一種功率因數控制器的製造方法
2023-10-11 03:59:49 1
一種功率因數控制器的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種功率因數控制器，用於電力供電系統中，其包括殼體和設置在殼體內部的無功補償系統，所述無功補償系統包括：電源模塊、計量模塊、電能質量檢測模塊、溫溼度採集模塊、人機互動模塊、控制輸出模塊和主控制模塊。與現有技術相比，本實用新型提供的功率因數控制器同時適用於高壓和低壓電力供電系統中，降低無功補償系統的使用成本，節約資源，並具有溫溼度控制功能，可通過控制風機繼電器或加熱器繼電器改善工作環境的溫度和溼度，保護整個功率因數控制器，延長使用壽命。
【專利說明】一種功率因數控制器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力供電系統中的無功補償領域，特別是一種功率因數控制器。
【背景技術】
[0002]在現有電力供電系統中，一些如電動機、變壓器、互感器等用電設備以及輸送線路內，因線圈電流而產生熱損耗、勵磁損耗、鐵損耗、銅損耗等無功損耗，這些損耗使得電網的功率因數降低，造成電能的浪費，影響供電效率。為了減少上述損耗，通常在電力供電系統中設置無功補償裝置，無功補償裝置在電力系統中起提高電網的功率因數的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境。合理的選擇無功補償裝置，可以做到最大限度的減少電網的損耗，使電網質量提高。
[0003]而無功補償裝置主要是通過功率因數控制器來提高電網的功率因數。現有技術的功率因數控制器一般只具有計量、無功補償控制等功能，輸出信號固定，因而針對不同電壓等級的系統需採用不同的功率因數控制器，這樣導致整個無功補償裝置的性能太過單一，適用範圍小，增加無功補償系統中無功裝置的實用成本，浪費資源。同時，現有技術中的功率因數控制器一般是置入無功補償櫃內工作，無功補償櫃內的溫度和溼度都會影響櫃內元器件的正常運行，而現有技術中不能實時調節無功補償櫃內的溫度和溼度，特別是在溫度過高和溼度過大的環境下，會縮短櫃內元器件的使用壽命。因此，亟需一種能同時適用於高壓和低壓電力系統，且能自動調節溫度和溼度的功率因數控制器。
實用新型內容
[0004]針對上述問題，本實用新型提供了一種功率因數控制器，該功率因數控制器能用於電力供電系統中且同時適用於高壓和低壓系統，可自動調節溫度和溼度，降低無功補償系統使用成本，節約資源，提高工作精度。
[0005]本實用新型採用的技術方案為:
[0006]一種功率因數控制器，用於電力供電系統，所述功率因數控制器包括殼體和設置在殼體內部的無功補償系統，所述無功補償系統包括:
[0007]計量模塊，用於採集所述電力供電系統的電壓和電流信號；
[0008]電能質量檢測模塊，與所述計量模塊電性連接，用於接收所述計量模塊採集的所述電壓和電流信號，並將所述電壓和電流信號轉換為第一電信號；
[0009]溫溼度採集模塊，用於採集功率因數控制器工作環境的溫度和溼度信號；
[0010]主控制模塊，與所述電能質量檢測模塊及所述溫溼度採集模塊電性連接，用於接收並傳遞所述第一電信號及所述溫度和溼度信號，所述主控制模塊還用於根據所述第一電信號發送第一控制命令，根據所述溫度和溼度信號發送第二控制命令；
[0011]人機互動模塊，與所述主控制模塊電性連接，用於接收所述主控制模塊發送的第一電信號和所述溫度和溼度信號，並顯示所述電壓、電流及所述溫度溼度信息；
[0012]控制輸出模塊，與所述主控制模塊電性連接，用於接收主控制模塊發出的所述第一控制命令及所述第二控制命令，並根據所述第一控制命令及所述第二控制命令調節相應的輸出；及
[0013]電源模塊，與所述主控制模塊電性連接，用於為所述無功補償系統提供電源。
[0014]優選地，所述主控制模塊包括參數設置單元和參數存儲器，所述參數設置單元用於預設所述電力供電系統的工作參數，所述參數存儲器用於存儲所述工作參數，這樣設置的工作參數具有密碼保護功能，掉電數據不丟失。
[0015]更優選地，主控制模塊通過觸控螢幕操作設置工作參數。
[0016]優選地，所述計量模塊包括電壓互感器和電流互感器，所述電壓互感器用於採集電壓信號，所述電流互感器用於採集電流信號。
[0017]優選地，所述溫溼度採集模塊包括溫溼度傳感器，所述溫溼度傳感器用於採集所述溫度和溼度信號。
[0018]優選地，所述控制輸出模塊包括12路電容器投切、報警繼電器、風機繼電器及加熱器繼電器，所述12路電容器投切及所述報警繼電器根據所述第一控制命令進行開啟或關閉的動作，所述風機繼電器及加熱器繼電器根據所述第二控制命令進行開啟或關閉的動作。
[0019]更優選地，所述控制輸出模塊還包括輸出測試單元，所述輸出測試單元用於測試所述報警繼電器、所述風機繼電器、所述加熱器繼電器和所述12路電容器投切在所述功率因數控制器投入所述電力供電系統正常運行前是否可以正常工作。
[0020]更優選地，所述報警繼電器為單刀雙擲繼電器。
[0021]更優選地，所述12路電容器投切通過繼電器控制接觸器來投切電容器或者通過12V電平信號控制晶閘管通斷來投切電容器。
[0022]優選地，所述主控制模塊還包括時鐘單元和記錄單元，所述時鐘單元用於計時，所述記錄單元用於記錄基於時鐘單元的報警信息，以及12路電容器投切當月運行動作的次數和投入運行的總時間。
[0023]優選地，所述無功補償系統還包括通訊模塊，所述通訊模塊與所述主控制模塊電性連接，用於實現所述電力供電系統的通訊連接及所述電力供電系統的數據監控，所述通訊模塊包括RS485接口、乙太網接口和預留接口。
[0024]優選地，人機互動模塊為4.3寸TFT觸摸顯示屏。
[0025]與現有技術相比，本實用新型提供的功率因數控制器，具有以下優點:
[0026]1、同時適用於高壓和低壓系統，降低無功補償系統的使用成本，節約資源；
[0027]2、計量模塊採樣電壓、電流精度高，計量精確；
[0028]3、主控制模塊中參數設置簡單方便，設置的參數具有密碼保護功能，掉電數據不丟失;
[0029]4、具有強大的記錄功能，可記錄基於時鐘的報警信息、12路電容器投切本月的動作次數以及投入運行的時間；
[0030]5、具有過電壓、欠電壓、低電流閉鎖、諧波電壓超限判斷和顯示，能快速切除電容，防止電容器組在異常條件下運行；
[0031]6、適用兩種通訊方式，輸出信號多樣化，方便實時通訊和遠程控制；
[0032]7、具有測試功能，可供用戶測試報警繼電器、風機繼電器、加熱器繼電器以及12路電容器投切，確保整個功率因數控制器在投入使用後正常運行；
[0033]8、具有溫溼度控制功能，可通過控制風機繼電器或加熱器繼電器改善控制器工作環境的溫度和溼度，保護整個功率因數控制器，延長使用壽命；
[0034]9、採用4.3寸TFT觸摸顯示屏，界面操作簡單、流暢。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1為本實用新型提供的功率因數控制器的主視圖；
[0036]圖2為本實用新型提供的功率因數控制器的側視圖；
[0037]圖3為本實用新型提供的功率因數控制器的示意圖。
【具體實施方式】
[0038]以下將結合附圖1至3以及優選實施例對本實用新型提供的功率因數控制器作更為詳細說明。
[0039]如圖1至圖3所示，為本實用新型提供的功率因數控制器的優選實施方式。該功率因數控制器適用於電力供電系統中，其包括殼體I和設置在殼體I內部的無功補償系統2，整個功率因數控制器通過無功補償系統2控制功率因數。如圖3所示，無功補償系統2包括電源模塊21、計量模塊22、電能質量檢測模塊23、溫溼度採集模塊24、通訊模塊25、人機互動模塊26、控制輸出模塊27和主控制模塊28。
[0040]電源模塊21與主控制模塊28電性連接，電源模塊21用於為無功補償系統2中的其他各模塊提供電源，保證無功補償系統2的正常工作，電源模塊21提供的電源有+12V、+5V、-5V、+3.3Vo
[0041]計量模塊22包括電壓互感器和電流互感器，所述計量模塊22通過電壓互感器和電流互感器對電力供電系統中的電壓、電流信號進行實時採樣，並對電路中的電壓、電流、功率因數、有功和無功進行計量。所述計量模塊22採用精度為0.2級的集成計量晶片採樣，能計量電力供電系統中的電壓、電流、功率因數、有功功率、無功功率、2?49次電壓/電流諧波含有率等電量，計量精度可達0.5級。所述電壓互感器採集的電壓信號為電力供電系統中兩相之間的線電壓，且輸入的電壓範圍廣，可適用於高壓和低壓電力供電系統；所述電流互感器採集的電流信號為一相電流，適用於採樣電流為IA和5A的電力供電系統，使得功率因數控制器的適用範圍廣，採樣接線方式靈活。
[0042]電能質量檢測模塊23與所述計量模塊22電性連接，所述電能質量檢測模塊23接收所述計量模塊22採集電壓和電流信號，並將所述電壓和電流信號轉換為第一電信號。
[0043]溫溼度採集模塊24包括溫溼度傳感器，所述溫溼度採集模塊24通過溫溼度傳感器採集所述功率因數控制器工作環境中的溫度和溼度信號。
[0044]主控制模塊28包括參數設置單元和參數存儲器，所述參數設置單元用於預設所述電力供電系統的工作參數，所述參數存儲器用於存儲所述工作參數，這樣設置的參數具有密碼保護功能，掉電數據不丟失。所述主控制模塊28與電能質量檢測模塊23和溫溼度採集模塊24電性連接，所述主控制模塊28用於接收並傳遞所述第一電信號和所述溫度和溼度信號，根據主控制模塊28中的預設工作參數進行處理、分析和判斷，所述主控制模塊28依據所述第一電信號發出第一控制命令，依據所述溫度和溼度信號發出第二控制命令。
[0045]人機互動模塊26與所述主控制模塊28電性連接，所述人機互動模塊26用於接收所述主控制模塊28傳遞的所述第一電信號和所述溫度和溼度信號，並顯示所述電壓、電流及所述溫度和溼度信息。所述人機互動模塊26為4.3寸TFT觸摸顯示屏，界面操作簡單、流暢。
[0046]主控制輸出模塊27與所述主控制模塊28電性連接，所述主控制輸出模塊27用於接收所述主控制模塊28發出的第一控制命令和第二控制命令。所述主控制模塊27包括風機繼電器271、加熱器繼電器272、12路電容器投切273、報警繼電器274，當所述主控制輸出模塊27接收所述主控制模塊28發出的第一控制命令時，12路電容器投切273和報警繼電器274產生開啟或關閉的動作；當所述主控制輸出模塊27接收所述主控制模塊28發出的第二控制命令時，風機繼電器271和加熱器繼電器272產生開啟或關閉的動作。
[0047]所述報警繼電器274為單刀雙擲繼電器。所述12路電容器投切通過繼電器控制接觸器來投切電容器或者通過12V電平信號控制晶閘管通斷來投切電容器。採用繼電器控制接觸器的方式適用於高壓和部分低壓電力供電系統中，採用12V電平信號控制晶閘管通斷的方式適用於負荷波動大的低壓電力供電系統中。
[0048]控制輸出模塊27進一步包括輸出測試單元，可供用戶在功率因數控制器未投入電力系統正常運行前測試報警繼電器274、風機繼電器271、加熱器繼電器272、12路電容器投切273是否能正常工作，確保控制器在投入使用後正常運行。
[0049]所述主控制模塊28還包括時鐘單元和記錄單元，所述時鐘單元用於計時，所述記錄單元用於記錄基於時鐘單元的報警信息，以及12路電容器投切當月運行動作的次數和投入運行的總時間，可供查閱，分析問題。
[0050]通訊模塊25與所述主控制模塊28電性連接，用於實現所述電力供電系統的通訊連接及所述電力供電系統的數據監控，所述通訊模塊25包括RS485接口、乙太網接口和預留接口，支持Modbus協議的RS485接口方式以及TCP/IP協議的乙太網模式，方便控制器進行組網，通過上位機使工作人員及時掌握控制器的運行狀態，以保證電網的安全、經濟運行。
[0051]整個功率因數控制器的工作過程為:所述計量模塊22的電壓互感器和電流互感器分別對電力供電系統中的電壓、電流信號進行實時採樣，並對電路中的電壓、電流、功率因數、有功和無功進行計量，傳送至所述電能質量檢測模塊23中，所述電能質量檢測模塊23接收所述電壓和電流信號並轉換為第一電信號並傳遞給所述主控制模塊28中，所述主控制模塊28接收所述第一電信號後根據預設工作參數進行處理、分析、判斷，然後將處理的數據以及判斷的結果傳送至所述人機互動模塊26中的觸控螢幕上進行顯示電力供電系統中電壓和電流信息，同時根據所述第一電信號對所述控制輸出模塊27發出第一控制命令，所述控制輸出模塊27接收來自所述主控制模塊28的第一控制命令後，所述12路電容器投切273和所述報警繼電器輸274產生開啟或關閉的動作；同時，所述溫溼度採集模塊24通過其內部的溫溼度傳感器採集功率因數控制器工作環境中的溫度和溼度信號，傳送到所述主控制模塊28中，所述主控制模塊28接收所述溫度和溼度信號後，依據預設工作參數分析處理，將所述溫度和溼度信號傳遞至所述人機互動模塊26中，來顯示工作環境中的溫度和溼度信息，並且所述主控制模塊28還根據所述溫度和溼度信號對所述控制輸出模塊27發出第二控制命令，所述控制輸出模塊27接收來自所述主控制模塊28的第二控制命令後，所述風機繼電器271和所述加熱器繼電器272產生開啟或關閉的動作，以達到降溫和除溼的目的，保護整個功率因數控制器。
[0052]綜合上所述，本實用新型的技術方案可以充分有效的實現上述實用新型目的，且本實用新型的結構及功能原理都已經在實施例中得到充分的驗證，能達到預期的功效及目的，在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對實用新型的實施例做出多種變更或修改。因此，本實用新型包括一切在專利申請範圍中所提到範圍內的所有替換內容，任何在本實用新型申請專利範圍內所作的等效變化，皆屬本案申請的專利範圍之內。
【權利要求】
1.一種功率因數控制器，用於電力供電系統，所述功率因數控制器包括殼體和設置在殼體內部的無功補償系統，其特徵在於，所述無功補償系統包括: 計量模塊，用於採集所述電力供電系統的電壓和電流信號； 電能質量檢測模塊，與所述計量模塊電性連接，用於接收所述計量模塊採集的所述電壓和電流信號，並將所述電壓和電流信號轉換為第一電信號； 溫溼度採集模塊，用於採集所述功率因數控制器工作環境的溫度和溼度信號； 主控制模塊，與所述電能質量檢測模塊及所述溫溼度採集模塊電性連接，用於接收並傳遞所述第一電信號及所述溫度和溼度信號，所述主控制模塊還用於根據所述第一電信號發送第一控制命令，根據所述溫度和溼度信號發送第二控制命令； 人機互動模塊，與所述主控制模塊電性連接，用於接收所述主控制模塊發送的所述第一電信號及所述溫度溼度信號，並顯示所述電壓、電流及所述溫度和溼度信息； 控制輸出模塊，與所述主控制模塊電性連接，用於接收主控制模塊發出的所述第一控制命令及所述第二控制命令，並根據所述第一控制命令及所述第二控制命令調節相應的輸出；及 電源模塊，與所述主控制模塊電性連接，用於為所述無功補償系統提供電源。
2.根據權利要求1所述的功率因數控制器，其特徵在於:所述主控制模塊包括參數設置單元和參數存儲器，所述參數設置單元用於預設所述電力供電系統的工作參數，所述參數存儲器用於存儲所述工作參數。
3.根據權利要求1所述的功率因數控制器，其特徵在於:所述計量模塊包括電壓互感器和電流互感器，所述電壓互感器用於採集電壓信號，所述電流互感器用於採集電流信號。
4.根據權利要求1所述的功率因數控制器，其特徵在於:所述溫溼度採集模塊包括溫溼度傳感器，所述溫溼度傳感器用於採集所述溫度和溼度信號。
5.根據權利要求1所述的功率因數控制器，其特徵在於:所述控制輸出模塊包括12路電容器投切、報警繼電器、風機繼電器及加熱器繼電器，所述12路電容器投切及所述報警繼電器根據所述第一控制命令進行開啟或關閉的動作，所述風機繼電器及加熱器繼電器根據所述第二控制命令進行開啟或關閉的動作。
6.根據權利要求5所述的功率因數控制器，其特徵在於:所述控制輸出模塊還包括輸出測試單元，所述輸出測試單元用於測試所述報警繼電器、所述風機繼電器、所述加熱器繼電器和所述12路電容器投切在所述功率因數控制器投入所述電力供電系統正常運行前是否可以正常工作。
7.根據權利要求5所述的功率因數控制器，其特徵在於:所述主控制模塊還包括時鐘單元和記錄單元，所述時鐘單元用於計時，所述記錄單元用於記錄基於時鐘單元的報警信息，以及12路電容器投切當月運行動作的次數和投入運行的總時間。
8.根據權利要求5所述的功率因數控制器，其特徵在於:所述報警繼電器為單刀雙擲繼電器。
9.根據權利要求5所述的功率因數控制器，其特徵在於:所述12路電容器投切通過繼電器控制接觸器來投切電容器或者通過12V電平信號控制晶閘管通斷來投切電容器。
10.根據權利要求1所述的功率因數控制器，其特徵在於:所述無功補償系統還包括通訊模塊，所述通訊模塊與所述主控制模塊電性連接，用於實現所述電力供電系統的通訊連接及所述電力供電系統的數據監控，所述通訊模塊包括RS485接口、乙太網接口和預留接□ O
【文檔編號】H02J3/18GK204179672SQ201420700193
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月20日 優先權日:2014年11月20日
【發明者】呂韜, 劉賢斌, 李德深 申請人:深圳市三和電力科技有限公司