智能無功功率分相補償控制器的製作方法

2023-10-28 03:26:27

專利名稱：智能無功功率分相補償控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及低壓配電系統的功率因數補償裝置，具體是智能 無功功率自動補償控制器。
背景技術：
智能無功功率分相補償控制器適用於低壓配電系統，可廣泛用於 戶外臺式變壓器、室內配電站、箱式變電站以及冶金、機械、礦山、 鐵路、化工等企業或低壓用戶進行無功功率自動跟蹤補償控制。控制 器主要是用於控制電容器組的投切，對電網無功功率進行補償控制， 以達到提高功率因數和提高變壓器的負載能力等目的。控制方式一般 分為三相共補型、三相分補型、三相共補+分補混合型三種。以前的 產品多為共補型產品， 一般取三相中的兩相電壓和另外一相的電流信 號來計算出電網中的無功功率，它的缺點在於當用戶變壓器三相負 載不平衡時，每一相的分相無功功率也是不平衡的，由於共補型產品 在補償時的依據為三相的總無功功率，電容器採用A型聯接，同時對 三相進行補償，結果就會造成某些相位過補而某些相位欠補的現象， 不但不能達到有效補償無功的效果，由於過補還會影響變壓器的正常 使用壽命。
發明內容
本實用新型的目的在於為克服現有技術的不足而提供一種可靠 性和精度更高的智能無功功率分相補償控制器。
為了實現上述目的，本實用新型採取的技術解決方案如下智能 無功功率分相補償控制器，包括外殼及控制電路，其特徵在於所述 控制電路包括中央處理單元、三相電流信號處理單元、三相電壓信號 輸入單元、電壓波形信號輸入單元、鍵盤輸入單元、控制輸出單元和顯示單元，所述中央處理單元以AVR型單片機IC5為核心，三相電 流信號輸入單元和三相電壓信號輸入單元的輸出端與AVR型單片機 IC5模數轉換輸入端連接，鍵盤輸入單元與單片機IC5數據輸入端連 接，控制輸出單元和顯示單元與單片機IC5數據輸出端連接，中央處 理單元中內置可擦除存貯器，可保存用戶設置相關的數據信息。
本智能無功功率分相補償控制器通過單片機對從三相電流信號 處理單元和三相電壓信號輸入單元信號的三相電壓及電流信號分別 進行處理，計算出電網的三相相電壓和線電壓、三相電流、三相分 相基功率因數和總基波功率因數、三相分相無功功率和總無功功率、 有功功率及視在功能等電力參數。根據計算得到的三相分相無功功 率大小來選擇投入最合適的共補電容器組或分補電容器組，合理的 將共補與分補方式結合起來。單片機採用最低至2. 7V的電源供電的 AVR型單片機晶片，即使供電電路發生暫降或電源偏低的時候，電 路均能正常工作，不會引起死機或誤動作現象，保證了產品的穩定 性；設有電源電壓監控晶片，抑制電源線上的快速瞬變脈衝幹擾。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


附圖1為本實用新型控制電路具體實施例電路原理圖； 附圖2為補償電容器組的控制繼電器電路原理圖。
具體實施方式
智能無功功率自動補償控制器包括外殼及控制電路，如圖1所 示，控制電路包括以單片機為核心中央處理單元、三相電流信號輸入 單元、三相電壓信號輸入單元、電壓波形信號輸入單元、鍵盤輸入單 元、控制輸出單元和顯示單元，中央處理單元以單片機IC5為核心； 顯示單元包括驅動電路和四位7段數碼顯示屏，顯示屏的7段顯示數 據控制端及小數點顯示控制端分別經限流電阻R44 R51後與單片機 IC5的數據輸出口連接，四位數碼顯示屏的公共極分別與PNP型驅動 三極體Q3~Q6的集電極連接，單片機IC5數據輸出端經與各組PNP 型驅動三極體Ql、 Q2、 Q7、 Q8的基極連接，PNP型驅動三極體Ql、 Q2、 Q7、 Q8的發射極相互連接後與電源正極連接構成驅動電路；單 片機IC5數據輸出口經R32 R43限流後與達林頓陣列集成電路IC3、 IC4驅動補償電容器組的控制繼電器構成輸出控制單元；本具體實施 例中以電容C4 C9、 C13 C18、電感L4 L9構成三組n型電流輸入 信號濾波電路，並同以運算放大器IC2為核心組成跟隨器電路連接構 成三相電流信號處理單元，以濾波電容C1 C3、C10 C12、電感L1 L3
分別構成三組n型電壓信號輸入濾波電路與以運算放大器為核心組
成的三個比例放大電路構成三相電壓信號處理單元，三相電流信號輸 入單元和三相電壓信號輸入單元的輸出端與單片機IC5模數轉換輸
入端連接，鍵盤輸入單元由按鍵開關K1、 K2、 K3和K4組成，按鍵 開關Kl、 K2、 K3和K4分別連接在單片機IC5數據口 PE7、 PE8、 PE6、 PE4埠上；IC6基準源電路TL431輸出2.5V電壓供單片機內 部A/D轉換基準電壓；IC7電源監控晶片連接至單片機RESET復位 端，抑制電源線上的快速瞬變脈衝幹擾。本具體實施例中單片機IC5 為ATMEGA64型，基準源電路IC6為TL431 ，電源電壓監控晶片IC7 為TCM809L。
權利要求1、一種智能無功功率分相補償控制器，包括外殼及控制電路，其特徵在於所述控制電路包括中央處理單元、三相電流信號處理單元、三相電壓信號輸入單元、電壓波形信號輸入單元、鍵盤輸入單元、控制輸出單元和顯示單元，所述中央處理單元以AVR型單片機(IC5)為核心，電壓波形信號輸入單元、三相電流信號輸入單元和三相電壓信號輸入單元的輸出端與AVR型單片機(IC5)模數轉換輸入端連接，鍵盤輸入單元與單片機(IC5)數據輸入端連接，控制輸出單元和顯示單元與單片機(IC5)數據輸出端連接，中央處理單元中內置可擦除存貯器，可保存用戶設置相關的數據信息。
2、 根據權利要求1所述的智能無功功率分相補償控制器，其特 徵在於所述顯示單元包括驅動電路和四位7段數碼顯示屏，顯示屏 的7段顯示數據控制端及小數點顯示控制端分別經限流電阻(R44 R51)後與單片機(IC5)的數據輸出口連接，四位數碼顯示屏的公共 極分別與PNP型驅動三極體(Q3 Q6)的集電極連接，單片機(IC5) 數據輸出端經與各組PNP型驅動三極體(Ql、 Q2、 Q7、 Q8)的基 極連接，PNP型驅動三極體(Ql、 Q2、 Q7、 Q8)的發射極相互連接 後與電源正極連接構成驅動電路；單片機(IC5)數據輸出口經(R32 R43)限流後與達林頓陣列集成電路(IC3、 IC4)驅動繼電器 構成輸出控制單元；以電容(C4 C9、 C13 C18)、電感(L4 L9)構 成三組n型電流輸入信號濾波電路，並同以運算放大器(IC2)為核心組成跟隨器電路連接構成所述三相電流信號處理單元；以濾波電容 (C1 C3、 C10 C12)、電感(L1 L3)分別構成三組n型電壓信號輸入濾波電路與以運算放大器為核心組成的三個比例放大電路構成所 述三相電壓信號處理單元；電壓波形信號輸入單元同樣以運算放大器 為核心組成的比例放大電路構成，電壓波形信號輸入單元的輸入端與 三相電壓信號處理單元之一的輸出端連接，電壓波形信號輸入單元的輸出端與單片機(IC5)數據輸入端連接，以基準源電路IC6提供單 片機內部A/D轉換基準電壓；以電源電壓監控晶片(IC7)抑制電源 線上的快速瞬變脈衝幹擾。
3、根據權利要求2所述的智能無功功率自動補償控制器，其特 徵在於所述單片機(IC5)為ATMEGA64型，基準源電路(IC6) 為TL431，電源電壓監控晶片(IC7)為TCM809L。
專利摘要本實用新型涉及智能無功功率分相補償控制器。包括外殼及控制電路，控制電路包括中央處理單元、三相電流、電壓信號輸入單元、電壓波形信號輸入單元、鍵盤輸入單元、控制輸出單元和顯示單元，所述中央處理單元以AVR型單片機IC5為核心，電流、電壓信號輸入單元的輸出端與AVR型單片機IC5模數轉換輸入端連接，鍵盤輸入單元、控制輸出單元和顯示單元與單片機IC5數據輸入端連接。本實用新型涉及通過單片機對分別計算出電網的各相電壓、電流、分相基功率因數和總基波功率因數、分相無功功率和總無功功率、有功功率及視在功能等電力參數，根據計算選擇投入最合適的共補電容器組或分補電容器組，從而防止某些相位過補而另一些相位欠補的現象。
文檔編號H02J3/18GK201061149SQ200720039818
公開日2008年5月14日 申請日期2007年6月12日 優先權日2007年6月12日
發明者徐會宏 申請人:天正集團有限公司