一種低壓無功補(bǔ)償控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種低壓無功補(bǔ)償控制器，該控制器包括電壓信號變送調(diào)理電路、電流信號變送調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器以及CPU，所述電壓信號變送調(diào)理電路以及電流信號變送調(diào)理電路的輸入端分別與系統(tǒng)電源相連，所述電壓信號變送調(diào)理電路以及電流信號變送調(diào)理電路的輸出端分別與所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述CPU相連。本發(fā)明的低壓無功補(bǔ)償控制器的結(jié)構(gòu)更加簡單、實現(xiàn)起來更加方便且補(bǔ)償效果更好。
【專利說明】一種低壓無功補(bǔ)償控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及節(jié)能技術(shù)中電能質(zhì)量領(lǐng)域，具體涉及一種新型的低壓無功補(bǔ)償控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，對電能的質(zhì)量要求越來越高，無功功率的平衡是電能質(zhì)量的重要保證。由于電力電子裝置和非線性負(fù)載的廣泛應(yīng)用影響了系統(tǒng)的功率因數(shù)。用電設(shè)備中感性負(fù)載設(shè)備用電量占整個用電量的三分之二以上。顯然，針對感性負(fù)載設(shè)備就近提供無功功率補(bǔ)償對降低線損、降低供電設(shè)備容量、改善供電線路的功率因數(shù)以及穩(wěn)定電力系統(tǒng)的電壓等方面都起著至關(guān)重要的作用。在低壓供電系統(tǒng)中，低壓無功補(bǔ)償裝置的功能就是向感性負(fù)載設(shè)備就近提供無功功率。低壓無功補(bǔ)償控制器的核心是通過檢測電壓電流計算出功率因數(shù)、無功功率。按照一定的規(guī)律投切電容器組，實現(xiàn)無功補(bǔ)償。
[0003]補(bǔ)償無功功率有兩條途徑:一是輸電系統(tǒng)(電源)提供；二是補(bǔ)償電容器提供。如果由電源提供無功功率，線路上有無功功率的流動，將造成輸電網(wǎng)絡(luò)損耗的增加，降低系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益；而用補(bǔ)償電容器就地提供無功功率，就可以避免由輸電系統(tǒng)傳輸無功功率，從而降低網(wǎng)絡(luò)損耗，提高系統(tǒng)的傳輸功率。國內(nèi)外廣泛采用并聯(lián)電容器作為無功裝作補(bǔ)償。這種安裝方便、造價低、運行維護(hù)簡便、自身損耗小，既可集中安裝，又可分散安裝。目前，對于低壓配網(wǎng)無功補(bǔ)償，通常采用低壓側(cè)集中補(bǔ)償與就地補(bǔ)償相結(jié)合對方式。
[0004]在線路上并聯(lián)電容器是補(bǔ)償無功的主要手段，這種方法結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)便利，在國內(nèi)外得到了廣泛的運用。這種無功補(bǔ)償方式一般有三相固定補(bǔ)償、三相動態(tài)補(bǔ)償、單相動態(tài)補(bǔ)償?shù)?。附圖1 (a)?(d)為無功補(bǔ)償電容器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，C為電容器組；CR為補(bǔ)償投切用的晶閘管；QF為機(jī)械式觸電開關(guān)。
[0005]圖1(a)是分相的補(bǔ)償，控制器分別控制開關(guān)QF11，QF12，QF13，各相分別投入不同容量的補(bǔ)償電容器，這種方法適用于各相負(fù)載相差較大，其功率因數(shù)也有較大差別的場合；圖1(b)是三相共補(bǔ)，電容器接法為星型，控制器控制聯(lián)動開關(guān)QF2 ;圖(c)與圖(b)的區(qū)別在于電容器的接法為三角型，這種方法的補(bǔ)償容量是星型接法的倍；這種三相共補(bǔ)的方式適用于三相負(fù)載基本平衡，各相負(fù)載的功率因數(shù)相近的網(wǎng)絡(luò)；圖(d)是固定補(bǔ)償，在用電設(shè)備投入運行時，固定補(bǔ)償電容器同時投入運行。
[0006]如何對無功補(bǔ)償電容器進(jìn)行在線檢測與控制成為本發(fā)明要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題
之一 O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種低壓無功補(bǔ)償控制器，該控制器的結(jié)構(gòu)更加簡單、實現(xiàn)起來更加方便且補(bǔ)償效果更好。
[0008]本發(fā)明提供的一種低壓無功補(bǔ)償控制器，包括電壓信號變送調(diào)理電路、電流信號變送調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器以及CPU，所述電壓信號變送調(diào)理電路以及電流信號變送調(diào)理電路的輸入端分別與系統(tǒng)電源相連，所述電壓信號變送調(diào)理電路以及電流信號變送調(diào)理電路的輸出端分別與所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述CPU相連。
[0009]優(yōu)選地，所述控制器還包括鍵盤、顯示器，所述鍵盤和顯示器與所述CPU電連接。
[0010]優(yōu)選地，所述控制器還包括時鐘，所述時鐘與所述CPU電連接。
[0011]優(yōu)選地，所述控制器還包括通信電路，所述通信電路與所述CPU電連接。
[0012]優(yōu)選地，所述控制器還包括存儲器，所述存儲器與所述CPU電連接。
[0013]優(yōu)選地，所述控制器的供電電源采用系統(tǒng)電源的C相電壓降壓得到的2路直流電壓。
[0014]優(yōu)選地，所述CPU對輸入的電流信號及電壓信號進(jìn)行64位fft計算，得到所述控制器的控制量。
[0015]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的低壓無功補(bǔ)償控制器，的結(jié)構(gòu)更加簡單、實現(xiàn)起來更加方便且補(bǔ)償效果更好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1(a)?(d)為現(xiàn)有技術(shù)中無功補(bǔ)償電容器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明一實施例提供的低壓無功補(bǔ)償控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明電容投切流程圖；
[0020]圖4為本發(fā)明主程序流程圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0022]圖2為本發(fā)明一實施例提供的深低壓無功補(bǔ)償控制器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，本發(fā)明提供的一種低壓無功補(bǔ)償控制器，包括電壓信號變送調(diào)理電路、電流信號變送調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器以及CPU，所述電壓信號變送調(diào)理電路以及電流信號變送調(diào)理電路的輸入端分別與系統(tǒng)電源相連，所述電壓信號變送調(diào)理電路以及電流信號變送調(diào)理電路的輸出端分別與所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述CPU相連。
[0023]優(yōu)選地，所述控制器還包括鍵盤、顯示器，所述鍵盤和顯示器與所述CPU電連接。
[0024]優(yōu)選地，所述控制器還包括時鐘，所述時鐘與所述CPU電連接。
[0025]優(yōu)選地，所述控制器還包括通信電路，所述通信電路與所述CPU電連接。
[0026]優(yōu)選地，所述控制器還包括存儲器，所述存儲器與所述CPU電連接。
[0027]優(yōu)選地，所述控制器的供電電源采用系統(tǒng)電源的C相電壓降壓得到的2路直流電壓。[0028]優(yōu)選地，所述CPU對輸入的電流信號及電壓信號進(jìn)行64位fft計算，得到所述控制器的控制量。
[0029]本發(fā)明提供的低壓無功補(bǔ)償控制器的工作原理如下：
[0030]通過電壓信號變送調(diào)理電路、電流信號變送調(diào)理電路檢測電流源側(cè)交流電壓和交流電流，將這些較高的電壓、電流經(jīng)小型電壓電流互感器變送，對變送的信號在每個周期內(nèi)采樣64次，每次采樣后通過6路開關(guān)，送入12位A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，CPU對存儲器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行64位的fft計算，利用傅氏算法計算出電源測的電壓、電流、總功率因數(shù)、每相功率因數(shù)等控制量，通過判斷此時的無功大小，判斷每相功率因數(shù)、總功率因數(shù)與投入/切除門限門限的對比情況，并根據(jù)每組電容器的工作狀態(tài)，進(jìn)行相應(yīng)的控制投切并使顯示此時的工作狀態(tài)。
[0031]本發(fā)明采用的交流采樣功率算法測量功率——傅氏算法，如下：
[0032]設(shè)u (t)=u (t+T)，為周期函數(shù)，期周期為T，滿足[0，T]區(qū)間絕對可積，則u⑴
可展開為級數(shù)：
【權(quán)利要求】
1.一種低壓無功補(bǔ)償控制器，包括電壓信號變送調(diào)理電路、電流信號變送調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器以及CPU，其特征在于，所述電壓信號變送調(diào)理電路以及電流信號變送調(diào)理電路的輸入端分別與系統(tǒng)電源相連，所述電壓信號變送調(diào)理電路以及電流信號變送調(diào)理電路的輸出端分別與所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述CPU相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓無功補(bǔ)償控制器，其特征在于，所述控制器還包括鍵盤、顯示器，所述鍵盤和顯示器與所述CPU電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓無功補(bǔ)償控制器，其特征在于，所述控制器還包括時鐘，所述時鐘與所述CPU電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低壓無功補(bǔ)償控制器，其特征在于，所述控制器還包括通信電路，所述通信電路與所述CPU電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低壓無功補(bǔ)償控制器，其特征在于，所述控制器還包括存儲器，所述存儲器與所述CPU電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低壓無功補(bǔ)償控制器，其特征在于，所述控制器的供電電源采用系統(tǒng)電源的C相電壓降壓得到的2路直流電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低壓無功補(bǔ)償控制器，其特征在于，所述CPU對輸入的電流信號及電壓信號進(jìn)行64位fft計算，得到所述控制器的控制量。
【文檔編號】H02J3/18GK103545821SQ201310476925
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】萬勇, 王三平, 鄒澤明, 黎亞林, 徐前 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖北省電力公司宜昌供電公司