无功功率自动跟踪补偿控制主机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种无功功率自动跟踪补偿控制主机，包括无功功率取样器、无功电流加法器和顺序连接的模／数转换器、单片微处理器及由专用大功率电子开关组成的电容器组的投切动作机构。取样器与加法器是合二为一的变压器，一初级线圈是接入在总电路回路中的第一电流互感器，另一初级线圈是接入在投切电容回路中的第二电流互感器，次级线圈连接模／数转换器。上接电网下接电容即可根据电网无功量的大小进行实时跟踪补偿。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电力电网功率补偿设备，更确切地说是涉及一种无功功率补偿装置。无功功率补偿装置是一种稳定电网电压、改善电网三相不平衡现象、使线路增容的设备。现有的电力电网低压无功功率补偿装置，广泛采用功率因数cosφ作为补偿信号源，以交流接触器等机械触点对电力电容器进行等电位投切，主要应用于电网自动跟踪无功动补投切屏及农网无功动补节电箱的电容组补偿投切。由于补偿投切时电路涌流大，易产生投切振荡，还存在触点易拉弧、动态响应时间长、噪音大、体积大、组装复杂、使用寿命短、可靠性差等缺点。本技术的目的是设计一种无功功率自动跟踪补偿控制主机，可克服上述诸项缺点，并具有投切无振荡、无噪音，且结构简单体积小的特点。本技术的目的是这样实现的一种无功功率自动跟踪补偿控制主机，包括有无功功率取样器和顺序连接的模/数转换器、单片微处理器及电容器组的投切动作机构，其特征在于还包括有无功电流加法器，所述的无功功率取样器与无功电流加法器是合二为一的变压器，变压器一初级线圈是接入在总电路回路中的第一电流互感器，变压器另一初级线圈是接入在投切电容回路中的第二电流互感器，变压器的次级线圈连接所述的模/数转换器。所述的电容器组的投切动作机构是专用大功率电子开关，专用大功率电子开关的控制端与所述单片微处理器连接，专用大功率电子开关的开关端连接所述的电容器组。所述专用大功率电子开关的控制端与所述单片微处理器的连接端间还设置有晶体管驱动电路。还包括有同步信号检测电路和与之连接的整形滤波放大电路，同步检测电路的输入端采集电网电压的同步信号，整形滤波放大电路的输出端连接所述的单片微处理器。本技术的无功功率自动跟踪补偿控制主机，可根据电网无功量的大小进行实时跟踪补偿。其有益效果是结构简单组装方便，只要上接电网下接电容即可，可实现无人值守；采用先进的电子微处理器控制，无功功率采样，自动跟踪补偿，无投切振荡现象和过补现象；采用专用大功率电子开关，可实现频繁快速投切，无电弧重燃，动态响应时间Td≤10ms，克服了机械触点开关投切时拉弧、使用寿命短的缺点；功率因数可提高到0.9-0.99的范围，且不返送无功；智能补偿，稳定电压，改善电网三相不平衡，可使线路增容15-30％。可广泛用于当前城市电力网与农村电力网的改造工程中，在变台自动补偿箱、补偿柜及箱式变电站中选择为电力网系统的电容自动跟踪补偿。下面结合实施例及附图进一步说明本技术的技术。附图说明图1是本技术的无功功率自动跟踪补偿控制主机结构原理框图图2是图1中无功功率取样器与无功电流加法器与电路回路的连接示意图图3是图1所示无功功率自动跟踪补偿控制主机的实施电路图参见图1，本技术的无功功率自动跟踪补偿控制主机10主要包括合二而一的无功功率取样器与无功电流加法器11，模/数(A/D)转换器12，单片微处理器13，专用大功率电子开关14，同步信号检测电路15和整形滤波放大电路16，在单片微处理器13的控制下通过专用大功率电子开关14实施对电容器组20的投切，电容器组20可为星形连接或角形连接。结合参见图2，合二而一的无功功率取样器与无功电流加法器11通过电流互感器CT1和CT2并分别接入总电路回路和电容回路中，电流互感器CT1和CT2上的电流经模/数转换器12与单片微处理器13连接，单片微处理器13对由电流互感器CT1、CT2采集并经模/数转换器传输来的无功功率数值进行计算，确定所需投入的电容量，并操纵专用大功率电子开关14动作。专用大功率电子开关14则取代传统使用的交流接触器，将电容器组20无涌流地接入电力系统中。一般来说，总电路回路的电流i总随负荷L1、L2……Ln的变化而变化，但i总=iz=i1+i2+i3+……+in，电流方向是从变压器TP输出流向负载。当总电路回路的电流i总达到需进行电容补偿时，无功功率取样器与无功电流加法器11的输出端①②上即有无功信号输出，经单片微处理器判断、处理后命令专用大功率电子开关14导通，相应的电力电容器组20即投入电力系统中，就有电流ic流入变压器TP，使电力系统功率因数提高，导致此时的i总降低(i总=iz-ic)。i总的降低会导致单片微处理器误认为电力系统不需要补偿而将电力电容器组20切下，从而产生投切振荡。本技术为保证电力电容器组20投入后无投切振荡现象发生，而将电力电容器组20的回路(补偿)电流ic同时经电流互感器CT2输入无功功率取样器与无功电流加法器11，经加法器的合成计算、模/数转换器传输后输入单片微处理器，经单片微处理器消除误辨，一步决定应到位的电容器组数，实现无功功率自动跟踪补偿。参见图3，图中示出无功功率自动跟踪补偿控制主机的实施电路，合二而一的无功功率取样器与无功电流加法器11为变压器ZJQ，其两初级线圈CT1、CT2分别是接入总电路回路中的电流互感器和接入补偿电容回路中的电流互感器，变压器ZJQ的次级线圈连接模/数转换器U6(ADS7816)，输出经“通分”相加的合成的互感器信号，从而获得稳定的无功功率采样信号。采自电力系统电网电压的同步信号经二极管D3、D4整形、电容C8滤波和经放大器U1A放大后送单片微处理器U4(89C2051)，给单片微处理器一个同步脉冲信号，供单片微处理器通过模/数转换器对变压器ZJQ的输出采样，取出无功功率，再通过模/数转换器转换成数字信号，单片微处理器对模/数转换器传输来的数据进行判断、处理，再分别通过两三极管Q2、Q3电路驱动两路专用大功率电子开关SS1至SS6，将电力电容器组CC1至CC6等电位无涌流地接入电力系统(或从电力系统中断开)。图中给出的电力电容器组CC1至CC3、CC4至CC6采用星形连接。两路专用大功率电子开关中，与A、B、C三相电及补偿电容CAP连接的三个专用大功率电子开关，它们的控制端是顺序串接的，使电路连接变得十分简单和方便。图中U5(MAX824)是电子看门狗电路，用于防止电子干扰，保证单片微处理器正常工作。本技术的无功功率自动补偿控制主机，将无功功率取样器、无功电流加法器、专用大功率电子开关、单片微处理器及其它辅助元器件等集合为一体，组成无功功率自动跟踪补偿控制主机；将无功功率取样器与无功电流加法器合为一体，并通过电流互感器接入电力系统回路和电容补偿回路中，取得无功功率数值，并经过模/数转换器与单片微处理器相连接，经单片微处理器判断、处理、计算，确定所需投入的电容量，并向专用大功率电子开关发出开、关命令；采用专用大功率电子开关取代传统使用的交流接触器，成为执行单片微处理器命令的动作机构。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无功功率自动跟踪补偿控制主机，包括有无功功率取样器和顺序连接的模／数转换器、单片微处理器及电容器组的投切动作机构，其特征在于：还包括有无功电流加法器，所述的无功功率取样器与无功电流加法器是合二为一的变压器，变压器一初级线圈是接入在总电路回路中的第一电流互感器，变压器另一初级线圈是接入在投切电容回路中的第二电流互感器，变压器的次级线圈连接所述的模／数转换器。

【技术特征摘要】
1．一种无功功率自动跟踪补偿控制主机，包括有无功功率取样器和顺序连接的模/数转换器、单片微处理器及电容器组的投切动作机构，其特征在于还包括有无功电流加法器，所述的无功功率取样器与无功电流加法器是合二为一的变压器，变压器一初级线圈是接入在总电路回路中的第一电流互感器，变压器另一初级线圈是接入在投切电容回路中的第二电流互感器，变压器的次级线圈连接所述的模/数转换器。2．根据权利要求1所述的一种无功功率自动跟踪补偿控制主机，其特征在于所述的电容器组的投切动作机构是专用大功...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志安，
申请(专利权)人：李志安，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]