專利名稱：電力線路無功補(bǔ)償自動(dòng)化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力線路補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力線路無功補(bǔ)償自動(dòng)化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)電力的需求量與日劇增，電力負(fù)荷越 來越大。由于感性負(fù)荷較大，造成電網(wǎng)功率因數(shù)降低，損耗增大，能源利用率降低，供電質(zhì)量 下降。因此，搞好無功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，降低供電損耗，提高供電質(zhì)量，一直是應(yīng)重點(diǎn)解 決的問題?，F(xiàn)有的無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置由控制器、晶閘管、并聯(lián)電容器、電抗器、過零觸發(fā)模塊、 放電保護(hù)器件等組成。裝置實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量負(fù)荷的電壓、電流、無功功率和功率因數(shù)，通過微 機(jī)進(jìn)行分析，計(jì)算出無功功率并與預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，計(jì)算出無功功率并與預(yù)先設(shè) 定的數(shù)值進(jìn)行比較，自動(dòng)選擇能達(dá)到最佳補(bǔ)償效果的補(bǔ)償容量并發(fā)出指令，由過零觸發(fā)模 塊判斷雙向可控硅的導(dǎo)通時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)快速、無沖擊投入并聯(lián)電容器組。然而，現(xiàn)有的無功補(bǔ) 償系統(tǒng)裝置時(shí)常出現(xiàn)電容器組損壞頻繁和投入使用率低現(xiàn)象，尤其是IOKV農(nóng)電網(wǎng)供電線 路。由于IOKV農(nóng)電網(wǎng)供電線路分布廣、線路長，特別是內(nèi)蒙和東西部地區(qū)，一般每一 條線路都需要裝配多個(gè)分散性無功補(bǔ)償點(diǎn)。但目前國內(nèi)都是采用單個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)獨(dú)立自動(dòng)控制 電容器的投切，其缺點(diǎn)是同一條線路上的多個(gè)補(bǔ)償投切控制裝置各自為重，無法統(tǒng)一調(diào)度 協(xié)調(diào)控制，特別是獨(dú)立式集中補(bǔ)償。雖然在各補(bǔ)償點(diǎn)處使其功率因數(shù)達(dá)到了 0.95以上，但 更多的只是改變了線路上的無功潮流分布，對(duì)于降低線損和提高線路末端電壓收效低，而 且，容易產(chǎn)生過補(bǔ)和無功倒流現(xiàn)象。同時(shí)，分散廣布的單臺(tái)獨(dú)立控制裝置由于沒有將補(bǔ)償實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)集中回 傳給中心電腦，會(huì)給無功優(yōu)化的管理帶來很大的不便。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種供電網(wǎng)無功補(bǔ)償全自動(dòng)控制的電力線路 無功補(bǔ)償自動(dòng)化系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種電力線路無功補(bǔ)償自動(dòng)化系統(tǒng)，包括分散安裝在各電力線路補(bǔ)償點(diǎn)上的無功 補(bǔ)償裝置，所述無功補(bǔ)償裝置包括電容器投切控制器、投切真空開關(guān)模塊和補(bǔ)償電容器，所 述補(bǔ)償電容器連接在待補(bǔ)償電力線路上，所述投切真空開關(guān)模塊串聯(lián)在補(bǔ)償電容器與待補(bǔ) 償電力線路之間，所述電容器投切控制器與投切真空開關(guān)模塊電連接，其特征在于所述電 容器投切控制器連有一無線通信模塊，所述無線通信模塊無線連接在一集控電腦上。所述電容器投切控制器連有一無線通信模塊，具體是該電容投切控制器通過 RS232與所述無線通信模塊連接。[0010]所述無線通信模塊為GPRS模塊，所述GPRS模塊中插有一開通了上網(wǎng)功能的SIM 卡；所述無線通信模塊無線連接在一集控電腦上，具體是GPRS模塊中的SIM卡通過無線網(wǎng) 絡(luò)連接到集控電腦上。為了進(jìn)一步集中管理和控制，所述集控電腦通過局域網(wǎng)連接有一 TOB服務(wù)器，所 述WEB服務(wù)器通過局域網(wǎng)還連接有無功優(yōu)化管理層電腦。所述電容器投切控制器包括單片機(jī)微處理器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)采樣處理回 路、合分閘脈沖驅(qū)動(dòng)電路；所述投切真空開關(guān)模塊包括互感器、A和B兩組電磁真空斷路 器；所述電容器投切控制器與投切真空開關(guān)模塊電連接，具體是所述A組電磁真空斷路器串接在補(bǔ)償電容器與電力線路之間，所述A組電磁真空 斷路器通 過電磁分合閘線圈與電容器投切控制器中的合分閘脈沖驅(qū)動(dòng)電路連接，所述B組 電磁真空斷路器也串接在補(bǔ)償電容器與電力線路之間，所述B組電磁真空斷路器同樣通過 電磁分合閘線圈與電容器投切控制器中的合分閘脈沖驅(qū)動(dòng)電路連接，所述合分閘脈沖驅(qū)動(dòng) 電路連接在單片機(jī)微處理器上，所述互感器一次側(cè)與補(bǔ)償電力線路AC相連接，所述互感 器二次側(cè)連接在信號(hào)采樣處理電路上，所述信號(hào)采樣處理電路將采集的電力線路模擬信號(hào) 傳遞給A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字輸出端連接到單片機(jī)微處理器上。本實(shí)用新型使用時(shí)，集控電腦通過互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)與電容器投切控制器進(jìn)行 雙向數(shù)據(jù)通信，采集各個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)線路電容器數(shù)據(jù)；同時(shí)，所述集控電腦還可通過內(nèi)部局域網(wǎng) 絡(luò)與現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的服務(wù)器連接，以獲取電網(wǎng)各條線路的有功功率、無功功率 和功率因數(shù)這些入口運(yùn)行參數(shù)；集控電腦根據(jù)收集的線路運(yùn)行參數(shù)無功、有功、功率因數(shù) 和補(bǔ)償點(diǎn)線路電壓值，計(jì)算出各個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)控制參數(shù)，然后將控制參數(shù)通過互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通 信網(wǎng)發(fā)送給各個(gè)電容器投切控制器，所述電容投切控制器根據(jù)無功欠缺的情況決定該補(bǔ)償 點(diǎn)的電容器的投入還是切除。本實(shí)用新型無功補(bǔ)償自動(dòng)化集控系統(tǒng)，將各線路上分散獨(dú)立控制的無功補(bǔ)償裝置 通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)集中到一臺(tái)集控電腦上，集控電腦通過互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)與 電容器投切控制器進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信，采集各個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)線路電容器數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)投切 控制，從而最大限度地減少線路無功傳送和線路損耗，提高了線路功率因數(shù)。并可將線路無 功補(bǔ)償運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和補(bǔ)償工作狀態(tài)通過本地局域網(wǎng)寫入WEB服務(wù)器中，供各級(jí)管理人員 便可輕松地通過網(wǎng)絡(luò)電腦進(jìn)行無功優(yōu)化管理和維護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)供電網(wǎng)無功補(bǔ)償全自動(dòng)控制 和無功優(yōu)化電腦網(wǎng)絡(luò)管理的目的。

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定，在附圖中圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的整體結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型無功補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)框圖。1、無功補(bǔ)償裝置11、電容器投切控制器111、信號(hào)采樣處理電路 112、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器[0023] 113、單片機(jī)微處理器114、合分閘脈沖驅(qū)動(dòng)電路12、投切真空開關(guān)模塊121、互感器122、電磁真空斷路器13、補(bǔ)償電容器2、GPRS模塊3、集控電腦4、TOB服務(wù)器5、無功優(yōu)化管理層電腦6、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)7、互聯(lián)網(wǎng)8、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的服務(wù)器
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型，在此本實(shí)用新型的示意 性實(shí)施例以及說明用來解釋本實(shí)用新型，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種電力線路無功補(bǔ)償自動(dòng)化系統(tǒng)，包括分散安 裝在各電力線路補(bǔ)償點(diǎn)上的無功補(bǔ)償裝置1，所述無功補(bǔ)償裝置1連接有一 GPRS模塊2，所 述GPRS模塊2通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)6和互聯(lián)網(wǎng)7將各線路上的無功補(bǔ)償裝置1都連接在一 臺(tái)集控電腦3上，無功補(bǔ)償裝置1與集控電腦3通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)6和互聯(lián)網(wǎng)7組成一個(gè) 二級(jí)微型計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。所述集控電腦3通過互聯(lián)網(wǎng)7和移動(dòng)通信網(wǎng)6與無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通 信，采集各個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)線路運(yùn)行數(shù)據(jù)從而進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)投切控制，以最大限度地減少線路無 功傳送和線路損耗，提高了線路功率因數(shù)。如圖1所示，所述集控電腦3通過局域網(wǎng)連接有一 WEB服務(wù)器4，并將線路無功補(bǔ) 償運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和補(bǔ)償工作狀態(tài)通過本地局域網(wǎng)寫入該WEB服務(wù)器4中，所述TOB服務(wù)器4 通過局域網(wǎng)還連接有多臺(tái)無功優(yōu)化管理層電腦5，各級(jí)管理人員便可輕松地通過無功優(yōu)化 管理層電腦5對(duì)各線路上的無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行無功優(yōu)化管理和維護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)供電網(wǎng)無功 補(bǔ)償全自動(dòng)控制和無功優(yōu)化電腦網(wǎng)絡(luò)管理的目的。如圖1所示，本實(shí)用新型使用時(shí)，最好將所述集控電腦3連接到現(xiàn)有現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度 自動(dòng)化系統(tǒng)的服務(wù)器8上，以獲取電網(wǎng)各條線路的入口運(yùn)行參數(shù)供集控電腦3補(bǔ)償運(yùn)算使 用，從而更加合理的對(duì)各補(bǔ)償點(diǎn)的無功補(bǔ)償裝置1進(jìn)行控制與管理。如圖2所示，本實(shí)用新型的無功補(bǔ)償裝置1包括電容器投切控制器11、投切真空開 關(guān)模塊12、兩組補(bǔ)償電容器13 ；所述電容器投切控制器11包括信號(hào)采樣處理電路111、A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器112、單片機(jī)微處理器113和合分閘脈沖驅(qū)動(dòng)電路114 ；所述投切真空開關(guān)模塊 12由互感器121、A組電磁真空斷路器122A和B組電磁真空斷路器122B構(gòu)成；所述補(bǔ)償電 容器13包括A組補(bǔ)償電容器13A和B組補(bǔ)償電容器13B。如圖2所示，所述A組補(bǔ)償電容器13A連接在電力線路上，A組電磁真空斷路器 122A串接在A組補(bǔ)償電容器13A與電力線路之間，所述電磁真空斷路器122A通過電磁分 合閘線圈與電容器投切控制器11中的合分閘脈沖驅(qū)動(dòng)電路114連接，所述電磁真空斷路器 122A的分和受電容器投切控制器11控制，所述合分間脈沖驅(qū)動(dòng)電路114連接在單片機(jī)微處 理器113上，根據(jù)單片機(jī)微處理器113的命令執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電磁真空斷路器122A的分和。如圖2所示，所述B組補(bǔ)償電容器13B同樣連接在電力線路上，B組電磁真空斷路器122B串接在B組補(bǔ)償電容器13B與電力線路之間，所述電磁真空斷路器122B通過電磁分合閘線圈與電容器投切控制器11中的合分閘脈沖驅(qū)動(dòng)電路114連接，所述電磁真空斷路 器122B的分和受電容器投切控制器11控制，所述合分間脈沖驅(qū)動(dòng)電路114連接在單片機(jī) 微處理器113上，根據(jù)單片機(jī)微處理器113的命令執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電磁真空斷路器122B的分和， 所述B組補(bǔ)償電容器13B與互感器121連接，所述互感器121將電力線路參數(shù)傳遞給信號(hào) 采樣處理電路111，所述信號(hào)采樣處理電路111將采集的電力線路信號(hào)傳遞給A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換 器112，所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器112連接到單片機(jī)微處理器113上，所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器112 將從電力線路上采集到得模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)微處理器113能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。如圖2所示，所述單片機(jī)微處理器113通過RS232連接有一 GPRS模塊2，并在GPRS 模塊2中插入開通了上網(wǎng)功能的SIM卡，使得無功補(bǔ)償裝置1和集控電腦3通過互聯(lián)網(wǎng)構(gòu) 成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信回路。每個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償電容器的投入與切除控制過程如下集控電腦3經(jīng)電網(wǎng)調(diào)度自 動(dòng)化系統(tǒng)的服務(wù)器8取得每條電力線路的有功、無功和功率因數(shù)這些入口參數(shù)，并同時(shí)通 過互聯(lián)網(wǎng)7和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)6獲取每個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)上的電壓和無功值，集控電腦3根據(jù)收集到 得相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出所需補(bǔ)償容量，向無功補(bǔ)償裝置1的單片機(jī)微處理器113發(fā)出控制參數(shù) 指令，單片機(jī)微處理器113接到控制參數(shù)后通過電磁分合間線圈輸出分合間脈沖給合分閘 脈沖驅(qū)動(dòng)電路114，該合分閘脈沖驅(qū)動(dòng)電路114將補(bǔ)償電容器13與高壓電磁真空斷路器 122的分和閘電磁鐵線圈接通，電磁鐵吸合，使電磁真空斷路器122分閘或合閘，斷開與接 入其中一組或雙組補(bǔ)償電容器，達(dá)到準(zhǔn)確補(bǔ)償?shù)哪康?，降低線損和提高用戶端電壓，提供功 率因數(shù)至0.95以上，改善了供電質(zhì)量和提供了供電效率。所述集控電腦的基本硬件配置參數(shù)如下內(nèi)存彡1G，硬盤容量彡160G, CPU為能支持雙網(wǎng)卡的雙核處理器；所述集控電腦的基本軟件系統(tǒng)要求如下所述系統(tǒng)安裝Windows XP或Vista操作系統(tǒng)，所述系統(tǒng)安裝有SQLServer 2005 數(shù)據(jù)庫。安裝時(shí)，先將集控電腦與寬帶互聯(lián)網(wǎng)連接，設(shè)置好IP地址使其連接到互聯(lián)網(wǎng)，獲 取網(wǎng)關(guān)地址后進(jìn)入網(wǎng)關(guān)設(shè)置一個(gè)虛擬服務(wù)器和一個(gè)端口映射，如映射端口號(hào)位5555.集控 電腦操作系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)為Windos XP或Vista，裝入并運(yùn)行無功優(yōu)化補(bǔ)償遠(yuǎn)程控制軟件；再 將開了 Cmnet上網(wǎng)功能的SIM手機(jī)卡插入GPRS卡座中，并將GPRS的RS232端口與單片機(jī)微 處理器的RS232端口連接，所有補(bǔ)償點(diǎn)無功補(bǔ)償裝置中的單片機(jī)微處理器均按此連接GPRS 模塊。所有GPRS模塊都要預(yù)先按集控電腦IP地址對(duì)其進(jìn)行初始化設(shè)置，GPRS模塊終端編 號(hào)從000000000000開始編號(hào)至111111111111，以便集控電腦識(shí)別其素有電路上補(bǔ)償點(diǎn)的 控制裝置，對(duì)其進(jìn)程精確控制。以上對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體 個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只適用于幫 助理解本實(shí)用新型實(shí)施例的原理；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施 例，在具體實(shí)施方式
以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為 對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求一種電力線路無功補(bǔ)償自動(dòng)化系統(tǒng)，包括分散安裝在各電力線路補(bǔ)償點(diǎn)上的無功補(bǔ)償裝置，所述無功補(bǔ)償裝置包括電容器投切控制器、投切真空開關(guān)模塊和補(bǔ)償電容器，所述補(bǔ)償電容器連接在待補(bǔ)償電力線路上，所述投切真空開關(guān)模塊串聯(lián)在補(bǔ)償電容器與待補(bǔ)償電力線路之間，所述電容器投切控制器與投切真空開關(guān)模塊電連接，其特征在于所述電容器投切控制器連有一無線通信模塊，所述無線通信模塊無線連接在一集控電腦上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線路無功補(bǔ)償自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于所述電容器投切控制器連有一無線通信模塊，具體是該電容器投切控制器通過 RS232與所述無線通信模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力線路無功補(bǔ)償自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于所述無線通信模塊為GPRS模塊，所述GPRS模塊中插有一開通了上網(wǎng)功能的SIM卡；所 述無線通信模塊無線連接在一集控電腦上，具體是=GPRS模塊中的SIM卡通過無線網(wǎng)絡(luò)連 接到集控電腦上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力線路無功補(bǔ)償自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于所述集控電腦通過局域網(wǎng)連接有一 WEB服務(wù)器，所述TOB服務(wù)器通過局域網(wǎng)還連接有 無功優(yōu)化管理層電腦。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力線路無功補(bǔ)償自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于所述電容器投切控制器包括單片機(jī)微處理器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)采樣處理回路、合 分閘脈沖驅(qū)動(dòng)電路；所述投切真空開關(guān)模塊包括互感器、A和B兩組電磁真空斷路器；所述電容器投切控制器與投切真空開關(guān)模塊電連接，具體是所述A組電磁真空斷路器串接在補(bǔ)償電容器與電力線路之間，所述A組電磁真空斷路 器通過電磁分合閘線圈與電容器投切控制器中的合分閘脈沖驅(qū)動(dòng)電路連接，所述B組電 磁真空斷路器也串接在補(bǔ)償電容器與電力線路之間，所述B組電磁真空斷路器同樣通過電 磁分合閘線圈與電容器投切控制器中的合分閘脈沖驅(qū)動(dòng)電路連接，所述合分閘脈沖驅(qū)動(dòng)電 路連接在單片機(jī)微處理器上，所述互感器一次側(cè)與補(bǔ)償電力線路AC相連接，所述互感器二 次側(cè)連接在信號(hào)采樣處理電路上，所述信號(hào)采樣處理電路將采集的電力線路模擬信號(hào)傳遞 給A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字輸出端連接到單片機(jī)微處理器上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電力線路補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種電力線路無功補(bǔ)償自動(dòng)化系統(tǒng)，包括分散安裝在各電力線路補(bǔ)償點(diǎn)上的無功補(bǔ)償裝置，所述無功補(bǔ)償裝置包括電容器投切控制器、投切真空開關(guān)模塊和補(bǔ)償電容器，所述補(bǔ)償電容器連接在待補(bǔ)償電力線路上，所述投切真空開關(guān)模塊串聯(lián)在補(bǔ)償電容器與待補(bǔ)償電力線路之間，所述電容器投切控制器與投切真空開關(guān)模塊電連接，其特征在于所述電容器投切控制器連有一無線通信模塊，所述無線通信模塊無線連接在一集控電腦上。本實(shí)用新型采用了集中統(tǒng)一控制的方式，方便的了管理的同時(shí)，提高了各線路上的功率因數(shù)。
文檔編號(hào)H02J3/18GK201774255SQ20102002623
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月6日
發(fā)明者吳慶安 申請(qǐng)人:吳慶安