專利名稱：一種可控電抗器用綜合控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可控電抗器用綜合控制裝置，尤其是涉及一種應(yīng)用在由MCR(可控電抗器)和FC (用于無(wú)功補(bǔ)償及諧波濾波的無(wú)源濾波器)組成的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償及諧波濾波裝置中的控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，無(wú)功功補(bǔ)償?shù)闹饕b置是電容器、電抗器和少量的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。開(kāi)關(guān)(斷路器)投切電容器、電抗器組的調(diào)節(jié)方式是離散的，只能分組投切，并且受到變壓器容量限制，不能頻繁操作和取得理想的補(bǔ)償效果。開(kāi)關(guān)投切電容所造成的涌流和過(guò)電壓對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備本身都十分有害。現(xiàn)有相控電抗器動(dòng)補(bǔ)裝置不僅價(jià)格貴，而且占地面積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性不高。相控電抗器的可控硅閥處于設(shè)備的高壓側(cè)，不能直接用于電壓等級(jí)高于 66kV的電網(wǎng)，需經(jīng)變壓器降壓使用。雖然新型的由MCR和FC組成的新型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置， 解決了這個(gè)問(wèn)題，該類裝置可以直接接到高壓側(cè)，為配合該類裝置的使用，設(shè)計(jì)了不少控制裝置，但效果不理想。有的只能實(shí)現(xiàn)單一的調(diào)整，有的接口不夠豐富，滿足不了智能化的需求。如中國(guó)專利2005201356 . 9公開(kāi)了一種三相可控電抗器控制器，它由同步信號(hào)輸入電路、控制信號(hào)輸入電路、單片機(jī)、執(zhí)行電路組成。所述同步單元電路、執(zhí)行單元電路與單片機(jī)之間各增加一個(gè)隔離電路，本發(fā)明還可以在控制信號(hào)輸入電路分別增加交直流電壓、電流輸入電路，并可與上位機(jī)接口進(jìn)行通訊。其產(chǎn)品則存在上述缺陷，只能實(shí)現(xiàn)單一的調(diào)整，接口不夠豐富，滿足不了智能化的需求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種可控電抗器用綜合控制裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)多模式工作，多接口，滿足現(xiàn)在電力系統(tǒng)智能化的要求。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，一種可控電抗器用綜合控制裝置，其包括電壓輸入電路和控制信號(hào)輸入電路；所述電壓輸入電路和控制信號(hào)輸入電路均與一級(jí)CPU的輸入端連接；所述一級(jí)CPU直連二級(jí)CPU，二級(jí)CPU設(shè)有輸出端；所述一級(jí)CPU 還設(shè)有直接輸出端。優(yōu)化的，上述可控電抗器用綜合控制裝置，其一級(jí)CPU采用MSP430F1611單片機(jī)。優(yōu)化的，上述可控電抗器用綜合控制裝置，其二級(jí)CPU采用M430F149單片機(jī)。本發(fā)明為一種動(dòng)態(tài)無(wú)功綜合控制裝置，應(yīng)用在由MCR和FC組成的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償及諧波濾波裝置中，使之能夠?qū)崿F(xiàn)多模式工作，多接口，滿足現(xiàn)在電力系統(tǒng)智能化的要求；通訊系統(tǒng)采用雙CPU，兩個(gè)CPU采用直連，一個(gè)開(kāi)關(guān)供電，通訊速度快。


下面結(jié)合附圖及其實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明；圖1是本發(fā)明的電原理框圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明為一種可控電抗器用綜合控制裝置，其包括電壓輸入電路和控制信號(hào)輸入電路；所述電壓輸入電路和控制信號(hào)輸入電路均與一級(jí)CPU的輸入端連接； 所述一級(jí)CPU直連二級(jí)CPU，二級(jí)CPU設(shè)有輸出端；所述一級(jí)CPU還設(shè)有直接輸出端。其一級(jí) CPU采用MSP430F1611單片機(jī)。其二級(jí)CPU采用M430F149單片機(jī)。本發(fā)明采用MSP430F1611 單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，晶閘管觸發(fā)信號(hào)、開(kāi)關(guān)量的輸入輸出等幾個(gè)系統(tǒng)，構(gòu)成綜合系統(tǒng)控制裝置的核心運(yùn)算部分。其中，MSP430F1611是裝置的核心?？梢詫?shí)現(xiàn)定阻抗模式、系統(tǒng)電壓控制模式、系統(tǒng)無(wú)功控制模式、電壓無(wú)功綜合控制模式等四種工作運(yùn)行模式。本發(fā)明可根據(jù)可控電抗器的運(yùn)行狀況的需要，本地和遠(yuǎn)方均能實(shí)現(xiàn)電抗器各種控制模式的轉(zhuǎn)換。操作界面說(shuō)明控制裝置采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)上架式4U 19英寸機(jī)箱，顯示界面采用240X 1 點(diǎn)陣圖形液晶，全中文顯示，界面直觀友好，操作方便。控制裝置前面板磁控電抗器的控制裝置的界面由三部分組成。第一部分為240XU8液晶顯示界面。第二部分為包含『上』、『下』、『左』、『右』、『取消C』、『確認(rèn)E』六個(gè)按鍵，用于轉(zhuǎn)換顯示界面及修改參數(shù)用。第三部分為18支發(fā)光數(shù)碼管，左邊一排六支分別指示控制裝置的+5V， +15V，-15V，+24V控制電源的指示燈及指示控制裝置表示“正常”運(yùn)行和電抗器系統(tǒng)存在“故障”的顯示燈，當(dāng)控制運(yùn)行正常時(shí)，“正常”指示綠色發(fā)光二極管將不停閃爍，如果該燈長(zhǎng)亮或熄滅說(shuō)明控制自身發(fā)生了故障。中間一組六個(gè)綠色數(shù)碼管，用于指示六個(gè)控制脈沖的狀態(tài)，正常工作有脈沖輸出時(shí)，指示燈亮，無(wú)閃爍。右邊6個(gè)數(shù)碼管是用于一拖二的控制裝置， 表示另外一組控制脈沖信號(hào)。開(kāi)機(jī)檢查系統(tǒng)接線無(wú)誤后，打開(kāi)控制背面板上的工作電源開(kāi)關(guān)H，面板電源指示燈亮， 如果+24V控制電源開(kāi)關(guān)G也打開(kāi)，則面板上的+24V數(shù)碼管亮。系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后，就進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示頁(yè)面說(shuō)明
運(yùn)行數(shù)據(jù)的顯示分為四個(gè)部分。第一部分為菜單行，有 < 調(diào)試 >、< 運(yùn)行設(shè)置 >、< 系統(tǒng)設(shè)置 > 三個(gè)菜單，VI. 2為版本號(hào)。中間左邊為第二部分，表示電抗器控制目標(biāo)點(diǎn)當(dāng)前的有功功率P、無(wú)功功率Q，及當(dāng)前的功率因數(shù)值COSi3值。中間右邊為第三部分，表示磁控電抗器的控制運(yùn)行模式的設(shè)定，一般采用無(wú)功最優(yōu)的運(yùn)行模式。第四部分顯示為磁控電抗器的三相輸出電流，磁控電抗器兩端電壓、容量及控制角度?！癕CR電流？？ . ？ A”——磁控電抗器輸出的三相電流值，單位是安培?！癠 10. 50kV”——電抗器接入點(diǎn)線電壓
4
"QL ？ . ？ Mvar"——根據(jù)當(dāng)前的電壓與電抗器輸出電流值算出的電抗器輸出容量?！坝|發(fā)112. 10°，，——磁控電抗器的控制角度。角度越大，激磁電流越大，電抗器的輸出電流越大。開(kāi)關(guān)及運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示說(shuō)明在顯示運(yùn)行數(shù)據(jù)界面時(shí)，通過(guò)『上』、『下』鍵就可轉(zhuǎn)換到開(kāi)關(guān)及運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示界面。左右上角的功率數(shù)據(jù)分別表示兩段電源的實(shí)時(shí)功率測(cè)量值，右下角分別顯示磁控電抗器的母線電壓、輸出電流及控制角度等信息。運(yùn)行狀態(tài)顯示頁(yè)面說(shuō)明在顯示運(yùn)行數(shù)據(jù)界面時(shí)，通過(guò)『上』、『下』鍵就可轉(zhuǎn)換到運(yùn)行狀態(tài)顯示頁(yè)面，根據(jù)電抗器的各種運(yùn)行的狀態(tài)，歸納了 5種故障報(bào)警信息，并將相應(yīng)的顯示狀態(tài)反顯示。1. <本體故障 >——當(dāng)電抗器已經(jīng)投入，位置信號(hào)為“合”位，電抗器兩端有電壓， 發(fā)出控制信號(hào)，而磁控電抗器沒(méi)有輸出電流，認(rèn)為是電抗器本體發(fā)生了故障。2. <同步故障 >——沒(méi)有同步信號(hào)輸入。3. <通信故障 >——表示與上位機(jī)之間沒(méi)有通信連接。4. <控制裝置故障 >——控制裝置自檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)自身故障時(shí)，如發(fā)現(xiàn)Ram單元的內(nèi)容，在存取時(shí)有問(wèn)題等。5. <控制裝置失壓 >——表示控制裝置無(wú)24V控制電源。<本體故障 >、< 控制裝置故障 > 這兩種故障發(fā)生后，不能自動(dòng)恢復(fù)，需要在該界面時(shí)，按『E確認(rèn)』鍵，選擇“復(fù)歸”菜單，輸入密碼后清除。其他的故障，當(dāng)故障消除后，就能夠自動(dòng)恢復(fù)。運(yùn)行參數(shù)設(shè)置界面說(shuō)明選擇菜單欄的“運(yùn)行設(shè)置”，輸入正確的密碼后，進(jìn)入運(yùn)行參數(shù)設(shè)置界面。顯示第一行為菜單行，在“修改”菜單反顯示，再按『確認(rèn)』鍵，就可修改下面列出的與運(yùn)行有關(guān)的幾個(gè)參數(shù)。“工作模式”，根據(jù)磁控電抗器容量可隨調(diào)的特點(diǎn)，其運(yùn)行設(shè)計(jì)了多種控制的模式。“工作模式=00001”，表示磁控電抗器按功率因數(shù)最優(yōu)來(lái)控制，并且功率因數(shù)不超過(guò)參數(shù)“功率因數(shù)”的設(shè)置值，如“0. 9500”。“工作模式=00002”，磁控電抗器按無(wú)功最優(yōu)來(lái)控制，無(wú)功的控制目標(biāo)為參數(shù)值 “給定無(wú)功”的設(shè)置值，注設(shè)置值為標(biāo)么值，基準(zhǔn)值為“額定容量”?！肮ぷ髂Ｊ?00003”，磁控電抗器按電壓最優(yōu)來(lái)控制，最優(yōu)電壓的目標(biāo)值為參數(shù) “給定電壓”的設(shè)置值，注設(shè)置值為標(biāo)么值，基準(zhǔn)值為“額定電壓”?！肮ぷ髂Ｊ?00004”，磁控電抗器按電壓無(wú)功最優(yōu)綜合控制，參數(shù)“電壓低限”(標(biāo)么值)、“電壓高限”(標(biāo)么值)分別設(shè)置電壓下限和電壓上限，參數(shù)“功率因數(shù)”設(shè)定功率因數(shù)的最優(yōu)值。參數(shù)“額定電壓”設(shè)置為電抗器接入點(diǎn)的額定線電壓。參數(shù)“額定電流”設(shè)置為電抗器的額定輸出電流。參數(shù)“CT變比”設(shè)置所選用測(cè)量磁控電抗器輸出電流的電流互感器的變比?！巴ㄓ嵉刂贰备鶕?jù)變電站內(nèi)的通訊地址分配修改該地址，可設(shè)置1 255。
“密碼”用于修改系統(tǒng)的運(yùn)行設(shè)置的密碼，該密碼同手動(dòng)控制密碼為同一個(gè)密碼。首先由『確認(rèn)E』鍵選擇第一行菜單，再由『左』鍵、『右』鍵選擇“運(yùn)行設(shè)置”反顯示后，按『確認(rèn)E』鍵，進(jìn)入密碼設(shè)置界面，通過(guò)『左』、『右』鍵選擇位，『上(+)』、『下(-減)』 鍵調(diào)整密碼的數(shù)值，輸入正確的密碼后，進(jìn)入運(yùn)行參數(shù)設(shè)置界面，否則回到初始運(yùn)行狀態(tài)顯
7J\ ο通過(guò)『取消』鍵，回到菜單欄操作，通過(guò)《上》、《下》鍵，選擇不同的參數(shù)，通過(guò)《確認(rèn) E))鍵，將該參數(shù)反顯示，再通過(guò)《左》、《右》鍵選擇參數(shù)的某一位，《上》、《下》鍵調(diào)整數(shù)值的大小，參數(shù)的修改時(shí)按位進(jìn)行的，按《確認(rèn)E》鍵退出調(diào)整，最后再通過(guò)《取消C》鍵，回到菜單行的操作，“確認(rèn)”菜單反顯示時(shí)按《確認(rèn)E》鍵，進(jìn)入圖操作選擇“取消”或“確認(rèn)”反顯示，再通過(guò)『確認(rèn)E』鍵，再次要求確認(rèn)是否修改參數(shù)的操作，要求再次確認(rèn)是否將修改后的參數(shù)寫入?yún)?shù)存儲(chǔ)器中。參數(shù)“Qc3、Qc5、TcO、Tc3、Tc5”是綜合控制濾波支路的參數(shù)?！癚c3”設(shè)定退出三次濾波支路的反送功率條件；“Qc5”設(shè)定退出五次濾波支路的反送功率條件；“TcO”剛投入三五次支路后，不考慮過(guò)補(bǔ)的時(shí)間；“Tc3”設(shè)定退出三次濾波支路的時(shí)間條件；“Tc5”設(shè)定退出五次濾波支路的時(shí)間條件。系統(tǒng)參數(shù)中“KQ、TQ、Ku、Tu"是與控制速度有關(guān)的參數(shù)，由工程調(diào)試人員調(diào)整設(shè)置。參數(shù)“無(wú)功調(diào)整”為電壓無(wú)功綜合控制中的調(diào)整步伐的大小。參數(shù)“導(dǎo)通角”為磁控電抗器的額定導(dǎo)通角。"Sal修正、Sbl修正、Scl修正、Sa2修正、SId2修正、Sc2修正、ILa修正、ILb修正、ILc修正、UL修正”，分別為一段、二段功率三相、電抗器三相電流及電抗器電壓的修正值，就是用測(cè)量計(jì)算的初步結(jié)果再乘以這個(gè)系數(shù)得到最終的測(cè)量結(jié)果，“ 10000”，表示為 100. 00%,目的是為了調(diào)整測(cè)量通道的差別。參數(shù)“本機(jī)段號(hào)”，表示電抗器是接在一段還是二段。參數(shù)“三線四線”，用于區(qū)分功率測(cè)量是采用三相三線兩表法，還是三相四線三表法測(cè)量。操作的方式微機(jī)控制裝置的鍵盤有『上(+)』、『下(-減)』、『左』、『右』、『取消C』、『確認(rèn)E』六個(gè)鍵。經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間沒(méi)有操作，控制顯示將進(jìn)入自動(dòng)屏幕保護(hù)狀態(tài)，液晶的顯示背光關(guān)閉，任何的按鍵都將會(huì)點(diǎn)亮顯示的背光。修改數(shù)值的方法當(dāng)該數(shù)值反顯示時(shí)通過(guò)『上(+)』、『下(-減)』實(shí)現(xiàn)數(shù)值的加、減， 長(zhǎng)按這兩個(gè)鍵就是快速加，快速減?！鹤蟆?、『右』實(shí)現(xiàn)不同參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，『左』選擇上一個(gè)參數(shù)，、『右』選擇下一個(gè)參數(shù)?！喝∠鸆』鍵就是取消當(dāng)前這個(gè)參數(shù)的修改狀態(tài)，回到上一個(gè)狀態(tài)。菜單欄的操作，『取消C』鍵，將取消被反顯示的菜單項(xiàng)，『確認(rèn)E』鍵將選擇菜單欄中的第一選項(xiàng)并反顯示，『左』、『右』鍵將在菜單欄不同選項(xiàng)中循環(huán)被選擇并反顯示，當(dāng)有反顯示的菜單，再按『確認(rèn)E』鍵進(jìn)入相應(yīng)的選項(xiàng)。在系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示頁(yè)面時(shí)，『上(+)』、『下(-減)』鍵盤可使顯示在運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示頁(yè)面與運(yùn)行狀態(tài)顯示頁(yè)面之間轉(zhuǎn)換。此時(shí)『左』、『右』不起作用?！捍_認(rèn)E』將選擇第一行的菜單行，“手動(dòng)控制”反顯示，再按『確認(rèn)E』，在正確輸入手動(dòng)控制密碼后，進(jìn)入手動(dòng)控制角度狀態(tài)，『上(+)』、『下(-減)』鍵控制輸出脈沖的觸發(fā)角度?！喝∠鸆』退出該操作?！捍_認(rèn)E』使菜單欄“手動(dòng)控制”反顯示，再通過(guò)『左』、『右』鍵選擇“運(yùn)行設(shè)置”或 “系統(tǒng)設(shè)置”，再按『確認(rèn)E』鍵進(jìn)入相應(yīng)的設(shè)置界面。當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，作出的變化、改型、添加或替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種可控電抗器用綜合控制裝置，其特征在于包括電壓輸入電路和控制信號(hào)輸入電路；所述電壓輸入電路和控制信號(hào)輸入電路均與一級(jí)CPU的輸入端連接；所述一級(jí)CPU 直連二級(jí)CPU，二級(jí)CPU設(shè)有輸出端；所述一級(jí)CPU還設(shè)有直接輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控電抗器用綜合控制裝置，其特征在于所述一級(jí)CPU采用MSP430F1611單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控電抗器用綜合控制裝置，其特征在于所述二級(jí)CPU采用M430F149單片機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可控電抗器用綜合控制裝置，其包括電壓輸入電路和控制信號(hào)輸入電路；所述電壓輸入電路和控制信號(hào)輸入電路均與一級(jí)CPU的輸入端連接；所述一級(jí)CPU直連二級(jí)CPU，二級(jí)CPU設(shè)有輸出端；所述一級(jí)CPU還設(shè)有直接輸出端。本發(fā)明為一種動(dòng)態(tài)無(wú)功綜合控制裝置，應(yīng)用在由MCR和FC組成的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償及諧波濾波裝置中，使之能夠?qū)崿F(xiàn)多模式工作，多接口，滿足現(xiàn)在電力系統(tǒng)智能化的要求；通訊系統(tǒng)采用雙CPU，兩個(gè)CPU采用直連，一個(gè)開(kāi)關(guān)供電，通訊速度快。
文檔編號(hào)H02J3/18GK102368613SQ20111017440
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者張式雷, 王光輝, 田翠華 申請(qǐng)人:青島海沃電氣設(shè)備有限公司