專利名稱：智能無功補償控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電容無功補償控制裝置。
智能無功補償控制器是一種能夠降低線損、節(jié)約電能、穩(wěn)定電網(wǎng)電壓、改善電網(wǎng)三相不平衡、為變壓器增容的設備。傳統(tǒng)的低壓無功功率補償裝置，采用功率因數(shù)采樣，用交流接觸器投切電容。投切時電路涌流大，易產(chǎn)生投切振蕩，加上接觸器本身還存在觸點易拉弧、噪音大、動態(tài)響應慢、使用壽命短、可靠性差等缺點。
本實用新型設計一種智能無功補償控制器，可克服上述缺點，并具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便等優(yōu)點。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的包括有電壓、電流相位采樣器及無功電流采樣器、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、驅(qū)動器、鍵盤顯示器、EEPROM、RS485接口、大功率電子開關模塊。其特征在于所述的電壓、電流采樣器將電壓、電流及相位通過A/D轉(zhuǎn)換器輸入到微處理器，計算出功率因數(shù)和無功電流。
所述的智能無功補償控制器的鍵盤顯示器通過譯碼驅(qū)動器與微處理器相連。通過鍵盤可將一系列參數(shù)輸入到微處理器，微處理器通過軟件計算，代替了傳統(tǒng)的硬件變換，省去了復雜的硬件電路。
所述的智能無功補償控制器的智能控制單元與大功率電子開關集成于一體。
智能無功補償控制器的電壓相位采樣器包括相位檢測電路和與其連接的整形電路，相位檢測電路的輸入端采集電網(wǎng)電壓信號，整形電路的輸出端連接所述的微處理器；電流相位采樣器包括相位檢測電路和與其相連的整形電路，相位輸入端采集電網(wǎng)電流的相位信號，整形電路的輸出端與所述的微處理器相連。
所述的智能無功補償控制器的RS485接口一端與微處理器相連，另一端外部網(wǎng)絡相連。
本實用新型的無功補償控制器，采用功率因數(shù)和無功電流雙參數(shù)采樣、鍵盤輸入?yún)?shù)、智能化控制，不但實現(xiàn)了快速頻繁投切、無涌流、無電弧重燃、無投切振蕩，而且有以下優(yōu)點上端與電網(wǎng)相連，不論外部CT變比是多少，接線方式相同，而下端與電容的連線方式則靈活多樣，皆可通過鍵盤輸入到微處理器以實現(xiàn)智能控制。另外，根據(jù)負載情況，投切延時和目標功率因數(shù)亦可通過鍵盤設置，所有參數(shù)都存貯在EEPROM，即使掉電也不會丟失。另外，微處理器通過RS485接口可與外部聯(lián)網(wǎng)。
下面結(jié)合原理圖進一步說明本實用新型的技術。
圖一是本實用新型的智能無功補償控制器結(jié)構(gòu)原理框圖；圖二是圖一所示微處理器的連接示意圖；圖三和圖四是圖一所示智能無功補償控制器實施電路圖；如圖一，本實用新型的智能無功補償控制器主要包括電壓、電流相位信號取樣器，無功電流取樣器、AD轉(zhuǎn)換器、微處理器、驅(qū)動器、大功率電子開關模塊、鍵盤顯示器、EEPROM、RS485接口。
其中圖四中的J2接鍵盤，可通過鍵盤設置參數(shù)。
相位取樣器由圖三中的U3和Q1等組成。
通常，主回路中總的功率因數(shù)隨各負載的工作狀況變化，微處理器測量電壓、電流相位角的變化，可計算出功率因數(shù)，并能夠在顯示器上顯示出來。
另外，I總大小隨各負載L1、L2、…、Ln的電流變化而變化，一方面經(jīng)電流互感器CT1輸入到AD轉(zhuǎn)換器U5，另一方面經(jīng)相位取樣器轉(zhuǎn)換成方波進微處理器U6的外部中斷0端，電壓信號經(jīng)相位取樣器進變成方波進微處理器U6的外部中斷1端，微處理器受電壓相位控制通過AD轉(zhuǎn)換器采集無功電流，按所設置的外部CT變比、單級電容容量即可計算出需投電容器的容量。并按所設置的輸出路數(shù)和切換順序通過驅(qū)動器U8驅(qū)動電子開關控制電容器組的投切。當一次電容器組的投切完成后，則微處理器通過測量外部中斷0和外部中斷1端兩個信號的相位差，即可計算出當時的功率因數(shù)，如果當前功率因數(shù)高于預先所設置的功率因數(shù)，則微處理器不再采集無功電流，而只采集功率因數(shù)用于顯示。
如果需要，本實用新型的智能無功補償控制器可通過RS485接口與外部網(wǎng)絡相連，將投切狀態(tài)輸出到網(wǎng)絡，還可接收輸入的命令強行投切電容器組。
權利要求1.本智能無功補償控制器，包括有電壓、電流相位采樣器及無功電流采樣器、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、驅(qū)動器、鍵盤顯示器、EEPROM、RS485接口、大功率電子開關模塊，其特征在于所述的電壓、電流采樣器將電壓、電流及相位通過A/D轉(zhuǎn)換器輸入到微處理器到微處理器，計算出功率因數(shù)和無功電流。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能無功補償控制器，其特征在于所述的鍵盤顯示器通過譯碼驅(qū)動器與微處理器相連，通過鍵盤可將一系列參數(shù)輸入到微處理器，微處理器通過軟件計算，代替了傳統(tǒng)的硬件變換，省去了復雜的硬件電路。
3.根據(jù)權利要求1所述的智能無功補償控制器，其特征在于其智能控制單元與大功率電子開關集成于一體。
4.根據(jù)權利要求1所述的智能無功補償控制器，其特征在于所述的電壓相位采樣器包括相位檢測電路和與其連接的整形電路，相位檢測電路的輸入端采集電網(wǎng)電壓信號，整形電路的輸出端連接所述的微處理器；電流相位采樣器包括相位檢測電路和與其相連的整形電路，相位輸入端采集電網(wǎng)電流的相位信號，整形電路的輸出端與所述的微處理器相連。
5.根據(jù)權利要求1所述的智能無功補償控制器，其特征在于所述的RS485接口一端與微處理器相連，另一端外部網(wǎng)絡相連。
專利摘要本實用新型涉及一種智能無功補償控制器，將智能控制單元與大功率電子開關模塊集中于一體。包括電壓、電流相位采樣器和無功電流采樣器及順序連接的A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、驅(qū)動器、大功率電子開關模塊，以及和微處理器直接相連的EEPROM、鍵盤、顯示器、RS485接口。當控制器連接電網(wǎng)后，微處理器通過上述兩個采樣器可采集電壓、電流及電流相位值，再按由鍵盤輸入的參數(shù)計算出功率因數(shù)和需投電容的級數(shù)，同時控制電容器的投切。
文檔編號H02J3/18GK2563809SQ02237628
公開日2003年7月30日 申請日期2002年6月21日 優(yōu)先權日2002年6月21日
發(fā)明者李瑞凱 申請人:李瑞凱