本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖钥匮b置，尤其涉及一種基于MCU的SVG與電容投切的集中控制電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，變電站負(fù)荷迅速增加，同時(shí)電動(dòng)機(jī)、變壓器等感性負(fù)載也迅速增加，無(wú)功補(bǔ)償需要的容量及對(duì)電能高質(zhì)量的需求也隨之提高，而末端變電站負(fù)荷變化較大。
在電力系統(tǒng)中裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置是保持電網(wǎng)高質(zhì)量運(yùn)行的一個(gè)主要措施，也是當(dāng)今電力系統(tǒng)研究領(lǐng)域所面臨的一個(gè)重大課題，是國(guó)內(nèi)外廣泛采用的補(bǔ)償方法。目前，無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)投切裝置得到了廣泛地研究與應(yīng)用，現(xiàn)有的無(wú)功補(bǔ)償投切控制裝置及方法存在的問(wèn)題：1)主要是針對(duì)等容量的電容器組投切，無(wú)功補(bǔ)償量變化比較大，經(jīng)常處于過(guò)補(bǔ)償或者欠補(bǔ)償狀態(tài)，對(duì)電網(wǎng)沖擊較大；2)投切主要依據(jù)功率因數(shù)進(jìn)行投切，輕載運(yùn)行時(shí)，投切動(dòng)作頻繁，很難保證所需的無(wú)功量；3)整體投切、分相投切的投切方式不靈活，一旦選擇后，在運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法改變，當(dāng)選擇整體投切時(shí)，傳統(tǒng)投切裝置無(wú)法適應(yīng)三相電網(wǎng)負(fù)荷分布變化，無(wú)法改善電網(wǎng)的三相不平衡，甚至使電網(wǎng)的不平衡問(wèn)題惡化；4)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)、無(wú)功補(bǔ)償、故障診斷及遠(yuǎn)程通信與遠(yuǎn)程控制未能實(shí)現(xiàn)很好的結(jié)合。
現(xiàn)有的電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖钥匮b置均無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信及遠(yuǎn)程控制，并且存在造價(jià)高，適用性不廣等缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于MCU的SVG與電容投切的集中控制電路結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)多種控制電壓切換輸出，并且降低成本和功耗，適用范圍廣。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出了一種基于MCU的SVG與電容投切的集中控制電路結(jié)構(gòu)，包括：電源、采樣單元、通訊單元、集中控制器、信號(hào)隔離單元及投切單元，其中，所述采樣單元對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行信號(hào)采樣，所述通訊單元和信號(hào)隔離單元均與所述集中控制器相連，所述投切單元包括電壓切換單元、投切驅(qū)動(dòng)單元和投切開(kāi)關(guān)單元，所述電壓切換單元與所述投切驅(qū)動(dòng)單元相連，所述投切驅(qū)動(dòng)單元控制所述投切開(kāi)關(guān)單元的動(dòng)作；所述電源分別為所述通訊單元、集中控制器及電壓切換單元提供電能。
進(jìn)一步的，在所述的基于MCU的SVG與電容投切的集中控制電路結(jié)構(gòu)中，所述采樣單元為由MCU內(nèi)部的ADC端口及其保護(hù)電路構(gòu)成。
進(jìn)一步的，在所述的基于MCU的SVG與電容投切的集中控制電路結(jié)構(gòu)中，所述通訊單元由485通訊芯片與集中控制器串口通訊相結(jié)合的方式構(gòu)成。
進(jìn)一步的，在所述的基于MCU的SVG與電容投切的集中控制電路結(jié)構(gòu)中，所述電源為直流電源。
進(jìn)一步的，在所述的基于MCU的SVG與電容投切的集中控制電路結(jié)構(gòu)中，所述信號(hào)隔離單元包括多路光電隔離芯片。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)在：通過(guò)采樣單元進(jìn)行采樣，通過(guò)集中控制器經(jīng)過(guò)隔離和投切驅(qū)動(dòng)后控制投切開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)投切電容器的目的，由于采用了信號(hào)隔離單元及多電壓驅(qū)動(dòng)，而且具備通訊功能，能與其它設(shè)備進(jìn)行通訊，多樣化治理感性無(wú)功，對(duì)投切開(kāi)關(guān)的控制比二級(jí)管和電阻連接控制繼電器的方式更為靈活，并且可以多路控制，多種輸出電壓轉(zhuǎn)換，控制容量可根據(jù)實(shí)際需求而改變，適用范圍更廣、可靠性更強(qiáng)。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例中基于MCU的SVG與電容投切的集中控制電路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合示意圖對(duì)本實(shí)用新型的基于MCU的SVG與電容投切的集中控制電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本實(shí)用新型，而仍然實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本實(shí)用新型由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開(kāi)發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。
在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本實(shí)用新型。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。
在本實(shí)施例中，提出了一種基于MCU的SVG與電容投切的集中控制電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：電源、采樣單元、通訊單元、集中控制器(MCU)、信號(hào)隔離單元及投切單元，其中，所述采樣單元對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行信號(hào)采樣，所述通訊單元和信號(hào)隔離單元均與所述集中控制器相連，所述投切單元包括電壓切換單元、投切驅(qū)動(dòng)單元和投切開(kāi)關(guān)單元，所述電壓切換單元與所述投切驅(qū)動(dòng)單元相連，所述投切驅(qū)動(dòng)單元控制所述投切開(kāi)關(guān)單元的動(dòng)作；所述電源分別為所述通訊單元、集中控制器及電壓切換單元提供電能。
其中，所述采樣單元為由MCU內(nèi)部的ADC端口及其保護(hù)電路構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)模擬信號(hào)去雜、保證采樣準(zhǔn)確性的功能。
所述通訊單元由485通訊芯片與集中控制器串口通訊相結(jié)合的方式構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了SVG(Static Var Generator，靜止無(wú)功發(fā)生器)或其它外部設(shè)備與本電路的通訊功能。
所述電源為直流電源，用于為各模塊提供電能。所述信號(hào)隔離單元包括多路光電隔離芯片。光電隔離模塊應(yīng)用的是多路隔離芯片的單相隔離功能，使信號(hào)只能從MCU到驅(qū)動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)的隔離及MCU的保護(hù)功能。
具體的，如圖1所示，整個(gè)控制電路結(jié)構(gòu)主要由直流電源模塊、485通訊模塊、AD采樣模塊、MCU集中控制器模塊、光電隔離模塊、投切驅(qū)動(dòng)模塊、電壓切換模塊組成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電容投切的集中控制功能。電路通過(guò)信號(hào)輸入、信號(hào)處理、信號(hào)隔離、輸出切換后控制電容投切開(kāi)關(guān)，投切開(kāi)關(guān)將電容接入低壓配電系統(tǒng)，給電網(wǎng)輸入容性無(wú)功，補(bǔ)償感性無(wú)功，從而降低輸電中的損耗、增大功率因數(shù)，提高電能質(zhì)量。
集中控制器采樣信號(hào)計(jì)算電網(wǎng)中瞬時(shí)無(wú)功有效值，根據(jù)當(dāng)前的無(wú)功含量做出對(duì)應(yīng)的輸出，通過(guò)485通訊與SVG進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)SVG與電容投切的集中控制功能；電壓轉(zhuǎn)換模塊采用多檔開(kāi)關(guān)與電路中各個(gè)電壓中的一個(gè)電壓連接，將這個(gè)電壓傳遞給投切驅(qū)動(dòng)模塊的電壓輸出腳，實(shí)現(xiàn)改變投切驅(qū)動(dòng)輸出電壓的功能；投切驅(qū)動(dòng)模塊由多路電壓型驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成，可以輸出不同電流電壓需求的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)控制高電壓、大電流需求開(kāi)關(guān)器件的功能。
本專(zhuān)利是通過(guò)SVG與電力電容器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)SVG與電力電容器相結(jié)合，對(duì)感性無(wú)功進(jìn)行智能化治理，并且采用一個(gè)MCU微處理器采集SVG內(nèi)部傳感器采集到的電網(wǎng)參數(shù)，通過(guò)計(jì)算電網(wǎng)中各個(gè)無(wú)功有效值，判斷是否需要投切電容，并且本專(zhuān)利具有多種輸出電壓轉(zhuǎn)換，適應(yīng)不同容量環(huán)境投切開(kāi)關(guān)的需求(如復(fù)合開(kāi)關(guān)、直流接觸器等)；并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本、低功耗、適用范圍廣、實(shí)用性強(qiáng)。
可見(jiàn)，本實(shí)施例中采用各種低功耗芯片，降低了電路運(yùn)行時(shí)的功耗；多種控制電壓切換輸出，增加了輸出控制的多樣化；SVG與多路電容投切集中控制，增大了電路投切的智能化；采用光電隔離芯片，保證微處理器的安全性和可靠性；采用485通訊技術(shù)增大了電路的試用范圍和使用靈敏度。
綜上，在本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于MCU的SVG與電容投切的集中控制電路結(jié)構(gòu)中，通過(guò)采樣單元進(jìn)行采樣，通過(guò)集中控制器經(jīng)過(guò)隔離和投切驅(qū)動(dòng)后控制投切開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)投切電容器的目的，由于采用了信號(hào)隔離單元及多電壓驅(qū)動(dòng)，而且具備通訊功能，能與其它設(shè)備進(jìn)行通訊，多樣化治理感性無(wú)功，對(duì)投切開(kāi)關(guān)的控制比二級(jí)管和電阻連接控制繼電器的方式更為靈活，并且可以多路控制，多種輸出電壓轉(zhuǎn)換，控制容量可根據(jù)實(shí)際需求而改變，適用范圍更廣、可靠性更強(qiáng)。
上述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不對(duì)本實(shí)用新型起到任何限制作用。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型揭露的技術(shù)方案和技術(shù)內(nèi)容做任何形式的等同替換或修改等變動(dòng)，均屬未脫離本實(shí)用新型的技術(shù)方案的內(nèi)容，仍屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。