農(nóng)網(wǎng)10kV電力線路無(wú)功補(bǔ)償控制器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】農(nóng)網(wǎng)10kV電力線路無(wú)功補(bǔ)償控制器，包括：處理器與存儲(chǔ)模塊，功率計(jì)量模塊，電源模塊，電容器投切控制模塊，狀態(tài)采樣模塊，通訊模塊，鍵盤(pán)與指示燈模塊，菜單與顯示模塊，外部時(shí)鐘模塊。其中：處理器與存儲(chǔ)模塊包括微處理器芯片電路和外部存儲(chǔ)電路；功率計(jì)量模塊包括功率計(jì)量芯片電路和電壓電流信號(hào)采集電路；電源模塊電路包括開(kāi)關(guān)電源電路和經(jīng)開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換成的各級(jí)電壓電路；電容器投切控制模塊包括驅(qū)動(dòng)電源電路和繼電器控制電路；狀態(tài)采樣模塊包括開(kāi)關(guān)量采樣電路和故障采樣電路。本實(shí)用新型以高速微處理器為控制核心，采用貼片工藝制造,具有功能強(qiáng)大、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)算速度快的特性。并可根據(jù)所需無(wú)功容量實(shí)現(xiàn)電容器組單投和多投控制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】農(nóng)網(wǎng)IOkV電力線路無(wú)功補(bǔ)償控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)功補(bǔ)償控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及農(nóng)村IOkV電網(wǎng)電力線路使用的高壓無(wú)功補(bǔ)償控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)容量和用電設(shè)備的增加，用戶對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)功的要求也與日俱增。無(wú)功功率會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)功率因數(shù)和電壓降低，網(wǎng)絡(luò)傳輸能力下降，網(wǎng)損增加，使電氣設(shè)備得不到充分的利用，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的損壞。所以無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)日益引起人們的關(guān)注。特別是在農(nóng)村電網(wǎng)中，由于種種原因本身電壓比城網(wǎng)電壓低,再加之農(nóng)網(wǎng)IOkV線路無(wú)足夠的無(wú)功補(bǔ)償裝置，使得農(nóng)網(wǎng)電壓質(zhì)量長(zhǎng)期得不到改善。且傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償補(bǔ)償器由于主控制器運(yùn)算能力的限制，難以對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行有效分析，影響了補(bǔ)償效果。
[0003]在我國(guó)，靜止式電容柜是電力配電系統(tǒng)常用的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，無(wú)功補(bǔ)償控制器是其核心控制部分。目前，農(nóng)村IOkv線路無(wú)功補(bǔ)償控制器較廣采用A/D+MCU計(jì)算的方法檢測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行狀況，分析系統(tǒng)所需無(wú)功容量并采取相應(yīng)策略投切電容器。這種方案中，存在A/D采樣精度不高、CPU計(jì)算量較大、對(duì)CPU計(jì)算性能要求高、軟硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜且難度大、無(wú)功補(bǔ)償精度低、系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間比較長(zhǎng)等缺點(diǎn)。
[0004]傳統(tǒng)控制器控制方式單一，大多數(shù)采用的是以COSp作為投切電力電容的唯一判斷依據(jù)，即分別設(shè)定投入門(mén)限和切除門(mén)限的cosp值，如果測(cè)量出當(dāng)前的電網(wǎng)功率因數(shù)小于投入門(mén)限則投入電容器，若大于切除門(mén)限則切除電容器。缺乏組合參數(shù)控制方式，數(shù)據(jù)記錄功能不足，缺乏完整的數(shù)據(jù)記錄功能和數(shù)據(jù)查詢功能；缺少短路保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、失壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、投切延時(shí)保護(hù)、防止振蕩投切保護(hù)、日投切次數(shù)限制保護(hù)等保護(hù)功能；缺乏裝置閉鎖功能，投切選擇沒(méi)有考慮各個(gè)電容器組使用頻率和使用次數(shù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型提供一種農(nóng)網(wǎng)IOkV電力線路無(wú)功補(bǔ)償控制器，能夠更加準(zhǔn)確地檢測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行狀況，提供多組控制模式，從而更快更加準(zhǔn)確合理地投切電容器，更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)網(wǎng)高壓電網(wǎng)的就地?zé)o功補(bǔ)償，提高農(nóng)網(wǎng)電壓水平。
[0006]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種農(nóng)網(wǎng)IOkV電力線路無(wú)功補(bǔ)償控制器，包括:處理器與存儲(chǔ)模塊，功率計(jì)量模塊，電源模塊，電容器投切控制模塊，狀態(tài)采樣模塊，通訊模塊，鍵盤(pán)與指示燈模塊，菜單與顯示模塊，外部時(shí)鐘模塊。其特征在于:
[0007]1.一種農(nóng)網(wǎng)IOkV電力線路無(wú)功補(bǔ)償控制器，包括:處理器與存儲(chǔ)模塊，功率計(jì)量模塊，電源模塊，電容器投切控制模塊，狀態(tài)采樣模塊，通訊模塊，鍵盤(pán)與指示燈模塊，菜單與顯示模塊，外部時(shí)鐘模塊，其特征在于:
[0008]所述處理器與存儲(chǔ)模塊包括微處理器芯片STM32F103VET6，與微處理器芯片集成的A/D采樣電路以及連接的外圍電路；包括外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器電路；
[0009]所述功率計(jì)量模塊電路包括電壓電流信號(hào)采集電路；[0010]所述電容器投切控制電路包括驅(qū)動(dòng)繼電器所需的直流電源電路和繼電器驅(qū)動(dòng)電路；
[0011]所述狀態(tài)采樣模塊包括開(kāi)關(guān)量采樣電路和故障采樣電路以及與處理器相連的光率禹隔尚電路；
[0012]所述通訊模塊包括GPRS通訊電路和RS485通訊電路兩種通訊方式。
[0013]2.如權(quán)利要求1所述的農(nóng)網(wǎng)IOkV電力線路無(wú)功補(bǔ)償控制器，其特征在于功率計(jì)量模塊中的電壓電流信號(hào)采集電路，其交流電壓信號(hào)采集電路采用電阻降壓采樣，交流電流采樣信號(hào)采用電流互感器采樣。
[0014]3.如權(quán)利要求1所述的農(nóng)網(wǎng)IOkV電力線路無(wú)功補(bǔ)償控制器，其特征在于電容器投切控制電路可實(shí)現(xiàn)電容器組單投和雙投控制，且能夠起到閉鎖控制作用。
[0015]4.如權(quán)利要求1所述的農(nóng)網(wǎng)IOkV電力線路無(wú)功補(bǔ)償控制器，其特征在于電源模塊電路可通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓，220V交流電首先經(jīng)過(guò)橋式整流和濾波，得到約+300V的直流高壓，再通過(guò)高頻變壓器的初級(jí)線圈，給開(kāi)關(guān)管提供所需的工作電壓。從次級(jí)線圈上輸出的脈寬調(diào)制功率信號(hào)，經(jīng)高頻整流濾波，獲得+12V、2A穩(wěn)壓輸出。
[0016]所述處理器與存儲(chǔ)模塊包括微處理器芯片，與微處理器芯片集成的A/D采樣電路以及連接的外圍電路；包括外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器電路；
[0017]所述功率計(jì)量模塊電路包括電壓電流信號(hào)采集電路；
[0018]所述電容器投切控制電路包括驅(qū)動(dòng)繼電器所需的直流電源電路和繼電器驅(qū)動(dòng)電路；
[0019]所述狀態(tài)采樣模塊包括開(kāi)關(guān)量采樣電路和故障采樣電路以及與處理器相連的光率禹隔尚電路；
[0020]所述通訊模塊包括GPRS通訊電路和RS485通訊電路兩種通訊方式。
[0021 ] 所述功率計(jì)量模塊，其特征在于功率計(jì)量模塊中的電壓電流信號(hào)采集電路，其交流電壓信號(hào)采集電路采用電阻降壓采樣，交流電流采樣信號(hào)采用電流互感器采樣；
[0022]所述電容器投切控制模塊，其特征在于可實(shí)現(xiàn)電容器組單投和雙投控制，且能夠起到閉鎖控制作用；
[0023]所述電源模塊電路，其特征在于可通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓。220V交流電首先經(jīng)過(guò)橋式整流和濾波，得到約+300V的直流高壓，再通過(guò)高頻變壓器的初級(jí)線圈，給開(kāi)關(guān)管提供所需的工作電壓。從次級(jí)線圈上輸出的脈寬調(diào)制功率信號(hào)，經(jīng)高頻整流濾波，獲得+12V、2A穩(wěn)壓輸出。
[0024]本實(shí)用新型所述的一種農(nóng)網(wǎng)IOkV電力線路高壓無(wú)功補(bǔ)償控制器，與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，本實(shí)用新型以高速微處理器為控制核心，采用貼片工藝制造，高強(qiáng)度隔離強(qiáng)電控制與弱電控制區(qū)，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)算速度快的特性?？刂破鞣蠂?guó)家、行業(yè)等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、要求，并通過(guò)各種試驗(yàn)；具智能邏輯控制功能，投切控制合理、準(zhǔn)確、迅速；電容分組合理，能用分組達(dá)到較多的容量組合；具有電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)、分析、統(tǒng)計(jì)功能；設(shè)備具有較高的可靠性，具有裝置閉鎖功能，提高電容器組使用壽命，能在正常使用環(huán)境下長(zhǎng)期正常運(yùn)行。本控制器裝置內(nèi)設(shè)多套控制策略，可根據(jù)不同用戶的需求選擇控制模式，修改控制參數(shù)?？刂破饕罁?jù)控制模式，通過(guò)控制補(bǔ)償電容器自動(dòng)投切，達(dá)到提高功率因素、降低線損、改善電壓質(zhì)量的目的。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本實(shí)用新型的控制器原理框圖
[0026]圖2是本實(shí)用新型的電壓電流信號(hào)采樣設(shè)計(jì)圖
[0027]圖3是本實(shí)用新型的電源模塊電路設(shè)計(jì)圖
[0028]圖4是本實(shí)用新型的電容器投切控制電路設(shè)計(jì)圖
[0029]圖5是本實(shí)用新型的電容器組單投雙投示意圖
[0030]圖6本實(shí)用新型的軟件體系結(jié)構(gòu)框圖
【具體實(shí)施方式】
[0031]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍緦?shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】和詳細(xì)的操作過(guò)程作出進(jìn)一步的描述。
[0032]本實(shí)用新型提供了一種農(nóng)網(wǎng)IOkV電力線路無(wú)功補(bǔ)償控制器，如附圖1所示，包括:
[0033]處理器與存儲(chǔ)模塊，包括微處理器電路和外部存儲(chǔ)器電路，其中:
[0034]微處理器采用STM32F103VET6型號(hào)的單片機(jī)，用于控制A/D采樣，狀態(tài)信號(hào)采樣，根據(jù)功率計(jì)量模塊上傳的數(shù)據(jù)，確定線路無(wú)功需量，執(zhí)行電容器組投切策略，將補(bǔ)償容量通過(guò)下層控制器串口控制投切控制電路，實(shí)現(xiàn)電容器的投切。并進(jìn)行故障診斷和故障處理，分析設(shè)備運(yùn)行狀況。
[0035]外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，根據(jù)控制器的設(shè)計(jì)規(guī)范，系統(tǒng)需要對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，故需要有大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。本實(shí)用新型采用FM存儲(chǔ)器+SST25VF106B串行存儲(chǔ)器，F(xiàn)M存儲(chǔ)器采用I2C總線協(xié)議，SST25VF106B串行存儲(chǔ)器采用SPI總線協(xié)議，分別與主控芯片對(duì)應(yīng)相連。
[0036]功率計(jì)量模塊，包括電能計(jì)量芯片電路和電壓電流采樣電路，其中:
[0037]電能計(jì)量芯片電路采用ATT7022C，ATT7022C是一款專(zhuān)用的電能計(jì)量芯片，能夠直接測(cè)量分相及合相的有功功率、無(wú)功功率、視在功率、有功能量和無(wú)功能量，同時(shí)還能測(cè)量各項(xiàng)電流有效值、電壓有效值、功率因數(shù)、相角、頻率等參數(shù)。提供I個(gè)SPI接□，方便與外部處理器之間進(jìn)行計(jì)量參數(shù)及校表參數(shù)的傳遞。從而克服了傳統(tǒng)控制器存在的A/D采樣精度不高、CPU計(jì)算量較大、對(duì)CPU計(jì)算性能要求高、軟硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜且難度大、無(wú)功補(bǔ)償精度低等缺點(diǎn)。
[0038]電壓電流采樣電路中:如附圖2所示，電壓采樣電路采用電阻分壓式采樣電路，通過(guò)對(duì)電子開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷，可將采樣信號(hào)調(diào)節(jié)到需要的采樣值上。其RC的選取要與電流采樣通道的RC匹配，消除因相位失調(diào)帶來(lái)的誤差；電流采樣電路采用電流互感器式采樣結(jié)合信號(hào)調(diào)理電路，輸出電流需轉(zhuǎn)化為電壓加到計(jì)量芯片的電流通道上，在電流采樣的兩管腳之間加一電阻，從而達(dá)到采樣目的。
[0039]電源模塊，包括開(kāi)關(guān)電源電路和各電壓等級(jí)的調(diào)壓電路。其中:
[0040]開(kāi)關(guān)電源電路采用自行設(shè)計(jì)的+12V/2A開(kāi)關(guān)電源如附圖3所示，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓。當(dāng)輸入交流電壓在Iio?260V范圍內(nèi)變化時(shí)，電壓調(diào)整率SvS 1%。當(dāng)負(fù)載電流大幅度變化時(shí)，負(fù)載調(diào)整率SI=5%?7%。接通電源后，220V交流電首先經(jīng)過(guò)橋式整流和濾波，得到約+300V的直流高壓，再通過(guò)高頻變壓器的初級(jí)線圈，給開(kāi)關(guān)管提供所需的工作電壓。從次級(jí)線圈上輸出的脈寬調(diào)制功率信號(hào)，經(jīng)高頻整流濾波，獲得+12V、2A穩(wěn)壓輸出。
[0041]各電壓等級(jí)的調(diào)壓電路包括了 +5V調(diào)壓電路，+3.3V調(diào)壓電路，以及備用電池充電電路以及數(shù)字電壓和模擬電壓之間的隔離電路。其中:+5V調(diào)壓電路采用LM7805CT電路；+3.3V調(diào)壓電路采樣LMl 1171電路；備用電池充電電路采用LM7806CT電路通過(guò)二極管對(duì)充電電池充電。
[0042]電容器投切控制模塊，包括了繼電器所需的直流電源電路和繼電器控制電路，其中:
[0043]直流電源電路采用220V經(jīng)整流濾波輸出+300V直流電源，并配備大容量電容，用于吸收存儲(chǔ)繼電器跳合閘產(chǎn)生的剩余電能。
[0044]繼電器控制電路采用兩套，如附圖4所示，每套分別對(duì)應(yīng)一組補(bǔ)償電容器，兩套配置相同。每套采用3個(gè)繼電器，一個(gè)主控繼電器，其余兩個(gè)分別控制合閘和跳閘。當(dāng)主控繼電器接電源，則剩余兩個(gè)繼電器可實(shí)現(xiàn)跳閘或合閘操作。合閘繼電器合閘時(shí)，跳閘繼電器閉鎖。跳閘繼電器跳閘時(shí)，合閘繼電器閉鎖。當(dāng)主控繼電器跳閘時(shí)，剩余繼電器均閉鎖。
[0045]通訊模塊，包括GPRS通訊和RS485通訊，其中:
[0046]GPRS通訊采用BENQ公司的M22模塊。該模塊屬于帶TCP/IP協(xié)議棧的模塊，與其他同類(lèi)型的模塊相比價(jià)格較低，但其技術(shù)性能上已能適應(yīng)物流監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，選用該模塊很利于本系統(tǒng)的批量推廣?？蓪?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，上傳并查詢每日整點(diǎn)數(shù)據(jù)、極值數(shù)據(jù)、電容器動(dòng)作數(shù)據(jù)，可遠(yuǎn)方系統(tǒng)對(duì)時(shí)；可修改設(shè)定控制器整定值；可遠(yuǎn)方遙控投切電容器組。
[0047]RS485通訊采用SP3485EN芯片標(biāo)準(zhǔn)接口電路，與上位機(jī)通信時(shí)，采用RS485通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，軟件編程則采取中斷方式。
[0048]人機(jī)接口電路模塊，包括了鍵盤(pán)與指示燈模塊電路和菜單與顯示模塊電路，其中:
[0049]鍵盤(pán)與指示燈模塊電路，控制器面板共有四個(gè)按鍵，分別為下移、右移、確定(進(jìn)入設(shè)置界面或設(shè)定)、退出(退出當(dāng)前界面或取消);擁有電源指示燈，合閘指示燈，故障指示燈，有功電能脈沖指示燈，無(wú)功電能脈沖指示燈。
[0050]菜單與顯示模塊電路，控制器液晶顯示器采用12864液晶顯示模塊，在各類(lèi)測(cè)量及控制儀表中由于其功耗低、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低、接口控制方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用。該顯示器集驅(qū)動(dòng)器與控制器于一體，是專(zhuān)用于字符圖形顯示的液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)集成電路；控制器共有兩類(lèi)界面:信息顯示界面和參數(shù)設(shè)置界面。
[0051]外部時(shí)鐘模塊，采用DS1302Z—工業(yè)級(jí)時(shí)鐘芯片，為控制器精確受時(shí)。為防止系統(tǒng)掉電，添加了 3.3V備用電池電路。
[0052]狀態(tài)采樣模塊，包括了開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣，故障采樣采樣，系統(tǒng)掉電信號(hào)采樣。
[0053]本實(shí)用新型硬件電路多處采用抗干擾設(shè)計(jì)其中包括:屏蔽技術(shù)，隔離技術(shù)，退耦設(shè)計(jì)，濾波設(shè)計(jì)，接地設(shè)計(jì)。
[0054]屏蔽技術(shù)，由于變壓器的漏磁干擾，因此將采樣變壓器單獨(dú)放在一塊板上，采樣信號(hào)通過(guò)屏蔽線輸入到印刷電路板上，將屏蔽線的屏蔽層接地，很好的消除了干擾。
[0055]隔離技術(shù)，信號(hào)隔離的目的之一是從電路上把干擾源和易干擾的部分隔離開(kāi)來(lái)，使測(cè)控裝置與現(xiàn)場(chǎng)僅保持信號(hào)聯(lián)系，但不直接發(fā)生電的聯(lián)系?；ジ衅鞲綦x，內(nèi)部電路與外部電路接口隔離，電路板上的電路單元彼此隔離。
[0056]退耦設(shè)計(jì)，藕合來(lái)源于傳輸線間分布電容和分布電感引起的電磁禍合，禍合強(qiáng)弱與相鄰兩信號(hào)線間互阻抗和信號(hào)線本身的阻抗有關(guān)。電源安裝盡量遠(yuǎn)離干擾源，電源的入線端直到電源的配線盡量采用粗導(dǎo)線；電源的出線端和其地線要靠近，平行鋪設(shè)，并把布線的距離縮短到最短程度，以免輸電過(guò)程中過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)。在PCB板設(shè)計(jì)中，在電源和交流采樣信號(hào)入口處分別并接47uF電解電容和0.1uF鉭電容，電解電容用于濾除低頻成分，但在高頻時(shí)呈電感特性，而擔(dān)電容的高頻阻抗極小，能抑制高頻干擾。
[0057]濾波設(shè)計(jì)，本控制器中采用RC低通濾波器，在數(shù)字量輸入端對(duì)地并接一個(gè)電容以穩(wěn)定輸入電位，使其不隨干擾電壓變化；或者當(dāng)干擾電壓變化還未達(dá)到元件的動(dòng)作電平時(shí)，干擾脈沖即己消失，從而抑制了干擾。
[0058]接地設(shè)計(jì)，地線阻抗的最大問(wèn)題是導(dǎo)致部件之間的互相干擾。在本設(shè)計(jì)中，除了縮短和加粗地線設(shè)計(jì)外，采用PCB板分區(qū)集中并聯(lián)一點(diǎn)接地，每一分區(qū)元件集中于一點(diǎn)接地，自成獨(dú)立回路，這樣可以使地線電流不會(huì)流到其它功能模塊中去，避免對(duì)其它單元的干擾。同時(shí)再將各功能模塊單元的接地塊與輸入電源地相連，形成接地。為了減少線路阻抗，地線和電源線采用大面積匯流。
[0059]軟件系統(tǒng)方面，本實(shí)用新型采用基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS-1I，控制器軟件主要由數(shù)據(jù)采集模塊、計(jì)算模塊、控制模塊、存儲(chǔ)模塊和通信模塊等組成。采集模塊完成控制器所需各項(xiàng)原始數(shù)據(jù)的采集；計(jì)算模塊完成各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算工作；控制模塊在數(shù)據(jù)計(jì)算的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的各種控制操作，例如報(bào)警、投切電容等；存儲(chǔ)模塊完成各項(xiàng)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)工作；通信模塊實(shí)現(xiàn)控制器與外部的數(shù)據(jù)交換?？刂破鬈浖w系結(jié)構(gòu)框圖如附圖5所示。
[0060]控制模式有以下幾種可供選擇:
[0061]電壓U控制模式
[0062]當(dāng)實(shí)測(cè)電壓處于電壓上下限之間時(shí)控制器維持現(xiàn)狀不動(dòng)作。
[0063]當(dāng)實(shí)測(cè)電壓高于電壓上限時(shí)，延時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)延時(shí)大于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，控制器發(fā)出切電容器命令。
[0064]當(dāng)實(shí)測(cè)電壓低于電壓下限時(shí)，延時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)延時(shí)大于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，控制器發(fā)出投電容器命令。無(wú)功功率Q控制模式
[0065]當(dāng)實(shí)測(cè)無(wú)功功率處于無(wú)功功率上下限之間時(shí)控制器維持現(xiàn)狀不動(dòng)作。
[0066]當(dāng)實(shí)測(cè)無(wú)功功率大于感性無(wú)功投入門(mén)限時(shí)，延時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)延時(shí)大于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，控制器發(fā)出投電容器命令。
[0067]當(dāng)實(shí)測(cè)無(wú)功功率大于容性無(wú)功切除門(mén)限時(shí)，延時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)延時(shí)大于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，控制器發(fā)出切電容器命令。
[0068]功率因數(shù)PF控制模式
[0069]當(dāng)實(shí)測(cè)功率因數(shù)處于功率因數(shù)上下限之間時(shí)控制器維持現(xiàn)狀不動(dòng)作。
[0070]當(dāng)實(shí)測(cè)功率因數(shù)低于感性功率因數(shù)投入門(mén)限時(shí)，延時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)延時(shí)大于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，控制器發(fā)出投電容器命令。
[0071]當(dāng)實(shí)測(cè)功率因數(shù)低于容性功率因數(shù)切除門(mén)限時(shí)，延時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)延時(shí)大于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，控制器發(fā)出切電容器命令。
[0072]電壓無(wú)功VQ控制模式，該控制模式以電壓優(yōu)先。
[0073]電壓大于電壓上限無(wú)功小于無(wú)功下限，切電容器。
[0074]電壓大于電壓上限，切電容器。
[0075]電壓大于電壓上限無(wú)功大于無(wú)功上限，切電容器。
[0076]電壓正常，無(wú)功小于無(wú)功下限，切電容器。
[0077]電壓正常，無(wú)功大于無(wú)功上限，投電容器。
[0078]電壓小于電壓下限無(wú)功小于無(wú)功下限，投電容器。
[0079]電壓小于電壓下限，投電容器。
[0080]電壓小于電壓下限無(wú)功大于無(wú)功上限，投電容器。
[0081]電壓時(shí)間VT控制模式，該控制模式根據(jù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的電壓設(shè)置值進(jìn)行電容器的投切。
[0082]當(dāng)實(shí)測(cè)電壓高于電壓限時(shí)，延時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)延時(shí)大于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，控制器發(fā)出切電容器命令。
[0083]當(dāng)實(shí)測(cè)電壓低于電壓限時(shí)，延時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)延時(shí)大于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，控制器發(fā)出投電容器命令。
[0084]保護(hù)功能有以下幾種:
[0085]控制器上電，并延時(shí)電容器投切間隔設(shè)置時(shí)間(默認(rèn)10分鐘)后便根據(jù)用戶投入的保護(hù)進(jìn)入保護(hù)監(jiān)測(cè)狀態(tài)。所有保護(hù)都相應(yīng)有聲光報(bào)警，即處于故障狀態(tài)時(shí)故障指示燈亮，蜂鳴器響(若蜂鳴器沒(méi)屏蔽)。
[0086]過(guò)壓保護(hù)
[0087]當(dāng)電壓高于過(guò)壓設(shè)定值，并達(dá)到過(guò)壓保護(hù)延時(shí)時(shí)間，切除電容器；電壓恢復(fù)正常時(shí)裝置恢復(fù)正?？刂啤Ｇ穳罕Ｗo(hù)
[0088]當(dāng)電壓低于欠壓定值，并達(dá)到欠壓保護(hù)延時(shí)時(shí)間，切除電容器；當(dāng)電壓恢復(fù)后，自動(dòng)進(jìn)入正常控制。過(guò)電流保護(hù)
[0089]當(dāng)任線電流值大于過(guò)電流保護(hù)電流定值時(shí)，定時(shí)限切除電容器。
[0090]總諧波畸變率保護(hù)
[0091]分電壓和電流總諧波畸變率保護(hù)，當(dāng)諧波值(HTD)大于設(shè)定的諧波值時(shí)，延時(shí)切電容器。
[0092]投切次數(shù)限制保護(hù)
[0093]同一組電容器當(dāng)天(自零點(diǎn)開(kāi)始的24小時(shí))累計(jì)投切次數(shù)等于日投切次數(shù)限制值時(shí)，延時(shí)切電容器。
[0094]以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)，或直接運(yùn)用于其他相關(guān)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種農(nóng)網(wǎng)IOkV電力線路無(wú)功補(bǔ)償控制器，包括:處理器與存儲(chǔ)模塊，功率計(jì)量模塊，電源模塊，電容器投切控制模塊，狀態(tài)采樣模塊，通訊模塊，鍵盤(pán)與指示燈模塊，菜單與顯示模塊，外部時(shí)鐘模塊，其特征在于: 所述處理器與存儲(chǔ)模塊包括微處理器芯片STM32F103VET6，與微處理器芯片集成的A/D采樣電路以及連接的外圍電路；包括外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器電路； 所述功率計(jì)量模塊電路包括電壓電流信號(hào)采集電路； 所述電容器投切控制電路包括驅(qū)動(dòng)繼電器所需的直流電源電路和繼電器驅(qū)動(dòng)電路； 所述狀態(tài)采樣模塊包括開(kāi)關(guān)量采樣電路和故障采樣電路以及與處理器相連的光耦隔離電路； 所述通訊模塊包括GPRS通訊電路和RS485通訊電路兩種通訊方式。
2.如權(quán)利要求1所述的農(nóng)網(wǎng)IOkV電力線路無(wú)功補(bǔ)償控制器，其特征在于功率計(jì)量模塊中的電壓電流信號(hào)采集電路，其交流電壓信號(hào)采集電路采用電阻降壓采樣，交流電流采樣信號(hào)采用電流互感器采樣。
3.如權(quán)利要求1所述的農(nóng)網(wǎng)IOkV電力線路無(wú)功補(bǔ)償控制器，其特征在于電容器投切控制電路可實(shí)現(xiàn)電容器組單投和雙投控制，且能夠起到閉鎖控制作用。
4.如權(quán)利要求1所述的農(nóng)網(wǎng)IOkV電力線路無(wú)功補(bǔ)償控制器，其特征在于電源模塊電路可通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓，220V交流電首先經(jīng)過(guò)橋式整流和濾波，得到約+300V的直流高壓，再通過(guò)高頻變壓器的初級(jí)線圈，給開(kāi)關(guān)管提供所需的工作電壓；從次級(jí)線圈上輸出的脈寬調(diào)制功率信號(hào)，經(jīng)高頻整流濾波，獲得+12V、2A穩(wěn)壓輸出。
【文檔編號(hào)】H02J3/20GK203553956SQ201320327907
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月7日
【發(fā)明者】郭茂成, 張輝武, 劉光曄, 姜遠(yuǎn)孟, 胡煉 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)