数字化无功补偿控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种数字化无功补偿控制器，主要是由直流稳压电路、电流动态检测采样电路、电压动态检测采样电路、主控电路、驱动接口电路、共补驱动电路、分补驱动电路、投切监测电路、显示接口电路、显示装置电路、功能指示薄膜键盘、接触器和可控硅组成的闭环控制系统，所述电流动态检测采样电路、电压动态检测采样电路和投切监测电路分别接入主控电路，所述主控电路分别与驱动接口电路、直流稳压电路和显示接口电路相连，驱动接口电路分别与共补驱动电路和分补驱动电路相连，所述直流稳压电路与显示接口电路相连，显示接口电路与显示装置电路相连，显示装置电路与功能指示薄膜键盘相连。本实用新型专利技术能实现无功功率动态补偿。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种数字化无功补偿控制器。主要用于0.2KV 0.4KV 配电系统的计算机远程无线控制、嵌入式系统、及工业自动化配电系统中 的各类动态无功功率补偿。属于节能、降耗，优化电网电能质量自动化控 制领域。
技术介绍
在工业、农业和生活用电负载中，很多是阻感负载如异步电动机、变 压器、荧光灯等。阻感负载工作时在电力线路中产生了无功功率。无功功率对公用电网产生如下影响1、 增加了设备容量。2、 增加了设备及线路损耗。3、 使变压器及线路的电压降增大，造成供电质量降低。 为了减小这样的损耗，需要对线路进行无功功率补偿。用无功补偿电容器是补偿无功功率最常用的方法。该方法是通过开关在线路上并连补偿 电容器。由于该方法具有结构简单、经济方便、补偿效果显著等优点。目 前在国内外得到了广泛应用。但该方法存在最大不足在于电容上的电压不 能突变，不能实现快速无功功率补偿。线路上有电压时，电容并接到线上瞬间将有一个较大的充电冲击电流。单纯使用机械触点式开关容易造成 机械触头的烧蚀、损坏。单纯采用电子元件作为开关，由于电路中的高电 压大电流。使电子器件容易损坏，并在切换时产生谐波。所以又把机械开 关和电子器件并联形成复合开关来进行补偿电容投切。但在交流电力线路 的接通和断开过程中，由于存在大电流和强电场仍然造成开关经常损坏。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种能实现无功功率快速 补偿的数字化无功补偿控制器。本技术的目的是这样实现的 一种数字化无功补偿控制器，主要 由直流稳压电路、电流动态检测采样电路、电压动态检测采样电路、主控 电路、驱动接口电路、共补驱动电路、分补驱动电路、投切监测电路、显 示接口电路、显示装置电路、功能指示薄膜键盘、接触器和可控硅组成的 闭环控制系统。所述电流动态检测采样电路、电压动态检测采样电路和投 切监测电路分别接入主控电路，所述主控电路分别与驱动接口电路、直流 稳压电路和显示接口电路相连，驱动接口电路分别与共补驱动电路和分补 驱动电路相连，所述直流稳压电路与显示接口电路相连，显示接口电路与 显示装置电路相连，显示装置电路与功能指示薄膜键盘相连。本技术提供了一种智能数字化无功补偿控制器，通过电流互感 器、电压互感器时时采集在线各量动态数据，采用瞬时积分比较法和优化 的傅立叶算法精确计算电网中各项参数，时时跟踪各项参数和无功功率变化，以三相无功功率和电压为依据，把上述各量进行变换后输入控制电路;控制电路根据设定的程序去控制可控硅模块+接触器去接入或者断开直流 电容，控制共补和分补电容器实现无功功率动态补偿。同时补偿电网谐波 电流和零序电流，还可以快速无级差地连续吞吐无功功率，动作时间为几 十毫秒，可三相同时就地补偿和单相就地补偿同时进行。补偿后的功率因数可达0.99以上。并能抑制电网电压突然跌落，实现三相不平衡调节。本技术的关键点在于控制电路原理、电路实现方式和采用瞬时积 分比较法和优化的傅立叶算法精确计算电网中各项参数的软件。本技术的创新点在于1、 通过时时在线检测电流和电压参数快速的实现可控硅和接触器投切。2、 软件采用瞬时积分比较法和优化的傅立叶算法，可以精确的快速计 算电网各项参数，达到快速准确的控制。3、 采用光电隔离和电源隔离技术实现弱电与强电完全隔离。4、 驱动电路加装灭弧电路，隔离强电对系统电路干扰。 本技术与同类产品相比具有如下优点1、 采用高速数字处理器DSP芯片，采集电压和电流参数地速度和过零投切的速度都比同类产品快。最快速度可达几十毫秒。2、 由于DSP高速数字处理器内部集成有A/D模/数转换电路，省去了外部电路A/D模数转换芯片，简化了电路，节约了生产和维护成本。3、 驱动电路输出端加装灭弧电路，增强了系统抗干扰能力。4、 优化的软件算法，提高了计算电网各参数的准确度和精度。为快速准确投切提供了可靠数据。5、系统采用拔插式结构方式，便于维护和调试。附图说明图1为本技术的电路组成方框图。 图2为本技术的主控电路图。 图3为本技术的驱动接口电路图。 图4为本技术的共补驱动电路图。 图5为本技术的分补驱动电路图。具体实施方式参见图l，本技术数字化无功补偿控制器，主要由直流稳压电路、 电流动态检测采样电路、电压动态检测采样电路、主控电路、驱动接口电 路、共补驱动电路、分补驱动电路、投切监测电路、显示接口电路、显示 装置电路、功能指示薄膜键盘、接触器和可控硅组成的闭环控制系统。所 述电流动态检测采样电路、电压动态检测采样电路和投切监测电路分别接 入主控电路，所述主控电路分别与驱动接口电路、直流稳压电路和显示接 口电路相连，驱动接口电路分别与共补驱动电路和分补驱动电路相连，所 述直流稳压电路与显示接口电路相连，显示接口电路与显示装置电路相连， 显示装置电路与功能指示薄膜键盘相连。参见图2， D5、 D6、 D7、 D8、 D9、 DIO、 JZ、 C201、 C202、 D202组 成主控制电路，其中D5为Intel公司生产的16位单片机；JZ、 C201、 C202 时钟电路，为D5提供正常工作用的时钟源；D6、 D9为A0 A15的地址锁存器；D8为控制软件存储；D9为数据软件缓存器；D7为可编程逻辑器 件，用于产生系统所需控制逻辑信号；D3防止程序死循环电路；D12通讯 电路。参见图3， D14、 D15、 D16、 D17、 D18、 D19、 D20、 D21组成驱动 接口电路，其中D14、 D15为可编程接口电路；D16-D21驱动电路。参见图4，共补驱动电路HV1、 HV2、 HV3、 Rl-R24、 C1-C12组成光 电隔离电路；VT1-VT12、 R25-R48、 VD1-VD12、 KM1-KM12组成强电控 制电路；R50-R61、C13-C24组成灭弧电路。控制信号STOCAPO-STOCAPll。参见图5，分补驱动电路HV1、 HV2、 HV3、 Rl-R24、 C1-C12组成光 电隔离电路；VT1-VT12、 R25-R48、 VD1-VD12、 KM1-KM12组成强电控 制电路；R50-R61、 C13-C24组成灭弧电路。控制信号 SA—CAP0~SA—CAP3 、 SB—CAP0~SB—CAP3 、 SC—CAPO—SC—CAP3 c直流稳压电路采用开关稳压电源电路。输出三路直流稳压电源供系统 使用。XS1插座1脚、2脚为+5V;XSl插座7脚、8脚为+12V; XS1插座5 脚、6脚为-12V。控制器由Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、 D7、 D8、 D9、 DIO、 BT501 组成主控制回路，采用DSPIC33F; 80C196KB16; 16位数字处理器作为控 制器核心。Dll、 D12、 D13和工业无线DTU模块组成有线和无线通讯回 路。D14、 D15、 D16、 D17、 D18、 D19、 D20、 D21组成驱动接口电路和 显示接口电路。电压动态检测采样电路、电流动态检测采样电路、投切监测电路由Nl、 N2、 N3、 ZD1、 TVA、 TVB、 TVC、 TAA、 TAB、 TAC、 XS1、 XS2组成。显示装置电路由Dl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字化无功补偿控制器，其特征在于所述控制器主要是由直流稳压电路、电流动态检测采样电路、电压动态检测采样电路、主控电路、驱动接口电路、共补驱动电路、分补驱动电路、投切监测电路、显示接口电路、显示装置电路、功能指示薄膜键盘、接触器和可控硅组成的闭环控制系统，所述电流动态检测采样电路、电压动态检测采样电路和投切监测电路分别接入主控电路，所述主控电路分别与驱动接口电路、直流稳压电路和显示接口电路相连，驱动接口电路分别与共补驱动电路和分补驱动电路相连，所述直流稳压电路与显示接口电路相连，显示接口电路与显示装置电路相连，显示装置电路与功能指示薄膜键盘相连。

【技术特征摘要】
1、一种数字化无功补偿控制器，其特征在于所述控制器主要是由直流稳压电路、电流动态检测采样电路、电压动态检测采样电路、主控电路、驱动接口电路、共补驱动电路、分补驱动电路、投切监测电路、显示接口电路、显示装置电路、功能指示薄膜键盘、接触器和可控硅组成的闭环控制系统，所述电流动态检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建兴，范满红，
申请(专利权)人：江苏方程电力科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]