)備 間、設(shè)備與中心間等各種不同的通訊模式。
權(quán)利要求
1、一種分布式無功補償與用戶終端遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，它包含多臺Δ聯(lián)接的三相電容器組CΔ，每臺三相電容器組CΔ各自分別經(jīng)三相過零投切開關(guān)CJ及線路開關(guān)ZK與三相供電線路電聯(lián)接，另由電流電壓檢測電路和以微處理器為核心的操控電路連接成控制器CPUK，經(jīng)由三相電流互感器LHb電聯(lián)接于三相供電線路上，各三相過零投切開關(guān)CJ分別與控制器CPUK電聯(lián)接并受其控制，控制器CPUK與通用分組無線通信模塊GPRS電聯(lián)接，將用戶終端數(shù)據(jù)經(jīng)它無線傳送至上級變電站。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式無功補償與用戶終端遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，其特征在于控制器 CPUK是由電流電壓檢測電路1和操控電路2組成，由電阻RV1 RV7，電容CV1 CV3，變 壓器T2，單相電流互感器CTb，電阻RI1 RI5，電容CI1 CD，信號檢測芯片U2及電阻R19, 電容C2 C5，晶振器X1，電源VCC電連接成電流電壓檢測電路1，電阻RV6、RV7的外接 端分別接至三相供電線路的任意兩相；由微處理器U3，電阻R20 R22、 RJ1 、 RJ2,電容C1， 二極管D6 D8，三極管QJ1、 QJ2，繼電器JD1、 JD2，電源VCC電連接成操控電路2，微處 理器U3的32、 1、 2、 9、 10、 ll腳分別對應(yīng)與信號檢測電路l中的信號檢測芯片U2的20、 19、 7、 23、 6、 5腳電連接，U3的30、 31腳外接至通用分組無線通信模塊GPRS，繼電器JD1、 JD2的相應(yīng)觸點輸出端JJ1、 JJ2為控制信號輸出端，接至三相過零投切開關(guān)CJ1、 CJ2。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式無功補償與用戶終端遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，其特征在于它是由 運放器U8A、 U8B、 U8D、光電隔離雙向可控硅J10 U3，電阻R1 R18，電容C6 C8，發(fā)光 二極管LED1， LED2 ，三極管BG1， 二極管D1 D5，可控硅SCR1 SCR4，電感L1、 L2 電連接成三相過零投切開關(guān)CJ，其輸入端JJ與控制器CPUK的操控電路2連接，其外接口 IN1、 IN2、 0UT1、 0UT2接至三相電容器組CA 。
4、 采用權(quán)利要求1所述的分布式無功補償與用戶終端遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置的無功補償及數(shù)據(jù)傳 輸方法，其特征是-(1) 其無功補償方法是三相電容器組CA的投入、切除均以無功功率為判斷依據(jù)當(dāng)電 網(wǎng)流入用戶的無功功率大于三相電容器組CA中單個電容容量的120%時，三相電容器組C A投 入；當(dāng)電網(wǎng)流入用戶的無功功率為負(fù)值時，三相電容器CA切除。(2) 其用戶終端數(shù)據(jù)傳輸方法是用戶終端被檢測部位的電壓、電流、有功功率、無功功 率、變壓器運行狀態(tài)參數(shù)以無線傳輸方式遠(yuǎn)距離傳輸至上級電站。
全文摘要
分布式無功補償與用戶終端遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置，它包含多臺Δ聯(lián)接的三相電容器組CΔ，每臺三相電容器組CΔ各自分別經(jīng)三相過零投切開關(guān)CJ及線路開關(guān)ZK與三相供電線路電聯(lián)接，另由控制器CPUK經(jīng)由三相電流互感器LHb電聯(lián)接于三相供電線路上，各過零投切開關(guān)CJ分別與控制器CPUK電聯(lián)接，控制器CPUK與通用分組無線通信模塊GPRS電聯(lián)接。無功補償方法是以無功功率為判斷依據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸方法采用無線傳輸方式。本發(fā)明的優(yōu)點為可實時采樣全線各站點的數(shù)據(jù)，為電網(wǎng)無功就地平衡提供了數(shù)據(jù)支撐，能更好地做出電壓調(diào)整判斷和提供真實的無功功率，降低了線路消耗，實現(xiàn)系統(tǒng)綜合節(jié)能；有利于實現(xiàn)低壓電網(wǎng)電壓情況統(tǒng)計和無功統(tǒng)計自動化。
文檔編號H02J3/18GK101599647SQ20091004323
公開日2009年12月9日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者健 朱, 斌 李, 殷 熊, 陳可夫, 陶志林 申請人:湖南電器研究所