智能化過零投切無功補償裝置的製作方法
2023-08-03 00:37:51
專利名稱：智能化過零投切無功補償裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電網參數監測和電網動態補償裝置的技術領域，尤其涉及一種適用於低壓配電網中在公用配變中應用的智能低壓無功動態補償裝置。
背景技術：
近年來，智能電網的無功補償已成為電力工業界的熱門話題，智能電網在我國也引起了的高度重視。2009年3月，國家電網提出要「建設堅強的智能化電網」。目前，隨著電網容量和用電設備的增加，電網中的無功需求量越來越大，因此在電網的適當位置裝設無功補償裝置以滿足用電設備的無功需求己成為維持電網高效運行和保證供電質量的重要手段。但是傳統的低壓無功補償設備存在一些不足，無功補償投切裝置多採用交流接觸器，不但其使用壽命短而且投切時會產生湧流；且多數的電容補償裝置的控制策略不完善， 僅以電壓、電流、功率因素做為控制量，未考慮電壓平衡關係以及區域的無功優化；目前低壓無功補償設備結構複雜、功率密度低等不足。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供了一種具有智能投切、動態補償、可組網通信、過零投切和智能保護等諸多特點的智能無功補償裝置。為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是智能化過零投切無功補償裝置，其特徵在於包括有無功補償主模塊和若干個無功補償分模塊，所述模塊之間採用485總線進行通信，無功補償主模塊連接三相電能參數採集模塊，所述三相電能參數採集模塊與電網之間連接信號調理電路；所述無功補償主模塊與各個無功補償分模塊均連接有數據存儲模塊、人機接口模塊、過零檢測及觸發電路，所述過零檢測及觸發電路與電網之間連接有可控矽模塊，所述可控矽模塊並接一個無功功耗開關，所述可控矽模塊與無功功耗開關之間連接電容器組。所述的一種智能化過零投切無功補償裝置，其特徵在於所述無功補償主模塊和若干個無功補償分模塊主要包括單片機C8051F、電能採集晶片ATT7022B、過零光耦器件 M0C3081。所述的一種智能化過零投切無功補償裝置，其特徵在於所述三相電能參數採集模塊包括三相電流參數採集模塊和三相電壓參數採集模塊，所述信號調理電路包括電流信號調理電路和電壓信號調理電路。所述的一種智能化過零投切無功補償裝置，其特徵在於所述電流信號調理電路包括電流互感器，所述電流互感器的輸出端連接運放，所述運放的輸出端與雙運放的反相輸入端相連，所述雙運放的輸出端連入電能採集晶片ATT7022B。所述的一種智能化過零投切無功補償裝置，其特徵在於所述電壓信號調理電路包括電壓互感器，所述電壓互感器的輸出端分別串接兩個電阻後與運放相連，所述運放的輸出端與雙運放的反相輸入端相連，所述雙運放的輸出端連入電能採集晶片ATT7022B。所述的一種智能化過零投切無功補償裝置，其特徵在於所述可控矽模塊與無功功耗開關組成過零投切電路，實現電網的過零投切。本實用新型的優點是本實用新型由單片機和電能採集晶片智能控制各種信號檢測、過零投切、網絡通信、參數顯示及面板操作等，做到電容投切無擾動、基本無湧流、諧波小，電容器及無功功耗開關使用壽命長。
圖1為本實用新型的系統結構圖。圖2為本實用新型的電流信號採集調理電路的原理圖。圖3為本實用新型的電壓信號採集調理電路的原理圖。圖4為本實用新型的電網參數採集單元的電路原理圖。圖5為本實用新型的過零投切電路的原理圖。
具體實施方式
為了進一步了解本實用新型的內容、特點以及功效，現配合附圖詳細說明本實用新型如下如圖1所示，智能化過零投切無功補償裝置，包括有無功補償主模塊和若干個無功補償分模塊，所述模塊之間採用485總線進行通信，無功補償主模塊連接三相電能參數採集模塊，所述三相電能參數採集模塊與電網之間連接信號調理電路；所述無功補償主模塊與各個無功補償分模塊均連接有數據存儲模塊、人機接口模塊、過零檢測及觸發電路，所述過零檢測及觸發電路與電網之間連接有可控矽模塊，所述可控矽模塊並接一個無功功耗開關，所述可控矽模塊與無功功耗開關之間連接電容器組。所述無功補償主模塊和若干個無功補償分模塊主要包括單片機C8051F、電能採集晶片ATT7022B、過零光耦器件M0C3081。 所述三相電能參數採集模塊包括三相電流參數採集模塊和三相電壓參數採集模塊，所述信號調理電路包括電流信號調理電路和電壓信號調理電路。所述電流信號調理電路包括電流互感器，所述電流互感器的輸出端連接運放， 所述運放的輸出端與雙運放的反相輸入端相連，所述雙運放的輸出端連入電能採集晶片 ATT7022B。所述電壓信號調理電路包括電壓互感器，所述電壓互感器的輸出端分別串接兩個電阻後與運放相連，所述運放的輸出端與雙運放的反相輸入端相連，所述雙運放的輸出端連入電能採集晶片ATT7022B。所述可控矽模塊與無功功耗開關組成過零投切電路，實現電網的過零投切。無功補償主模塊採集電網的三相電壓、三相電流等數據，經過信號調理電路的信號調理、電能採集晶片ATT7022B的信號變換，單片機C8051F讀取電網參數後，根據讀取到的電網中的無功功率的大小和人機接口模塊中用戶設定的投切闕值進行比較，同時考慮電壓、溫度等參數來控制無功投切，投切補償時採用智能過零投切裝置，即將可控矽模塊和無功功耗開關並接，過零光耦器件M0C3081檢測到電網的無功功率過零時且待投切電容器組的殘壓足夠低時，單片機才發出投切指令，電容器組在投切的瞬間由無觸點功率器件可控矽模塊接入電網，實現無湧流、無波動切換；投切後，再由無功耗器件無功功耗開關並聯接入或斷開以避免無觸點功率器件可控矽模塊的運行功率損耗。具體的實現方法是在投入時，電壓過零瞬間可控矽模塊過零觸發，穩定以後再將無功功耗開關閉合導通，從而實現電流過零投入；切除時，先將可控矽模塊投入，穩定後無功功耗開關斷開，等電流過零時可控矽模塊實時斷開，從而實現電流過零切除。如圖2所示，所述的電流信號調理電路主要由電流互感器ZMCT101、IC3、LM3C組成，電流互感器的輸出與IC3相連，IC3的輸出與雙運放LM3C的反相輸入端相連後，調理輸出的信號送給電能採集晶片ATT7022B。如圖3所示，所述的電壓信號調理電路主要由電流互感器ZMPT101、ICl、LMlA組成，電壓互感器的輸出端分別串接兩個電阻R122、R123後與運放ICl相連，ICl的輸出與雙運放LMlA的反相輸入端相連後，調理輸出的信號送給電能採集晶片ATT7022B。如圖4所示，所述的電網參數採集單元主要由電能採集晶片ATT7022B構成，經過圖2和圖3信號調理電路的三相電流信號和三相電壓信號分別接入ATT7022B的V1P/V1N、 V3P/V3N、V5P/V5N 和 V2P/V2N、V4P/V4N、V6P/V6N 輸入引腳，輸出引腳 SIG、RESET、SEL、CS、 SCLK、DIN、DOUT 分別接單片機的 P0. 6，P0. 5，P0. 4，P0. 3，P0. 2，P0. 1，P0. 0，輸出引腳 CF4、 CF3、CF2、CFl 分別與單片機的 Pl. 3，Pl. 2，Pl. 1，P1.0 相連接。如圖5所示所述的過零投切電路主要包括IC66、IC67和接觸器G6B2，單片機發出的投切信號經過隔離、放大以後，經過電阻R635送入IC66的2腳，IC66的4腳和6腳之間接IM電阻R637，IC66的1腳接IC67的2腳，IC66的6腳接IC67的4腳，IC66的4腳串接電阻R638後接到輸出埠 J603的2腳，IC67的6腳串接IM電阻R633後接到J603 的1腳，同時IC67的6腳接G62B的3腳，G62B的5腳接J603的1腳。G62B的2腳接來自U23-15的控制信號。
權利要求1.一種智能化過零投切無功補償裝置，其特徵在於包括有無功補償主模塊和若干個無功補償分模塊，所述模塊之間採用485總線進行通信，無功補償主模塊連接三相電能參數採集模塊，所述三相電能參數採集模塊與電網之間連接信號調理電路；所述無功補償主模塊與各個無功補償分模塊均連接有數據存儲模塊、人機接口模塊、過零檢測及觸發電路， 所述過零檢測及觸發電路與電網之間連接有可控矽模塊，所述可控矽模塊並接一個無功功耗開關，所述可控矽模塊與無功功耗開關之間連接電容器組。
2.根據權利要求1所述的一種智能化過零投切無功補償裝置，其特徵在於所述無功補償主模塊和若干個無功補償分模塊主要包括單片機C8051F、電能採集晶片ATT7022B、過零光耦器件M0C3081。
3.根據權利要求1所述的一種智能化過零投切無功補償裝置，其特徵在於所述三相電能參數採集模塊包括三相電流參數採集模塊和三相電壓參數採集模塊，所述信號調理電路包括電流信號調理電路和電壓信號調理電路。
4.根據權利要求3所述的一種智能化過零投切無功補償裝置，其特徵在於所述電流信號調理電路包括電流互感器，所述電流互感器的輸出端連接運放，所述運放的輸出端與雙運放的反相輸入端相連，所述雙運放的輸出端連入電能採集晶片。
5.根據權利要求3所述的一種智能化過零投切無功補償裝置，其特徵在於所述電壓信號調理電路包括電壓互感器，所述電壓互感器的輸出端分別串接兩個電阻後與運放相連，所述運放的輸出端與雙運放的反相輸入端相連，所述雙運放的輸出端連入電能採集晶片。
6.根據權利要求1所述的一種智能化過零投切無功補償裝置，其特徵在於所述可控矽模塊與無功功耗開關組成過零投切電路。
專利摘要本實用新型公開了一種智能化過零投切無功補償裝置，包括有無功補償主模塊和若干個無功補償分模塊，所述模塊之間採用485總線進行通信，無功補償主模塊連接三相電能參數採集模塊，所述三相電能參數採集模塊與電網之間連接信號調理電路；所述無功補償主模塊與各個無功補償分模塊均連接有數據存儲模塊、人機接口模塊、過零檢測及觸發電路，所述過零檢測及觸發電路與電網之間連接有可控矽模塊，所述可控矽模塊並接一個無功功耗開關，所述可控矽模塊與無功功耗開關之間連接電容器組。本實用新型由單片機和電能採集晶片智能控制各種信號檢測、過零投切、網絡通信、參數顯示及面板操作等，做到電容投切無擾動、基本無湧流、諧波小，電容器及無功功耗開關使用壽命長。
文檔編號H02J3/18GK202309086SQ20112042386
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月31日 優先權日2011年10月31日
發明者周璇, 方向紅, 李善田 申請人:周璇, 孫超, 方向紅, 李善田