一种无功补偿线性过零检测电路及动态调整过零投切方法技术

本发明专利技术公开了一种无功补偿线性过零检测电路及动态调整过零投切方法，包括继电器控制电路、投入过零信号输出电路、切除过零信号输出电路；所述继电器控制电路在过零信号发生前进行投切命令控制，并根据投切状态进行计算，对继电器投入与切除过零精度进行实时动态调整，确保后续继电器投入与切除时间的准确性。本发明专利技术解决了传统过零脉冲信号误差大，继电器因长时间工作结构疲劳，过零点不准的问题，连续线性监测更真实反馈开关两端闭合与断开时的电压变化情况，通过对继电器动作时间的动态调整提高过零投入时稳定性，降低涌流倍数，避免切除时发生拉弧引起的继电器触点损伤，适用所有无功补偿电压过零投切场合。所有无功补偿电压过零投切场合。所有无功补偿电压过零投切场合。

【技术实现步骤摘要】
一种无功补偿线性过零检测电路及动态调整过零投切方法


[0001]本专利技术涉及一种线性过零检测电路及调整过零投切方法，特别是一种无功补偿线性过零检测电路及动态调整过零投切方法。

技术介绍

[0002]面对复杂电网环境，尤其是工业使用环境，传统的低压无功补偿过零投切电路采用的是光耦、运放、电阻分压等方法来检测测继电器开关两端电压信号过零变化，投切过零检测故障率较高，使用寿命短，其中光耦信号作为过零监测信号，上升沿或下降沿电平变化容易受温度影响，过零信号虽然实现隔离但是误差较大，在软件设计中需要进行长时间的优化滤波才能实现过零投切，过零投切响应速度较慢,并且容易因为光衰而容易造成设备损坏。采用运放监测过零方法，有两种方式，一种是通过比较器模式进行零点判断，一种是跟随器模式实现连续监测，运放的这两种模式可以实现过零预测但是没有实现隔离，容易被干扰，电阻分压监测过零方法，成本较低，过零信号预测速度快，但是没有实现隔离，采用此方案设备耐压实验时漏电流较大，并且抗干扰能力较差，个别极端条件下容易造成芯片的损坏。随着社会发展的迅速，设备质量要求的提高，低涌流，快响应，高质量已经是现在低压无功补偿投切设备基本要求，一种可自动根据电网环境调整继电器因长时间工作疲劳而造成的动作时间变慢问题的设备与方法非常必要。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种无功补偿线性过零检测电路及动态调整过零投切方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种无功补偿线性过零检测电路及动态调整过零投切方法。
[0005]其中，一种无功补偿线性过零检测电路，包括：继电器控制电路、投入过零信号输出电路以及切除过零信号输出电路；其中，继电器控制电路与投入过零信号输出电路通过继电器开关连接，投入过零信号输出电路中的第一输入端口与切除过零信号输出电路中的第二输入端口连接。
[0006]所述继电器控制电路中，第一控制接口与第二控制接口连接驱动管脚，通过单片机对继电器开关进行控制。
[0007]所述投入过零信号输出电路中，电器开关一端连接投入过零信号输出电路中的第一输入端，该第一输入端与第一限流电阻一端连接，第一限流电阻另一端与第一电压互感器的原边第一号脚连接，第一电压互感器原边第二号脚与第二限流电阻一端连接，第二限流电阻的另一端连接继电器开关中的输出端，第一电压互感器副第一号脚连接第三采样电阻一端，第三采样电阻另一端连接第一电压互感器副边第二号管脚，第三采样电阻与第一滤波电容并联，第一滤波电容一端与第四电阻一端连接，第四电阻另一端与第二电容串联且与第一滤波电容并联，第二电容与第四电阻连接端为所述投入过零信号输出电路的输出
端，输出模拟电压投入过零信号，第二电容另一端接1.65V。
[0008]所述切除过零信号输出电路中，第二输入端连接第五限流电阻一端，第五限流电阻另一端连接第二电压互感器原边第一号脚，第二电压互感器原边第二号脚连接第六限流电阻一端，第六限流电阻另一端连接电源N相或B相，第二电压互感器副边第一号脚与第二号脚并联连接第七采样电阻，第七采样电阻并联第三滤波电容，第八电阻串联第四电容后，与第三滤波电容并联；第八电阻与第四电容连接端为所述切除过零信号输出电路的输出端，输出模拟电压切除过零信号，第四电容另一端接1.65V。
[0009]一种动态调整过零投切方法，法采用上述无功补偿线性过零检测电路实现，包括：动态调整过零投入方法和动态调整过零切除方法。
[0010]所述的动态调整过零投入方法，具体包括以下步骤：
[0011]步骤a1，根据投入过零信号输出电路输出端输出的数据，记录第一次电压过零时刻t1和第二次电压过零时刻t2，据此计算电压变化周期T，并记录时刻t1和时刻t2时的数据；
[0012]步骤a2，根据电压变化周期预测下一个电压过零点时刻t3与该时刻的数据；
[0013]步骤a3，实际测量下一个电压过零点时刻t3与该时刻的数据，并与步骤a2中预测的时间和该时刻数据进行比较，若预测时间吻合且实际测量数据满足变化趋势则进行步骤a4，否则清除过零时刻t1与过零时刻t2数据返回步骤a1；
[0014]步骤a4，使用电压过零点时刻t3时的数据替换时刻t1时的数据；
[0015]步骤a5，再次检测电压过零点，替换t2时的数据；
[0016]步骤a6，判断投入命令标志是否置位，若置位则预测t3点时刻，否则继续检测电压过零点，更新t3时的数据并保存，返回步骤a4；
[0017]步骤a7，在t3时刻前若投入命令标志置位，则在Rt0时刻下发继电器命令，并检测数据变化，若数据与上述电压过零点时刻t3时的数据相吻合或数据无变化趋势，则记录当前时刻Rt1，并进行步骤a8；
[0018]步骤a8，对输出端输出的数据进行持续监测预设时间，判断疑似过零点数，若疑似过零点数大于0则判断数据是谐波因素或者继电器弹跳因素，根据因素差异更新Rt1时刻，并根据监测结果更新Rt1，若疑似过零点数为0，Rt1不变，记录继电器一次动作数据，即继电器的动作时间为Rt1时刻与Rt0时刻差值；
[0019]步骤a9，重复步骤a6至步骤a8，当记录继电器动作次数大于预设次数，判断继电器投入动作时间是否需要调整，若需要则修改系统继电器参数，否则清空记录次数数据；完成所述动态调整过零投入。
[0020]所述的动态调整过零切除方法，具体包括以下步骤：
[0021]步骤b1，根据切除过零信号输出电路输出端输出的数据，继电器在切除前，记录第一次电压过零时刻t1
’
和第二次电压过零时刻t2
’
，据此计算电压变化周期T
’
，并记录时刻t1
’
和时刻t2
’
时的数据；
[0022]步骤b2，根据电压变化周期预测下一个电压过零点时刻t3
’
与该时刻的数据；
[0023]步骤b3，实际测量下一个电压过零点时刻t3
’
与该时刻的数据，并与步骤b2中预测的时间和该时刻数据进行比较，若预测时间吻合且实际测量数据满足变化趋势则进行步骤b4，否则清除过零时刻t1
’
与过零时刻t2
’
数据返回步骤b1；
[0024]步骤b4，使用电压过零点时刻t3
’
时的数据替换时刻t1
’
时的数据；
[0025]步骤b5，再次检测电压过零点，替换t2
’
数据；
[0026]步骤b6，判断切除命令标志是否置位，若置位则预测分闸时刻进入步骤b7，若不置位则再次检测过压零点，更新t3
’
数据并保存返回步骤b4；
[0027]步骤b7，在Rq0时刻下发继电器切除信号，检测ADC1出现数值突变，则记录当前时刻Rq1并记录ADC2数据，并进行步骤b8；
[0028]步骤b8，记录继电器一次切除动作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无功补偿线性过零检测电路，其特征在于，包括：继电器控制电路(1)、投入过零信号输出电路(2)以及切除过零信号输出电路(3)；其中，继电器控制电路(1)与投入过零信号输出电路(2)通过继电器开关(K1)连接，投入过零信号输出电路(2)中的第一输入端口(Vin1)与切除过零信号输出电路(3)中的第二输入端口(Vin2)连接。2.根据权利要求1所述的一种无功补偿线性过零检测电路，其特征在于，所述继电器控制电路(1)中，第一控制接口(IO1)与第二控制接口(IO2)连接驱动管脚，通过单片机对继电器开关(K1)进行控制。3.根据权利要求2所述的一种无功补偿线性过零检测电路，其特征在于，所述投入过零信号输出电路中，电器开关(K1)一端连接投入过零信号输出电路(2)中的第一输入端(Vin1)，该第一输入端(Vin1)与第一限流电阻(R1)一端连接，第一限流电阻(R1)另一端与第一电压互感器(PT1)的原边第一号脚(a1)连接，第一电压互感器(PT1)原边第二号脚(b1)与第二限流电阻(R2)一端连接，第二限流电阻(R2)的另一端连接继电器开关(K1)中的输出端(Vout)，第一电压互感器(PT1)副第一号脚(c1)连接第三采样电阻(R3)一端，第三采样电阻(R3)另一端连接第一电压互感器(PT1)副边第二号管脚(d1)，第三采样电阻(R3)与第一滤波电容(C1)并联，第一滤波电容(C1)一端与第四电阻(R4)一端连接，第四电阻(R4)另一端与第二电容(C2)串联且与第一滤波电容(C1)并联，第二电容(C2)与第四电阻(R4)连接端为所述投入过零信号输出电路的输出端(ADC1)，输出模拟电压投入过零信号，第二电容(C2)另一端接1.65V。4.根据权利要求3所述的一种无功补偿线性过零检测电路，其特征在于，所述切除过零信号输出电路(3)中，第二输入端(Vin2)连接第五限流电阻(R5)一端，第五限流电阻(R5)另一端连接第二电压互感器(PT2)原边第一号脚(a2)，第二电压互感器(PT2)原边第二号脚(b2)连接第六限流电阻(R6)一端，第六限流电阻(R6)另一端连接电源N相或B相，第二电压互感器(PT2)副边第一号脚(c2)与第二号脚(d2)并联连接第七采样电阻(R7)，第七采样电阻(R7)并联第三滤波电容(C3)，第八电阻(R8)串联第四电容(C4)后，与第三滤波电容(C3)并联；第八电阻(R8)与第四电容(C4)连接端为所述切除过零信号输出电路的输出端(ADC2)，输出模拟电压切除过零信号，第四电容(C4)另一端接1.65V。5.一种动态调整过零投切方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1所述的无功补偿线性过零检测电路实现，包括：动态调整过零投入方法和动态调整过零切除方法。6.根据权利要求5所述的一种动态调整过零投切方法，其特征在于，所述的动态调整过零投入方法，具体包括以下步骤：步骤a1，根据投入过零信号输出电路(2)输出端(ADC1)输出的数据，记录第一次电压过零时刻t1和第二次电压过零时刻t2，据此计算电压变化周期T，并记录时刻t1和时刻t2时的数据；步骤a2，根据电压变化周期预测下一个电压过零点时刻t3与该时刻的数据；步骤a3，实际测量下一个电压过零点时刻t3与该时刻的数据，并与步骤a2中预测的时间和该时刻数据进行比较，若预测时间吻合且实际测量数据满足变化趋势则进行步骤a4，否则清除过零时刻t1与过零时刻t2数据返回步...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐魁，方城，杨苏阳，殷杰，朱嘉颖，任杰，濮正聪，杨湛宇，朱启凡，
申请(专利权)人：江苏南自通华智慧能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：