TSF无功补偿与滤波控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种稳定性强、可靠性高的TSF无功补偿与滤波控制系统，其包括：采样控制模块、触发驱动保护模块、人机交互模块，各个模块分别设置于各自的电路板上，采样控制模块与所述触发驱动保护模块通信连接，所述采样控制模块与所述人机交互模块通信连接，采样控制模块采样电网中的电力信号并处理，根据处理结果向触发驱动保护模块发出投切指令，触发驱动保护模块接收采样控制模块的投切指令以产生晶闸管投切信号，并采样补偿电流信号，将被采样的补偿电流信号送入采样控制模块，采样控制模块判断是否异常，并在异常时启动相应保护，人机交互模块接收用户输入，以查询信息或者进行修改配置。

TSF Reactive Power Compensation and Filtering Control System

【技术实现步骤摘要】
TSF无功补偿与滤波控制系统
本专利技术涉及电力质量综合治理领域，尤其是一种晶闸管投切滤波器(ThyristorSwitchedFilter，TSF)无功补偿与滤波控制系统。
技术介绍
电网中，负载，尤其是大型感性负载如变压器、电动机等，因其功率因数低、电压不平衡、存在电流谐波等问题，严重影响电网的电力质量。这些感性负载，在运行过程中需要从电网中获得相应的无功功率。在电网中安装电容器组等无功补偿装置以后，能够提供感性负载所消耗的无功功率，减少电网电源线路输送的无功功率。由于在电网中的无功功率减少，因此能够降低线路和变压器因输送无功功率造成的电力损耗，这就是无功补偿。非专利文献1中公开的一种基于ARM的无功补偿控制器设计，该控制器包括控制器处理单元、电压电路采集单元、数据存储、通信单元、LCD显示和按键输入人机接口单元。系统初始化后，采集三相电压和电流瞬时值，利用采集到的电网数据计算相关的重要电力参数，据此进行自动无功补偿控制，正确控制电容器投切。现有技术文献非专利文献非专利文献1：黎洪生,文浩.基于ARM的无功补偿控制器设计[J].吉首大学学报(自然科学版),2006,5:0116.
技术实现思路
专利技术想要解决的技术问题如上所述，关于现有技术文献1中的无功补偿及滤波装置：没有按功能对模块划分进行具体的设计，因此容易造成各单元之间二次回路走线工作量增加，成本也随之增加；该装置未按功能进行具体模块划分，因而装置产生故障时，不易查找原因；该装置还未设置保护单元，因此在系统发生异常时不能及时修正，容易造成系统崩溃；该装置未将二次回路的低压电源与主控板合并在一块电路板上，供电稳定性不佳，系统可靠性降低；该装置未将电网中的电力信号与二次回路中的低压信号彻底隔离，容易干扰控制器处理单元。解决技术问题的技术手段为了解决上述问题，本专利技术提供了一种无功补偿与滤波控制系统。根据本专利技术，(1)TSF无功补偿与滤波控制系统包括：采样控制模块、触发驱动保护模块、人机交互模块，各个模块分别设置于各自的电路板上，所述采样控制模块与所述触发驱动保护模块通信连接，所述采样控制模块与所述人机交互模块通信连接，所述采样控制模块采样电网中的电力信号并处理，根据处理结果向所述触发驱动保护模块发出投切指令，所述触发驱动保护模块接收所述采样控制模块的投切指令以产生晶闸管投切信号，并采样补偿电流信号，将被采样的补偿电流信号送入所述采样控制模块，所述采样控制模块判断是否异常，并在异常时启动相应保护，所述人机交互模块接收用户输入，将用户输入送入所述采样控制模块进行处理，以查询信息或者对所述TSF无功补偿与滤波控制系统进行修改配置。(2)在(1)中，所述采样控制模块包括电压信号采样电路、电流信号采样电路、模拟信号处理电路、A/D转换电路、主控制器、辅助电源，所述电压信号采样电路的输入端、所述电流信号采样电路的输入端接入电网，所述电压信号采样电路的输出端、所述电流信号采样电路的输出端与所述模拟信号处理电路的输入端连接，所述模拟信号处理电路的输出端与所述A/D转换电路的模拟输入端连接，所述A/D转换电路的数字输出端、所述辅助电源与所述主控制器连接，所述电压信号采样电路采样电网中的电压信号，所述电流信号采样电路采样电网中的电流信号，所述模拟信号处理电路对采集到的电压信号、电流信号进行放大、滤波处理，送入所述A/D转换电路，所述A/D转换电路将电压信号、电流信号进行A/D转换，然后送入主控制器，所述主控制器根据电压信号、电流信号来计算有效数据，根据所述有效数据和预设参数计算投切门限值，当有效数据指示的欠缺的无功功率达到投切门限值时，向所述触发驱动保护模块发出投切指令，所述辅助电源用于为所述主控制器和所述A/D转换电路供电。(3)在(2)中，所述触发驱动保护模块包括电压过零检测电路、TSF控制电路、补偿电流采样处理电路，所述电压过零检测电路检测电网中的电压信号并送入所述主控制器，当电压过零时，所述主控制器对所述TSF控制电路发出投切指令，所述TSF控制电路接收所述主控制器输出的投切指令，控制晶闸管的投切，所述补偿电流采样处理电路采样晶闸管输出的补偿电流的信号并送入所述主控制器，当补偿电流不正常时，所述主控制器发出保护指令。(4)在(1)中，所述采样控制模块包括模拟信号处理电路、A/D转换电路、主控制器、辅助电源，所述模拟信号处理电路的输出端与所述A/D转换电路的模拟输入端连接，所述A/D转换电路的数字输出端、所述辅助电源与所述主控制器连接，所述模拟信号处理电路对其输入端接收到的电压信号、电流信号进行放大、滤波处理，送入所述A/D转换电路，所述A/D转换电路将电压信号、电流信号进行A/D转换，然后送入主控制器，所述主控制器根据电压信号、电流信号来计算有效数据，根据所述有效数据和预设参数计算投切门限值，当有效数据指示的欠缺的无功功率达到投切门限值时，向所述触发驱动保护模块发出投切指令，所述辅助电源用于为所述主控制器和所述A/D转换电路供电，所述触发驱动保护模块包括电压信号采样电路、电流信号采样电路、电压过零检测电路、TSF控制电路、补偿电流采样处理电路，所述电压信号采样电路采样电网中的电压信号并输入所述模拟信号处理电路，所述电流信号采样电路采样电网中的电流信号并输入所述模拟信号处理电路，所述电压过零检测电路检测电网中的电压信号并送入主控制器，当电压过零时，所述主控制器对所述TSF控制电路发出投切指令，所述TSF控制电路接收所述主控制器输出的投切指令，控制晶闸管的投切，所述补偿电流采样处理电路采样晶闸管输出的补偿电流的信号并送入所述主控制器，当补偿电流不正常时，所述主控制器发出保护指令。有益效果本专利技术具有以下有益效果：根据本专利技术，将功能紧密联系的电路部分设置于同一模块中，并将采样控制模块、触发驱动保护模块和人机交互模块分别设置在不同的电路板上，因此能够减少二次回路走线工作量，降低材料费、人工工时，提高了劳动生产率。根据本专利技术，由于各个模块各自集中了功能紧密联系的部分，使得各功能模块分工明确，方便查找故障问题，并且提高了平台的扩展性。根据本专利技术，在触发驱动保护模块中，将晶闸管的控制部分与保护部分设置在一起，能够及时切断故障的晶闸管支路，避免其影响整个系统的正常工作，使得系统的可靠性、稳定性大为提高。根据本专利技术，将辅助电源与采样控制模块中其他部分设置于同一块电路板上，与电源电路板和主控电路板分开设置的情况相比，本专利技术不采用导线，而采用电路板中印刷好的电源线向各个部分供给电压，能够保证电压供给的稳定性，提高系统的可靠性。根据本专利技术，将电压信号采样电路、电流信号采样电路设置在触发驱动保护模块，而不设置在采样控制模块，由此，能够进一步降低电网中的强电对TSF无功补偿与滤波控制系统、尤其是其核心模块采样控制模块中弱电的影响，减少主控制器受到干扰而程序运行发生故障的情况。附图说明附图用来辅助对本专利技术进行进一步理解，构成说明书的一部分，用于与本专利技术的具体实施方式一起解释本专利技术，但是不构成对本专利技术的限制。图1是本专利技术的一个实施方式的TSF无功补偿与滤波控制系统连接在电网中的模块图。图2是本专利技术的另一个实施方式的TSF无功补偿与滤波控制系统连接在电网中的模块图。具体实施方式以下，参照附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TSF无功补偿与滤波控制系统，其特征在于，包括：采样控制模块、触发驱动保护模块、人机交互模块，各个模块分别设置于各自的电路板上，所述采样控制模块与所述触发驱动保护模块通信连接，所述采样控制模块与所述人机交互模块通信连接，所述采样控制模块采样电网中的电力信号并处理，根据处理结果向所述触发驱动保护模块发出投切指令，所述触发驱动保护模块接收所述采样控制模块的投切指令以产生晶闸管投切信号，并采样补偿电流信号，将被采样的补偿电流信号送入所述采样控制模块，所述采样控制模块判断是否异常，并在异常时启动相应保护，所述人机交互模块接收用户输入，将用户输入送入所述采样控制模块进行处理，以查询信息或者对所述TSF无功补偿与滤波控制系统进行修改配置。

【技术特征摘要】
1.一种TSF无功补偿与滤波控制系统，其特征在于，包括：采样控制模块、触发驱动保护模块、人机交互模块，各个模块分别设置于各自的电路板上，所述采样控制模块与所述触发驱动保护模块通信连接，所述采样控制模块与所述人机交互模块通信连接，所述采样控制模块采样电网中的电力信号并处理，根据处理结果向所述触发驱动保护模块发出投切指令，所述触发驱动保护模块接收所述采样控制模块的投切指令以产生晶闸管投切信号，并采样补偿电流信号，将被采样的补偿电流信号送入所述采样控制模块，所述采样控制模块判断是否异常，并在异常时启动相应保护，所述人机交互模块接收用户输入，将用户输入送入所述采样控制模块进行处理，以查询信息或者对所述TSF无功补偿与滤波控制系统进行修改配置。2.如权利要求1所述的TSF无功补偿与滤波控制系统，其特征在于：所述采样控制模块包括电压信号采样电路、电流信号采样电路、模拟信号处理电路、A/D转换电路、主控制器、辅助电源，所述电压信号采样电路的输入端、所述电流信号采样电路的输入端接入电网，所述电压信号采样电路的输出端、所述电流信号采样电路的输出端与所述模拟信号处理电路的输入端连接，所述模拟信号处理电路的输出端与所述A/D转换电路的模拟输入端连接，所述A/D转换电路的数字输出端、所述辅助电源与所述主控制器连接，所述电压信号采样电路采样电网中的电压信号，所述电流信号采样电路采样电网中的电流信号，所述模拟信号处理电路对采集到的电压信号、电流信号进行放大、滤波处理，送入所述A/D转换电路，所述A/D转换电路将电压信号、电流信号进行A/D转换，然后送入主控制器，所述主控制器根据电压信号、电流信号来计算有效数据，根据所述有效数据和预设参数计算投切门限值，当有效数据指示的欠缺的无功功率达到投切门限值时，向所述触发驱动保护模块发出投切指令，所述辅助电源用于为所述主控制器和所述A/D转换电路供电。3.如权利要求2所述的TSF无功补偿与滤波控制系统，其特征在于：所述触发驱动保护模块包括电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新娟，秦玲，王建光，曲艳智，
申请(专利权)人：东方博沃北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11