复合式低压无功补偿测控装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种复合式低压无功补偿测控装置,其包含CPU、信号采集处理单元、DO补偿输出单元、电源模块、通讯单元、存储单元、时钟单元、按键操作单元、显示单元组成，该装置为双CPU架构设计，其中一个为专门用于重要的数据采集分析、补偿控制的CPU，另一个是用作显示和按键设置操作的CPU。本实用新型专利技术有效解决了采样实时性和系统的稳定性与多功能及显示效果好、显示数据量大、容易设置操作等要求的冲突问题。

【技术实现步骤摘要】
复合式低压无功补偿测控装置
本技术属于电力无功补偿领域，尤指一种复合式低压无功补偿测控装置。
技术介绍
随着我国国民经济的蓬勃发展，电网规模的不断扩大电力负荷同时急剧加大，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电质量环境，实现节能环保具有重要的社会意义。电力系统中的负荷百分之六十以上的是感性负载，而无功功率主要由这些感性负载产生，对电力系统进行适当无功补偿，可稳定电网电压，提高功率因数，提高设备的利用率，减少网络无功损耗减小供电设备容量，提高输电能力，平衡三相功率，提高系统安全运行。无功补偿装置的作用就是向感性负载提供无功功率、提高功率因数、稳定电压、降低损耗增强电力系统的稳定性，无功补偿控制器作为无功功率补偿装置的核心部件对装置的无功功率补偿效果起着主导作用。无功补偿对电力系统有着重要的意义，同样的设备供电能力降低、系统损耗增加、电网供电质量恶化带来的损失将是巨大的，综合经济性和以上方面考虑必须进行无功功率补偿，因此无功补偿控制器拥有巨大的市场需求。目前市场上该类产品较多，但大多数为低端产品,对电容组投切都是基于功率因数或无功电流，而对于过压切除和欠流的处理相对比较粗糙，更不用说具有无功限制功能了。只有少数产品为高端产品，其功能强大但价格较高。因而如果能开发出既具有高端产品的性能，同时又具有价格优势的补偿控制器，将有着重要的意义，随着计算机技术和电力电子技术的不断发展，可实现远程抄取现场运行线路的负荷情况测量的数据的、电容的投切情况以及出现的故障，能及时作出抢修措施和电网优化方案实现配网自动化的智能高性能的控制器必将成为市场主导。如图1所示，为一现有的无功补偿装置的系统结构示意图。现有的无功补偿控制器有功率因数型控制器、无功功率型控制器、无功电流型控制器，以功率因数为依据进行控制的最大问题就是轻载振荡。例如：一台补偿装置里最小的电容器容量是10Kvar，负荷的感性无功量为5Kvar且功率因数为滞后0.5。这时，投入一台电容器则功率因数变为超前0.5，切除电容器则功率因数变为滞后0.5，因此装置会频繁投切引起电网振荡。以无功功率为依据进行控制的无功补偿控制器，这种控制器操作稍微复杂，要求必须具备设定功能，可以对补偿装置中的电容器容量进行设定，从而可以根据负荷无功量决定如何投入电容器，因此可以消除以上列举的轻载振荡现象。但是其缺点在于判据单一不能灵活适用负荷变化较大的场合。目前来看，现有控制器的缺点主要在于，灵活差、轻载投切振荡，保护不全面、测量精度差补偿效果不好、设置不灵活。另外现有产品多为单CPU装置，数据采集、补偿控制、显示输入操作等都需要这个CPU处理，虽然采用LCD点阵具有显示效果好、显示数据量大、容易设置操作等优点，但是同时LCD点阵模块也基本属占用CPU资源最多的模块，因此其势必会降低采样实时性和系统的稳定行，而如采用数码管显示则存在显示数据有限，设置操作不便、增加现场施工操作难度等诸多问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的目的之一在于提供一种显示效果好、显示数据量大、容易设置操作且能确保采样实时性和系统的稳定行的数字化、网络化低压无功补偿测控装置，另一主要目的在于提供一种能有效防止过补偿及补偿振荡现象发生的安全稳定的低压无功补偿测控装置。为了实现上述目的，本技术提供了一种复合式低压无功补偿测控装置,其包含CPU、信号采集处理单元、DO补偿输出单元、电源模块、通讯单元、存储单元、时钟单元、按键操作单元、显示单元组成，而且，该装置为双CPU架构设计，其中一个为专门用于重要的数据采集分析、补偿控制的CPU，另一个是用作显示和按键设置操作的CPU。较佳的，所述信号采集处理单元为集成多路19位模拟数字转换器的测量芯片。因为采用高精度专用测量芯片，所以本技术的种复合式低压无功补偿测控装置测量精准度高、具有多种电参量测量显示功能，如三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、角度等参数测量显示。较佳的，所述CPU为两片高性能的32位ARM微处理器。较佳的，所述显示单元包含LED指示灯输出、TFTLCD液晶显示模块，而且，所述通讯单元能将实时数据通过485通讯总线发送到通讯管理单元的通讯单元，且通讯管理单元发送数据至后台监控系统以实现数字化、网络化智能测量监控管理。同时，借助该装置设有电压及电流输入端，所述信号采集处理单元对输入的电压、电流信号精确测量并获取信号特征数据。且该装置存储、运算、处理所述特征数据数据，并计算无功功率需量、补偿电容的实际补偿量。该装置在功率因数条件、无功功率条件同时满足设定投切参数信息时，输出控制信号至DO补偿输出单元，控制电容投切动作，实现补偿电力系统无功功率降低功率因数、减小系统损耗实现节能降耗和提高电网供电质量的作用。其中，综合无功功率、功率因数等复合式参量判椐应用，可确保控制投切稳定可靠。较佳的，该DO补偿输出单元具有两路以上DO控制输出及相应数量的补偿电容组；其可借助该DO补偿输出单元具有循环投切电容控制模块，能实现先投先切、后投后切，从而能循环投切的控制策略平衡电容的使用以延长电容的使用寿命。本技术的有益效果在于：本本技术的装置为双CPU架构设计，一个CPU专门用于重要的数据采集分析、补偿控制，而另一个用作显示和按键设置操作，同时兼顾了系统稳定性和便利性。有效避免了采样实时性和系统的稳定行与多功能及显示效果好、显示数据量大、容易设置操作等要求的冲突问题。而且借助复合式参量判椐应用，综合无功功率、功率因数控制使得投切稳定可靠提高了投切自动化程度。附图说明图1为一现有的无功补偿装置的系统结构示意图。图2为本技术的复合式低压无功补偿测控装置的系统结构示意图。图3为本技术的复合式低压无功补偿测控装置的一具体实施例的控制流程图。图4、图5为两个CPU之间数据交换示意图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案做进一步具体的说明。如图2所示，为本技术的复合式低压无功补偿测控装置的系统结构示意图。本装置为双CPU架构设计，一个CPU专门用于重要的数据采集分析、补偿控制。而另一个用作显示和按键设置操作。从而同时兼顾了系统稳定性和便利性。其中，两个CPU(CPU1与CPU2)之间是采用串行通迅方式进行数据交换，其具有通讯校验功能，可靠性高，这样充分保证系统的完整和数据的可靠传送，确保各部件之间的协作。如图4所示：两个CPU依据规定的数据通讯协议进行数据传输，完成特定的功能。CPU1的Tx(数据发送脚)连接CPU2的Rx(数据接收脚)，CPU2的Tx(数据发送脚)连接CPU1的Rx(数据接收脚)。另外，还可以通过图5的方式进行连接(SPI串行外设接口)。连接如下：CPU1的引Mosi脚、Miso脚、SCK脚、NSS脚分别连接CPU2的Mosi脚、Miso脚、SCK脚、NSS脚。本技术的复合式低压无功补偿测控装置，主要是针对低压电力系统中因无功功率过大造成的功率因数偏低、系统损耗增加、电网供电质量恶化等问题现象，在本具体实施例中，基于无功补偿的基本原理，由两片高性能CPU的32位ARM(AdvancedRISCMachines)微处理器、信号采集处理单元(集成多路19位ADC(An本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合式低压无功补偿测控装置,其包含CPU、信号采集处理单元、DO补偿输出单元、电源模块、通讯单元、存储单元、时钟单元、按键操作单元、显示单元组成，其特征在于，该装置为双CPU架构设计，其中一个为专门用于重要的数据采集分析、补偿控制的CPU，另一个是用作显示和按键设置操作的CPU。

【技术特征摘要】
1.一种复合式低压无功补偿测控装置,其包含CPU、信号采集处理单元、DO补偿输出单元、电源模块、通讯单元、存储单元、时钟单元、按键操作单元、显示单元组成，其特征在于，该装置为双CPU架构设计，其中一个为专门用于重要的数据采集分析、补偿控制的CPU，另一个是用作显示和按键设置操作的CPU。2.根据权利要求1所述的一种复合式低压无功补偿测控装置,其特征在于，所述信号采集处理单元为集成多路19位模拟数字转换器的测量芯片。3.根据权利要求1所述的一种复合式低压无功补偿测控装置,其特征在于，所述CPU为两片高性能的32位ARM微处理器。4.根据权利要求1所述的一种复合式低压无功补偿测控装置,其特征在于，所述显示单元包含LED指示灯输出、TFTLCD液晶显示模块。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种复合式低压无功补偿测控装置,其特征在于，所述通讯单元能将实时数据通过485通讯总线发送到通讯管理单元的通讯单元，经通讯管理单元发送数据至...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞金，李卫荣，韩强，卢春雷，靳飞，杨泽祥，
申请(专利权)人：河北为信电子科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13