背景技術(shù)：
：目前，國內(nèi)電能消耗量大的企業(yè)眾多，用電設(shè)備中含有容量不等的感性設(shè)備，導(dǎo)致企業(yè)在消耗有功功率的同時也消耗大量的無功功率。例如，平均功率因數(shù)為0.7-0.85之間時，企業(yè)消耗的無功功率大約占有功功率的60％-90％，如果功率因數(shù)提高到0.95左右，無功消耗的比例大幅度下降，只占有功消耗的30％?？梢?，提高功率因數(shù)對于企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益，尤其是在國家電網(wǎng)將功率因數(shù)作為電價高低的依據(jù)制度下，提高功率因數(shù)可降低企業(yè)電費(fèi)開支。同時，提高功率因數(shù)可以降低負(fù)荷電流，增加設(shè)備的帶載能力，減少企業(yè)電器設(shè)備的開支?，F(xiàn)有無功補(bǔ)償技術(shù)多采用集中補(bǔ)償方式，以靜態(tài)補(bǔ)償為主(交流接觸器為投切開關(guān))，補(bǔ)償精度低、跟隨特性差，接觸器控制將使附加損耗增大，投切過程產(chǎn)生的電火花，影響整個設(shè)備的安全性及使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：

發(fā)明目的：發(fā)明提供一種基于瞬態(tài)變量動態(tài)測量技術(shù)SVC同步投切系統(tǒng)及方法，其目的是解決以往所存在的問題。

技術(shù)方案：發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

基于瞬態(tài)變量動態(tài)測量技術(shù)SVC同步投切系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括DSP、功率因數(shù)測試模塊、鍵盤輸入模塊、顯示模塊、報警模塊、通訊模塊、投切觸發(fā)模塊、同步投切控制模塊、補(bǔ)償模塊、中央監(jiān)控計算機(jī)和電網(wǎng)；其中功率因數(shù)測試模塊的測量端與電網(wǎng)相連接，功率因數(shù)測試模塊的信號輸出端與DSP的信號輸入端相連接，鍵盤輸入模塊的輸出端與DSP的信號輸入端相連接，顯示模塊的輸入端與DSP的信號輸出端元相連接，報警模塊的輸入端與DSP的信號輸出端相連接，通訊模塊的輸入端與DSP的通訊輸出端相連接，通訊模塊的輸出端與中央監(jiān)控計算機(jī)相連接，投切觸發(fā)模塊的信號輸入端與DSP的信號輸出端相連接，同步投切控制模塊的輸入端與投切觸發(fā)模塊的輸出端相連接，補(bǔ)償模塊的控制端與同步投切控制模塊的輸出端相連接。

功率因數(shù)測試模塊主要包括電壓互感器、電流互感器、信號處理電路A、信號處理電路B、電能測試單元、AVR單片機(jī)和光電隔離單元，其中電壓互感器、電流互感器的測量端與電網(wǎng)相連接，電壓互感器的信號輸出端與信號處理單元A的信號輸入端相連接，電流互感器的信號輸出端與信號處理電路B的信號輸入端相連接，信號處理電路A、信號處理電路B的信號輸出端與電能測試單元的信號輸入端相連接，電能測試單元的信號輸出端與AVR單片機(jī)的信號出入端相連接，AVR單片機(jī)的信號輸出端與光電隔離單元的信號輸入端相連接，光電隔離單元的信號輸出端與DSP的信號輸入端相連接。

鍵盤輸入模塊與DSP的硬件連接電路由第一按鍵、第二按鍵、第三按鍵、第四按鍵、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻及電源組成，其中第一按鍵的一端與電源的地相連接，第一按鍵的另一端與第一電阻的一端及DSP的信號輸入端相連接，第一電阻的另一端與電源的正級相連接，第二按鍵的一端與電源的地相連接，第二按鍵的另一端與第二電阻的一端及DSP的信號輸入端相連接，第二電阻的另一端與電源的正級相連接，第三按鍵的一端與電源的地相連接，第三按鍵的另一端與第三電阻的一端及DSP的信號輸入端相連接，第三電阻的另一端與電源的正級相連接，第四按鍵的一端與電源的地相連接，第四按鍵的另一端與第四電阻的一端及DSP的信號輸入端相連接，第四電阻的另一端與電源的正級相連接。

功率因數(shù)測試模塊的測量端通過測量固定架設(shè)置在被測物上，傳感器固定架包括支撐盒、上V形支撐卡、下V形支撐卡和調(diào)整螺桿；在支撐盒的兩端設(shè)置有限位滑道，限位滑道為沿支撐盒長度方向設(shè)置的條形滑道；

上V形支撐卡包括上卡臂和上隨動臂，上卡臂和上隨動臂通過扭簧連接形成V形結(jié)構(gòu)；下V形支撐卡包括下卡臂和下隨動臂，下卡臂和下隨動臂通過另一個扭簧連接形成V形結(jié)構(gòu)；兩個扭簧均套在移動滾筒上，移動滾筒的中心設(shè)置有滾動軸，滾動軸的兩端伸進(jìn)限位滑道內(nèi)并在使用時沿限位滑道移動；

上隨動臂與下隨動臂通過活動軸活動連接，活動軸連接帶有螺紋的拉動桿，拉動桿沿與限位滑道垂直的方向穿過支撐盒并通過螺紋與支撐盒螺紋配合；

在上卡臂的上端設(shè)置有用于在橫向方向壓住傳感器的橫向固定壓片。

鍵盤輸入模塊用于設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行模式、功率因數(shù)、電壓和電流參數(shù)，采用4*1的復(fù)用鍵盤，當(dāng)鍵盤信號輸出，DSP1根據(jù)對應(yīng)的I/O口狀態(tài)來識別按鍵，并執(zhí)行鍵盤輸入模塊的指令。

利用上述的基于瞬態(tài)變量動態(tài)測量技術(shù)SVC同步投切系統(tǒng)所實(shí)施的瞬態(tài)變量動態(tài)測量技術(shù)SVC同步投切方法，其特征在于：該方法過程如下：

(1)電壓與電流互感器實(shí)時采集電網(wǎng)電壓與電流信號，經(jīng)過信號處理單元后反饋給功率因數(shù)測試模塊；

(2)功率因數(shù)測試模塊采集電壓與電流曲線，根據(jù)電壓與電流波形的相角差計算電網(wǎng)的功率因數(shù)；

(3)DSP采集功率因數(shù)測試模塊反饋的功率因數(shù)、電壓與電流信號，調(diào)用功率因數(shù)預(yù)設(shè)值，并進(jìn)行比較；

(4)DSP根據(jù)功率因數(shù)偏差，計算需要投切容量，判斷補(bǔ)償裝置的投切方式；

(5)根據(jù)電壓、電流相角選擇合理的投切時刻，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償裝置的無涌流全自動投切。

優(yōu)點(diǎn)效果：一種基于瞬態(tài)變量動態(tài)測量技術(shù)SVC同步投切系統(tǒng)及方法，其優(yōu)點(diǎn)及有益效果是：利用DSP和AVR單片機(jī)雙處理器的數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)現(xiàn)對電力企業(yè)電網(wǎng)功率因數(shù)自動化調(diào)節(jié)。該專利基于瞬態(tài)變量測量理論，能夠在電網(wǎng)電壓零點(diǎn)處對投入補(bǔ)償裝置、電流零點(diǎn)處切除補(bǔ)償裝置，抑制補(bǔ)償裝置投切產(chǎn)生的涌流。本專利具有結(jié)構(gòu)簡單、補(bǔ)償速度快、實(shí)時性好等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好的改善電網(wǎng)質(zhì)量，節(jié)約企業(yè)運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。。

附圖說明

圖1是基于瞬態(tài)變量動態(tài)測量技術(shù)SVC同步投切系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是功率因數(shù)測試模塊結(jié)構(gòu)簡圖；

圖3是鍵盤輸入模塊與DSP1的硬件連接電路圖；

圖4為功率因數(shù)測試模塊采集電壓與電流曲線圖；

圖5為測量固定架的示意圖。

1 DSP；2功率因數(shù)測試模塊；3鍵盤輸入模塊；4顯示模塊；5報警模塊；6通訊模塊；7投切觸發(fā)模塊；8同步投切控制模塊；9補(bǔ)償模塊；10中央監(jiān)控計算機(jī)；11電網(wǎng)；12電壓互感器；13電流互感器；14信號處理電路A；15信號處理電路B；16電能測試單元；17 AVR單片機(jī)；18光電隔離單元；19第一按鍵；20第二按鍵；21第三按鍵；22第四按鍵；23第一電阻；24第二電阻；25第三電阻；26第四電阻；27電源。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，發(fā)明提供一種基于瞬態(tài)變量動態(tài)測量技術(shù)SVC同步投切系統(tǒng)及方法，其實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)瞬態(tài)變量實(shí)時測量和補(bǔ)償裝置無涌流全自動投切，提高企業(yè)電力設(shè)備功率因數(shù)，節(jié)省運(yùn)行成本。

基于瞬態(tài)變量動態(tài)測量技術(shù)SVC同步投切系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如附圖1所示，主要包括DSP1、功率因數(shù)測試模塊2、鍵盤輸入模塊3、顯示模塊4、報警模塊5、通訊模塊6、投切觸發(fā)模塊7、同步投切控制模塊8、補(bǔ)償模塊9、中央監(jiān)控計算機(jī)10和電網(wǎng)11，其中功率因數(shù)測試模塊2的測量端與電網(wǎng)11相連接，功率因數(shù)測試模塊2的信號輸出端與DSP1的信號輸入端相連接，鍵盤輸入模塊3的輸出端與DSP1的信號輸入端相連接，顯示模塊4的輸入端與DSP1的信號輸出端元相連接，報警模塊5的輸入端與DSP1的信號輸出端相連接，通訊模塊6的輸入端與DSP1的通訊輸出端相連接17，通訊模塊6的輸出端與中央監(jiān)控計算機(jī)10相連接，投切觸發(fā)模塊7的信號輸入端與DSP1的信號輸出端相連接，同步投切控制模塊8的輸入端與投切觸發(fā)模塊7的輸出端相連接，補(bǔ)償模塊9的控制端與同步投切控制模塊8的輸出端相連接。

功率因數(shù)測試模塊結(jié)構(gòu)圖如附圖2所示，主要包括電壓互感器12、電流互感器13、信號處理電路A14、信號處理電路B15、電能測試單元16、AVR單片機(jī)17、光電隔離單元18，其中電壓互感器12、電流互感器13的測量端與電網(wǎng)11相連接，電壓互感器12的信號輸出端與信號處理單元A14的信號輸入端相連接，電流互感器13的信號輸出端與信號處理電路B15的信號輸入端相連接，信號處理電路A14、信號處理電路B15的信號輸出端與電能測試單元16的信號輸入端相連接，電能測試單元16的信號輸出端與AVR單片機(jī)17的信號出入端相連接，AVR單片機(jī)17的信號輸出端與光電隔離單元18的信號輸入端相連接，光電隔離單元18的信號輸出端與DSP1的信號輸入端相連接。

鍵盤輸入模塊3用于設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行模式、功率因數(shù)、電壓和電流等參數(shù)，采用4*1的復(fù)用鍵盤，當(dāng)鍵盤信號輸出，DSP1根據(jù)對應(yīng)的I/O口狀態(tài)來識別按鍵，并執(zhí)行鍵盤輸入模塊3的指令。鍵盤輸入模塊3與DSP1的硬件連接電路如圖3所示，電路由第一按鍵19、第二按鍵20、第三按鍵21、第四按鍵22、第一電阻23、第二電阻24、第三電阻25、第四電阻26及電源27組成，其中第一按鍵19的一端與電源27的地相連接，第一按鍵19的另一端與第一電阻23一端及DSP1的信號輸入端相連接，第一電阻23的另一端與電源27的正級相連接，第二按鍵20的一端與電源27的地相連接，第二按鍵20的另一端與第二電阻24一端及DSP1的信號輸入端相連接，第二電阻24的另一端與電源27的正級相連接，第三按鍵21的一端與電源27的地相連接，第三按鍵21的另一端與第三電阻25一端及DSP1的信號輸入端相連接，第三電阻25的另一端與電源27的正級相連接，第四按鍵22的一端與電源27的地相連接，第四按鍵22的另一端與第四電阻26一端及DSP1的信號輸入端相連接，第四電阻26的另一端與電源27的正級相連接。

功率因數(shù)測試模塊的測量端通過測量固定架設(shè)置在被測物上，傳感器固定架包括支撐盒111、上V形支撐卡、下V形支撐卡和調(diào)整螺桿888；在支撐盒111的兩端設(shè)置有限位滑道666，限位滑道666為沿支撐盒111長度方向設(shè)置的條形滑道；

上V形支撐卡包括上卡臂333和上隨動臂333-1，上卡臂333和上隨動臂333-1通過扭簧連接形成V形結(jié)構(gòu)；下V形支撐卡包括下卡臂222和下隨動臂222-1，下卡臂222和下隨動臂222-1通過另一個扭簧444連接形成V形結(jié)構(gòu)；兩個扭簧均套在移動滾筒上，移動滾筒的中心設(shè)置有滾動軸555，滾動軸555的兩端伸進(jìn)限位滑道666內(nèi)并在使用時沿限位滑道666移動；

上隨動臂333-1與下隨動臂222-1通過活動軸777活動連接，活動軸777連接帶有螺紋999的拉動桿888，拉動桿888沿與限位滑道666垂直的方向穿過支撐盒111并通過螺紋999與支撐盒111螺紋配合；

在上卡臂333的上端設(shè)置有用于在橫向方向壓住傳感器的橫向固定壓片000。

該測量固定架使用時，將拉動桿888向內(nèi)旋擰(也就是圖中的右上方向)，使得上卡臂333與下卡臂222之間向外張開，然后將上卡臂333與下卡臂222分別置于被測裝置的側(cè)表面和下表面，將測量端置于橫向固定壓片000內(nèi)部(即圖中的右側(cè))，然后反向旋擰動桿888，使得上卡臂333與下卡臂222之間向內(nèi)收攏并逐漸夾緊被測物，使得傳感器與被測物緊密接觸完成操作，卸下或更換時重復(fù)旋擰拉動桿888的動作即可。

瞬態(tài)變量動態(tài)測量技術(shù)SVC同步投切系統(tǒng)工作過程描述：

(1)電壓與電流互感器實(shí)時采集電網(wǎng)電壓與電流信號，經(jīng)過信號處理單元后反饋給功率因數(shù)測試模塊。

(2)功率因數(shù)測試模塊采集電壓與電流曲線(如圖4所示)，根據(jù)電壓與電流波形的相角差計算電網(wǎng)的功率因數(shù)。

(3)DSP采集功率因數(shù)測試模塊反饋的功率因數(shù)、電壓與電流信號，調(diào)用功率因數(shù)預(yù)設(shè)值，并進(jìn)行比較。

(4)DSP根據(jù)功率因數(shù)偏差，計算需要投切容量，判斷補(bǔ)償裝置的投切方式。

(5)根據(jù)電壓、電流相角選擇合理的投切時刻，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償裝置的無涌流全自動投切。