專(zhuān)利名稱(chēng)：高壓線路無(wú)功補(bǔ)償智能測(cè)控終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓輸電線路無(wú)功補(bǔ)償裝置，特別涉及一種基于無(wú)功潮流分析的10KV配電網(wǎng)絡(luò)的高壓線路無(wú)功補(bǔ)償智能測(cè)控終端。
背景技術(shù)：
目前，隨社會(huì)的不斷發(fā)展，用戶(hù)對(duì)電能的需求在不斷的增大，對(duì)供電的可靠性可穩(wěn)定型及電能的質(zhì)量也有了更高的要求，同時(shí)加大節(jié)能環(huán)保的力度，在國(guó)家關(guān)于建立"和諧社會(huì)，節(jié)約型社會(huì)"的號(hào)召下，配合國(guó)家電網(wǎng)公司"十一、五科技發(fā)展規(guī)劃"對(duì)10KV配電網(wǎng)絡(luò)電壓無(wú)功提出的明確要求的目標(biāo)在i^一五末，實(shí)現(xiàn)10KV母線側(cè)功率因數(shù)0. 95，線路電壓合格率99.9%，線路損耗《6%，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品得到了大力的發(fā)展。對(duì)于IOKV配電網(wǎng)絡(luò)而言，首端電壓高而末端電壓低一直困擾著供電部門(mén)，同時(shí)線路降低線路損耗，節(jié)約成本，改善電能質(zhì)量都是急需解決的問(wèn)題。另一方面，由于電網(wǎng)容量的不斷增加，對(duì)電網(wǎng)無(wú)功要求也與日倶增。無(wú)功功率同有功功率一樣，是保證電能質(zhì)量不可分割的一部分。在電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無(wú)功功率的平衡，否則有可能將會(huì)引起電壓降低、設(shè)備損壞、功率因數(shù)下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)的電壓崩潰，造成大面積停電事故。國(guó)內(nèi)廠家和用戶(hù)在解決電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償、降低網(wǎng)損問(wèn)題時(shí)，除采用恒壓變壓器外最多的是采用靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，即將電容器并聯(lián)在高壓線路上，通過(guò)容性的電容補(bǔ)償感性的輸電線路，這種補(bǔ)償方式存在以下問(wèn)題電容器投入運(yùn)行后常出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)情況，此時(shí)向電網(wǎng)倒送無(wú)功，電網(wǎng)電壓升高，危害電網(wǎng)和設(shè)備的安全運(yùn)行，增加網(wǎng)損，電壓合格率降低；或者，電容器投入運(yùn)行后，出現(xiàn)欠補(bǔ)償情況，不能充分補(bǔ)償電網(wǎng)無(wú)功，功率因數(shù)低，電網(wǎng)電壓低，危害電網(wǎng)和設(shè)備安全運(yùn)行，增加網(wǎng)損，電壓合格率降低；少數(shù)采用動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)漠a(chǎn)品由于無(wú)法全面"理解"用戶(hù)和電網(wǎng)，僅僅是"一缺就補(bǔ)"或"缺多少補(bǔ)多少"，容易對(duì)電網(wǎng)造成沖擊或者因頻繁操作影響設(shè)備壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)功補(bǔ)償不充分，電容投切不合理從而導(dǎo)致網(wǎng)損增加和倒送無(wú)功的缺點(diǎn)，提供一種合理投切電容、有效提高功率因數(shù)、降低線路損耗的高壓線路無(wú)功補(bǔ)償智能測(cè)控終端。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種高壓線路無(wú)功補(bǔ)償智能測(cè)控終端，包括數(shù)字
信號(hào)處理芯片DSP單元、信息采集單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元和繼電器輸出單元；信息采集單元
包括用于測(cè)量高壓線路電壓的測(cè)量電壓互感器和用于測(cè)量高壓線路電流的測(cè)量電流互感
器，測(cè)量電壓互感器和測(cè)量電流互感器的輸出端連接數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元，開(kāi)關(guān)量
輸入單元和繼電器輸出單元分別連接數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元，繼電器輸出單元輸出至
高壓線路的無(wú)功補(bǔ)償電容器組的控制裝置，電源單元電源單元對(duì)各單元供電。 本實(shí)用新型設(shè)有補(bǔ)償電容器保護(hù)單元，包括分別與數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元連
接的第一保護(hù)電流互感器、第二保護(hù)電流互感器、第三保護(hù)電流互感器和繼電器，第一保護(hù)
電流互感器、第二保護(hù)電流互感器和第三保護(hù)電流互感器設(shè)置在高壓線路與其補(bǔ)償電容器組的連接之間。 所述高壓線路無(wú)功補(bǔ)償智能測(cè)控終端還設(shè)有人機(jī)接口和通訊單元，人機(jī)接口和通訊單元分別與數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP連接。通訊單元包括RS-485通訊接口、RS232通訊接口和GPRS通訊模塊。 本實(shí)用新型采用數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，智能測(cè)控高壓線路的無(wú)功補(bǔ)償，通過(guò)采集線路電壓和線路電流供DSP單元計(jì)算系統(tǒng)無(wú)功功率，并應(yīng)用無(wú)功潮流分析法對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，輸出控制信號(hào)，控制高壓電容器的投切。本實(shí)用新型能夠徹底解決現(xiàn)有補(bǔ)償裝置頻繁投切電容和向上倒送無(wú)功的頑疾，使得無(wú)功電流能夠在就地補(bǔ)償，保障了無(wú)功潮流的最補(bǔ)償，改善了配電線路電壓質(zhì)量，同時(shí)提高功率因數(shù)，降低線路損耗，提高經(jīng)濟(jì)效益，方便實(shí)用。

圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。[0009] 圖2為本實(shí)用新型應(yīng)用示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明。 參見(jiàn)圖l，一種高壓線路無(wú)功補(bǔ)償智能測(cè)控終端，包括數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元、信息采集單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元和繼電器輸出單元；信息采集單元包括用于測(cè)量高壓線路電壓的測(cè)量電壓互感器PTA和用于測(cè)量高壓線路電流的測(cè)量電流互感器CTD，測(cè)量電壓互感器PTA和測(cè)量電流互感器CTD的輸出端連接數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元，開(kāi)關(guān)量輸入單元和繼電器輸出單元分別連接數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元，繼電器輸出單元輸出至高壓線路的無(wú)功補(bǔ)償電容器組的控制裝置，電源單元對(duì)各單元供電。 本實(shí)用新型設(shè)有補(bǔ)償電容器保護(hù)單元，包括分別與數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元連接的第一保護(hù)電流互感器、第二保護(hù)電流互感器、第三保護(hù)電流互感器和繼電器，第一保護(hù)電流互感器、第二保護(hù)電流互感器和第三保護(hù)電流互感器設(shè)置在高壓線路與其補(bǔ)償電容器組的連接之間。 所述高壓線路無(wú)功補(bǔ)償智能測(cè)控終端還設(shè)有人機(jī)接口和通訊單元，人機(jī)接口和通訊單元分別與數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元連接。通訊單元包括RS-485通訊接口、RS232通訊接口和GPRS通訊模塊。 本實(shí)用新型電源單元采用大功率寬范圍開(kāi)關(guān)電源，輸入交流220V士20X，50HZ± 1. 5HZ，總畸變不大于10% ，輸出DC24V供裝置開(kāi)入量提供電電源，DC5V供CPU用電；信息采集單元主要完成電壓、電流信號(hào)的采集，供DSP運(yùn)算處理管理單元進(jìn)行分析處理；開(kāi)關(guān)量輸入單元主要提供外部各工作部件的狀態(tài)信息；繼電器輸出單元根據(jù)DSP運(yùn)算處理管
理單元發(fā)出的信號(hào)驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償電容器組的控制裝置，也就是真空斷路器進(jìn)行合分，從而完成對(duì)電容器組的投切工作；通信單元提供常用的通訊接口 RS-485、 RS232，還設(shè)有GPRS通訊模塊，完成對(duì)各終端設(shè)備的集散控制，使供電企業(yè)可以隨時(shí)掌握全線路電壓無(wú)功的實(shí)時(shí)狀況，隨時(shí)掌握各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；人機(jī)接口單元采用大屏低功耗液晶顯示，采用全中文菜單，最大限度地發(fā)揮圖形點(diǎn)陣液晶顯示的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)電壓、電流、功率、電容器狀態(tài)等各信息的顯示，同時(shí)配有操作鍵盤(pán)，電網(wǎng)中各種信息及參數(shù)項(xiàng)均可通過(guò)簡(jiǎn)單的鍵盤(pán)操作來(lái) 選擇查看及修改；數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元是本實(shí)用新型的核心部分，由微處理器CPU、 RAM、 R0M、 Flash Memory等構(gòu)成，高性能的32位微處理器CPU，大容量的R0M、 RAM及Flash Memory,使得該CPU模件具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理及記錄能力，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的故障處理 方案和記錄大量的故障數(shù)據(jù)，主要完成對(duì)以上單元的集中管理。根據(jù)線路電壓、線路電流或 時(shí)間控制一組到四組高壓電容的投切，完成對(duì)主線路工作回路電壓無(wú)功補(bǔ)償，同時(shí)檢測(cè)電 容器電流和高壓線路電壓、諧波，完成對(duì)電容器和輸電線路的保護(hù)。 參見(jiàn)圖2，本高壓線路無(wú)功補(bǔ)償智能測(cè)控終端的應(yīng)用過(guò)程首先將真空接觸器Q1 安裝在高壓線路三相線上，真空接觸器Q1的三個(gè)輸出端連接補(bǔ)償電容器組，從而將補(bǔ)償電 容器并聯(lián)在高壓線路三相線上，控制補(bǔ)償電容器的投切，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；然后將測(cè)量電流互 感器CTD和測(cè)量電壓互感器PTA也安裝在高壓線路上，測(cè)量電流互感器CTD和測(cè)量電壓互 感器PTA的輸出端分別連接數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元，數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元采用 無(wú)功潮流分析法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，計(jì)算出系統(tǒng)的功率因數(shù)和無(wú)功功率，再與設(shè)定值進(jìn) 行比較，然后通過(guò)繼電器輸出單元輸出開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)給控制真空接觸器Ql的控制回路 KM，進(jìn)而通過(guò)控制真空接觸器Q1的觸點(diǎn)的閉合來(lái)控制補(bǔ)償電容器組的投切；為了對(duì)補(bǔ)償電 容器組進(jìn)行保護(hù)，將三個(gè)保護(hù)電流互感器分別安裝在補(bǔ)償電容器的端線上，三個(gè)保護(hù)電流 互感器分別測(cè)量補(bǔ)償電容器的電流，數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元對(duì)補(bǔ)償電容器的電流進(jìn)行 分析后，通過(guò)繼電器輸出單元輸出開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)給控制真空接觸器Q1的控制回路KM，進(jìn) 而控制補(bǔ)償電容器的投切，實(shí)時(shí)監(jiān)控以實(shí)現(xiàn)對(duì)補(bǔ)償電容器的保護(hù)。此外，本實(shí)用新型可以控 制一組到四組補(bǔ)償電容器組的投切，每組包含多個(gè)補(bǔ)償電容器，完成對(duì)主線路工作回路電 壓無(wú)功補(bǔ)償和補(bǔ)償電容器組的保護(hù)。 在本實(shí)施例中，數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元采用型號(hào)為T(mén)MS320LF2407的高性能32 位微處理器CPU，并具有大容量的R0M、 RAM及Flash Memory,使得該CPU模件具有極強(qiáng)的 數(shù)據(jù)處理及記錄能力，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的故障處理方案和記錄大量的故障數(shù)據(jù)，主要完 成對(duì)以上各單元的集中管理；信息采集單元主要包括測(cè)量電流互感器和測(cè)量電壓互感器， 測(cè)量電流互感器和測(cè)量電壓互感器采集高壓輸電線路的電流和電壓，將高壓輸電線路的電 流和電壓轉(zhuǎn)換成同比例的正弦波信號(hào)，此正弦波信號(hào)通過(guò)信息采集單元輸入數(shù)字信號(hào)處理 芯片DSP單元，對(duì)信息進(jìn)行高速運(yùn)算；補(bǔ)償電容器保護(hù)單元包括第一保護(hù)電流互感器CTA、 第二保護(hù)電流互感器CTB和第三保護(hù)電流互感器CTC，分別對(duì)應(yīng)補(bǔ)償電容器組的各補(bǔ)償電 容器，開(kāi)關(guān)量輸入單元采集本終端外部狀態(tài)信息，如真空斷路器的觸點(diǎn)閉合狀態(tài)以及電容 器組的投切狀態(tài)，并將狀態(tài)信息輸入數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元供其處理，繼電器輸出單
元輸出開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)，控制真空接觸器的觸電的閉合，完成電容器的投切；人機(jī)接口采用 IDC3-40的集成芯片，同時(shí)采用大屏低功耗液晶顯示和全中文菜單，最大限度地發(fā)揮圖形點(diǎn) 陣液晶顯示的優(yōu)點(diǎn)，完成對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)電壓、電流、功率、電容器狀態(tài)等各信息的顯示，同時(shí)配 有操作鍵盤(pán)，電網(wǎng)中各種信息及參數(shù)項(xiàng)均可通過(guò)簡(jiǎn)單的鍵盤(pán)操作來(lái)選擇查看及修改；通信 單元提供常用通訊接口 RS-485、RS232，同時(shí)提供GPRS通訊功能，完成對(duì)各終端設(shè)備的集散 控制，使供電企業(yè)隨時(shí)掌握全線路電壓無(wú)功的實(shí)時(shí)狀況，隨時(shí)掌握各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
權(quán)利要求一種高壓線路無(wú)功補(bǔ)償智能測(cè)控終端，其特征在于包括數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元、信息采集單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元、繼電器輸出單元和電源單元；信息采集單元包括用于測(cè)量高壓線路電壓的測(cè)量電壓互感器(PTA)和用于測(cè)量高壓線路電流的測(cè)量電流互感器(CTD)，測(cè)量電壓互感器(PTA)和測(cè)量電流互感器(CTD)的輸出端連接數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元，開(kāi)關(guān)量輸入單元和繼電器輸出單元分別連接數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元，繼電器輸出單元輸出至高壓線路的無(wú)功補(bǔ)償電容器組的控制裝置，電源單元電源單元對(duì)各單元供電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓線路無(wú)功補(bǔ)償智能測(cè)控終端，其特征在于設(shè)有補(bǔ)償電 容器保護(hù)單元，包括分別與數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元連接的第一保護(hù)電流互感器(CTA)、 第二保護(hù)電流互感器(CTB)、第三保護(hù)電流互感器(CTC)和繼電器，第一保護(hù)電流互感器 (CTA)、第二保護(hù)電流互感器(CTB)和第三保護(hù)電流互感器(CTC)設(shè)置在高壓線路與其補(bǔ)償 電容器組的連接之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓線路無(wú)功補(bǔ)償智能測(cè)控終端，其特征在于所述高壓 線路無(wú)功補(bǔ)償智能測(cè)控終端還設(shè)有人機(jī)接口和通訊單元，人機(jī)接口和通訊單元分別與數(shù)字 信號(hào)處理芯片DSP單元連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓線路無(wú)功補(bǔ)償智能測(cè)控終端，其特征在于通訊單元包括 RS-485通訊接口 、 RS232通訊接口和GPRS通訊模塊。
專(zhuān)利摘要一種高壓線路無(wú)功補(bǔ)償智能測(cè)控終端，包括數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元、信息采集單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元和繼電器輸出單元；信息采集單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元和繼電器輸出單元分別連接數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP單元，繼電器輸出單元輸出至高壓線路的無(wú)功補(bǔ)償電容器組的控制裝置。本實(shí)用新型采用數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP，通過(guò)電壓互感器和電流檢測(cè)高壓線路的電壓和電流值，供DSP計(jì)算系統(tǒng)無(wú)功功率來(lái)控制補(bǔ)償電容器組的投入或退出，徹底地解決了現(xiàn)有補(bǔ)償裝置頻繁投切電容和向上倒送無(wú)功的頑疾，使得無(wú)功電流能夠在就地補(bǔ)償，保障了無(wú)功潮流的最補(bǔ)償，改善了配電線路電壓質(zhì)量，特別適用于10KV配電網(wǎng)絡(luò)的高壓線路的無(wú)功補(bǔ)償。
文檔編號(hào)H02J3/18GK201509087SQ20092023526
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者孫麗梅, 張彥森, 張高鋒 申請(qǐng)人:江蘇谷峰電力科技有限公司