一種電力線(xiàn)路無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電力線(xiàn)路無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)，該系統(tǒng)由GPRS模塊、決策單元和執(zhí)行單元構(gòu)成；決策單元是由第一電壓傳感器（1）、第一電流傳感器（2）、第一A/D轉(zhuǎn)換器（3）、第一整形電路（4）、第一中央處理器CPU（5）、第一液晶顯示模塊（6）、第一按鍵（7）、第一通信鏈路（8）、第一時(shí)鐘電路（9）、第一外部存儲(chǔ)模塊（10）及電源模塊第一（11）構(gòu)成；執(zhí)行單元是由第二電壓傳感器（12）、第二A/D轉(zhuǎn)換器（13）、第二整形電路（14）、第二中央處理器CPU（15）、第二液晶顯示模塊（16）、第二按鍵（17）、第二通信鏈路（18）、輸入通道（19）、輸出通道（20）、第二時(shí)鐘電路（21）、第二外部存儲(chǔ)模塊（22）及第二電源模塊（23）構(gòu)成。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電力線(xiàn)路無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬電力系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電力線(xiàn)路無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償原則是就地、分層、分區(qū)補(bǔ)償，對(duì)于某些長(zhǎng)距離IOKV的配電線(xiàn)路，需在線(xiàn)路合理位置安裝IOKV無(wú)功補(bǔ)償。以滿(mǎn)足線(xiàn)路中負(fù)荷的無(wú)功需求。線(xiàn)路無(wú)功補(bǔ)償控制方式的選擇對(duì)設(shè)備的運(yùn)行、線(xiàn)路損耗影響很大。目前均采用就地控制方式，即“就地測(cè)量，就地補(bǔ)償”。但由于線(xiàn)路中各區(qū)域負(fù)荷變化比較頻繁，而且存在不連續(xù)性，在選擇容量和選取安裝位置時(shí)增加了難度。這種方法只能補(bǔ)償安裝點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的無(wú)功，不能反映整條線(xiàn)路的無(wú)功需求量。另外目前就地補(bǔ)償裝置普遍采用戶(hù)外開(kāi)合式電流互感器，這種互感器應(yīng)用時(shí)間較短，制造和施工工藝不完善，為故障率較高的元件，對(duì)系統(tǒng)可靠運(yùn)行影響很大。傳統(tǒng)的電流互感器制造和施工工藝比較成熟，但用到線(xiàn)路上需要把導(dǎo)線(xiàn)截?cái)?，施工?fù)雜，所以很難被廣泛采用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題提供一種電力線(xiàn)路無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案是:一種電力線(xiàn)路無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)，由GPRS模塊、決策單元和執(zhí)行單元構(gòu)成；所述決策單元是由第一電壓傳感器、第一電流傳感器、第一 A/D轉(zhuǎn)換器、第一整形電路、第一中央處理器CPU、第一液晶顯不模塊、第一按鍵、第一通信鏈路、第一時(shí)鐘電路、第一外部存儲(chǔ)模塊及第一電源模塊構(gòu)成；第一電壓傳感器與第一電流傳感器的輸出端與第一 A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相接,第一 A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端經(jīng)第一整形電路接第一中央處理器CPU,第一中央處理器CPU分別與第一液晶顯不模塊、第一按鍵、第一通信鏈路、第一時(shí)鐘電路、第一外部存儲(chǔ)模塊及第一電源模塊相接；由第一電壓傳感器、第一電流傳感器將輸入信號(hào)變換為各自相應(yīng)等級(jí)的電壓信號(hào)，通過(guò)第一 A/D轉(zhuǎn)換器、第一整形電路直接傳送至第一中央處理器CPU ；由第一中央處理器CPU負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前電壓值、電流值、功率因數(shù)和無(wú)功功率值；通過(guò)第一液晶顯示模塊實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前采集到的電壓、電流、功率因數(shù)和無(wú)功；通過(guò)第一按鍵查看和修改參數(shù)定值以及查看記錄等功能；所設(shè)參數(shù)定值和記錄的存儲(chǔ)由第一中央處理器CPU和第一外部存儲(chǔ)模塊共同完成；第一電源模塊主要提供給內(nèi)部各元件的工作電源；第一通信鏈路則是第一中央處理器CPU收發(fā)通信指令的通信傳輸通道。
[0004]所述執(zhí)行單元是由第二電壓傳感器、第二 A/D轉(zhuǎn)換器、第二整形電路、第二中央處理器CPU、第二液晶顯示模塊、第二按鍵、第二通信鏈路、輸入通道、輸出通道、第二時(shí)鐘電路、第二外部存儲(chǔ)模塊及第二電源模塊構(gòu)成；第二電壓傳感器的輸出端與第二 A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相接，第二 A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端經(jīng)第二整形電路接第二中央處理器CPU，第二中央處理器CPU分別與第二液晶顯示模塊、第二按鍵、第二通信鏈路、輸入通道、輸出通道、第二時(shí)鐘電路、第二外部存儲(chǔ)模塊及第二電源模塊相接；由內(nèi)部第二電壓傳感器將輸入信號(hào)變換為相應(yīng)等級(jí)的電壓信號(hào)，通過(guò)第二 A/D轉(zhuǎn)換器、第二整形電路直接傳送至第二中央處理器CPU，由第二中央處理器CPU負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前安裝點(diǎn)的電壓值，此電壓值是作為檢測(cè)當(dāng)前點(diǎn)的電壓合格率使用；通過(guò)人機(jī)交互實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前安裝點(diǎn)采集到的電壓以及在投組數(shù)等；第二液晶顯示模塊方便就地查看當(dāng)前執(zhí)行單元的工作狀態(tài)，通過(guò)第二按鍵可以查看和修改參數(shù)定值以及查看記錄等功能，所設(shè)參數(shù)定值和記錄的存儲(chǔ)由第二中央處理器CPU和第二外部存儲(chǔ)模塊共同完成，第二電源模塊主要提供給內(nèi)部各元件的工作電源，輸入通道主要檢測(cè)I?3路電容器分合狀態(tài)的投切反饋，輸出通道負(fù)責(zé)控制I?3路電容器的分合，第二通信鏈路則是第二中央處理器CPU收發(fā)通信指令的通信傳輸通道，通過(guò)外部GPRS模塊遠(yuǎn)程接收來(lái)自決策單元控制指令，經(jīng)第二中央處理器CPU計(jì)算、分析后直接控制其下電容器的分合，并且將電容器分合狀態(tài)的反饋信號(hào)通過(guò)輸入檢測(cè)通道傳至內(nèi)部第二中央處理器CPU,由第二中央處理器CPU實(shí)時(shí)發(fā)出工作狀態(tài)指令經(jīng)遠(yuǎn)程傳送到?jīng)Q策單元。
[0005]決策單元的功能是采集一條線(xiàn)路首端的電壓、電流，計(jì)算線(xiàn)路功率因數(shù)和無(wú)功功率值；控制一條線(xiàn)路下多臺(tái)執(zhí)行單元，對(duì)整條線(xiàn)路進(jìn)行無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償。本身具有過(guò)、欠壓保護(hù)功能；需要控制線(xiàn)路下執(zhí)行單元時(shí)將控制指令通過(guò)GPRS模塊遠(yuǎn)程傳送到執(zhí)行單元，并且接收來(lái)自執(zhí)行單元的電容狀態(tài)反饋數(shù)據(jù)。執(zhí)行單元的功能是接收來(lái)自決策單元的投切指令，并將電容狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給決策單元。執(zhí)行單元本身具有保護(hù)和故障診斷功能，保護(hù)功能包括:過(guò)壓、欠壓、限時(shí)速斷(備選)、過(guò)流(備選)、不平衡電流(含缺相)(備選)等?？梢杂涗洸?chǔ)存投切記錄、保護(hù)記錄、運(yùn)行統(tǒng)計(jì)記錄。決策單元安裝在線(xiàn)路首端，采集變電站線(xiàn)路首端電壓、電流，計(jì)算該線(xiàn)路的功率因數(shù)和無(wú)功功率值，根據(jù)用戶(hù)設(shè)定的無(wú)功補(bǔ)償方式和相應(yīng)的投切條件來(lái)進(jìn)行投切決策，按照電壓無(wú)功最優(yōu)的原則控制線(xiàn)路終端執(zhí)行單元下的電容器輸出?？煽刂埔粭l線(xiàn)路下多個(gè)執(zhí)行單元。在使用之前決策單元需要設(shè)置該線(xiàn)路下執(zhí)行單元的個(gè)數(shù)及相應(yīng)的電容器容量，用線(xiàn)路序號(hào)來(lái)表示執(zhí)行單元在線(xiàn)路中所處位置，線(xiàn)路序號(hào)為f255，線(xiàn)路序號(hào)由小到大依次表示所在線(xiàn)路由近到遠(yuǎn)。如果有相同容量時(shí)，決策單元會(huì)通過(guò)線(xiàn)路序號(hào)優(yōu)先選擇投切線(xiàn)路末端電容器，以提高末端電壓。決策單元按照各執(zhí)行單元不同的地址發(fā)送控制命令至指定的執(zhí)行單元，并且實(shí)時(shí)檢測(cè)各執(zhí)行單元的電容投切狀態(tài)和保護(hù)狀態(tài)。執(zhí)行單元安裝在線(xiàn)路相對(duì)負(fù)荷中心，比傳統(tǒng)的補(bǔ)償柜少一只電流互感器。主要執(zhí)行決策單元發(fā)來(lái)的控制指令。執(zhí)行單元有三種工作方式:手動(dòng)、自動(dòng)、遠(yuǎn)控；將執(zhí)行單元設(shè)為遠(yuǎn)控模式，會(huì)執(zhí)行決策單元遠(yuǎn)程發(fā)來(lái)的控制命令。執(zhí)行單元選取位置需遵循一個(gè)原則:相對(duì)較大負(fù)荷區(qū)域選擇較大容量安裝。如果各執(zhí)行單元容量相等時(shí)，安裝在相對(duì)較大負(fù)荷區(qū)域可適當(dāng)靠近線(xiàn)路末端。安裝完后需要設(shè)置各執(zhí)行單元的線(xiàn)路序號(hào)，用于指定執(zhí)行單元在線(xiàn)路中所處的位置，然后將此參數(shù)上傳到?jīng)Q策單元。實(shí)時(shí)接收決策單元的控制命令，將電容狀態(tài)數(shù)據(jù)和保護(hù)信息發(fā)給決策單元。無(wú)功采樣點(diǎn)的決策單元設(shè)在線(xiàn)路首端，無(wú)功補(bǔ)償點(diǎn)的執(zhí)行單元設(shè)在線(xiàn)路負(fù)荷區(qū)域中心。二者建立遠(yuǎn)程互通，需要補(bǔ)償無(wú)功時(shí)，由決策單元發(fā)控制命令至執(zhí)行單元，執(zhí)行單元直接控制電容器分合；實(shí)現(xiàn)優(yōu)化補(bǔ)償和實(shí)時(shí)監(jiān)控。極大地提高了線(xiàn)路無(wú)功的補(bǔ)償效果，而且該系統(tǒng)在無(wú)功補(bǔ)償點(diǎn)取消了電流互感器，極大地提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0006]本實(shí)用新型的特點(diǎn):無(wú)功采樣點(diǎn)設(shè)在線(xiàn)路的首端，將無(wú)功補(bǔ)償采樣點(diǎn)設(shè)在線(xiàn)路首端的目的是綜合考慮整條線(xiàn)路的功率因數(shù)和線(xiàn)損，取代以往的多個(gè)就地采樣，這是不同于傳統(tǒng)就地補(bǔ)償?shù)淖畲蟾倪M(jìn)。無(wú)功補(bǔ)償點(diǎn)仍分散到線(xiàn)路的負(fù)荷當(dāng)中，由于實(shí)現(xiàn)了集中采樣，這里取消了電流互感器，極大的提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和運(yùn)行時(shí)間。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖3是本實(shí)用新型中決策單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖4是本實(shí)用新型中執(zhí)行單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖5是本實(shí)用新型中決策單元在電路中的接線(xiàn)示意圖；
[0012]圖6是本實(shí)用新型中執(zhí)行單元在電路中的接線(xiàn)示意圖。
[0013]圖中，1、第一電壓傳感器,2、第一電流傳感器,3、第一 A/D轉(zhuǎn)換器,4、第一整形電路,5、第一中央處理器CPU , 6、第一液晶顯不模塊,7、第一按鍵,8、第一通信鏈路,9、第一時(shí)鐘電路，10、第一外部存儲(chǔ)模塊，11、第一電源模塊，12、第二電壓傳感器，13、第二 A/D轉(zhuǎn)換器，14、第二整形電路，15、第二中央處理器CPU，16、第二液晶顯示模塊，07、第二按鍵，18、第二通信鏈路，19、輸入通道，20、輸出通道，21、第二時(shí)鐘電路，22、第二外部存儲(chǔ)模塊，23、第二電源模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參照附圖，一種電力線(xiàn)路無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)，由GPRS模塊、決策單元和執(zhí)行單元構(gòu)成；所述決策單元是由第一電壓傳感器1、第一電流傳感器2、第一 A/D轉(zhuǎn)換器3、第一整形電路
4、第一中央處理器CPU5、第一液晶顯不模塊6、第一按鍵7、第一通信鏈路8、第一時(shí)鐘電路
9、第一外部存儲(chǔ)模塊10及第一電源模塊11構(gòu)成；第一電壓傳感器I與第一電流傳感器2的輸出端與第一 A/D轉(zhuǎn)換器3的輸入端相接,第一 A/D轉(zhuǎn)換器3的輸出端經(jīng)第一整形電路4接第一中央處理器CPU5,第一中央處理器CPU5分別與第一液晶顯不模塊6、第一按鍵7、第一通信鏈路8、第一時(shí)鐘電路9、第一外部存儲(chǔ)模塊10及第一電源模塊11相接；由第一電壓傳感器1、第一電流傳感器2將輸入信號(hào)變換為各自相應(yīng)等級(jí)的電壓信號(hào),通過(guò)第一 A/D轉(zhuǎn)換器3、第一整形電路4直接傳送至第一中央處理器CPU5 ;由第一中央處理器CPU5負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前電壓值、電流值、功率因數(shù)和無(wú)功功率值；通過(guò)第一液晶顯示模塊6實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前采集到的電壓、電流、功率因數(shù)和無(wú)功；通過(guò)第一按鍵7查看和修改參數(shù)定值以及查看記錄等功能；所設(shè)參數(shù)定值和記錄的存儲(chǔ)由第一中央處理器CPU5和第一外部存儲(chǔ)模塊10共同完成；第一電源模塊11主要提供給內(nèi)部各元件的工作電源；第一通信鏈路8則是第一中央處理器CPU5收發(fā)通信指令的通信傳輸通道。
[0015]所述執(zhí)行單元是由第二電壓傳感器12、第二 A/D轉(zhuǎn)換器13、第二整形電路14、第二中央處理器CPU 15、第二液晶顯示模塊16、第二按鍵17、第二通信鏈路18、輸入通道19、輸出通道20、第二時(shí)鐘電路21、第二外部存儲(chǔ)模塊22及第二電源模塊23構(gòu)成；第二電壓傳感器12的輸出端與第二 A/D轉(zhuǎn)換器13的輸入端相接，第二 A/D轉(zhuǎn)換器13的輸出端經(jīng)第二整形電路14接第二中央處理器CPU15，第二中央處理器CPU15分別與第二液晶顯示模塊16、第二按鍵17、第二通信鏈路18、輸入通道19、輸出通道20、第二時(shí)鐘電路21、第二外部存儲(chǔ)模塊22及第二電源模塊23相接；由內(nèi)部第二電壓傳感器12將輸入信號(hào)變換為相應(yīng)等級(jí)的電壓信號(hào)，通過(guò)第二 A/D轉(zhuǎn)換器13、第二整形電路14直接傳送至第二中央處理器CPU15，由第二中央處理器CPU15負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前安裝點(diǎn)的電壓值，此電壓值是作為檢測(cè)當(dāng)前點(diǎn)的電壓合格率使用；通過(guò)人機(jī)交互實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前安裝點(diǎn)采集到的電壓以及在投組數(shù)等；第二液晶顯示模塊16方便就地查看當(dāng)前執(zhí)行單元的工作狀態(tài)，通過(guò)第二按鍵17可以查看和修改參數(shù)定值以及查看記錄等功能，所設(shè)參數(shù)定值和記錄的存儲(chǔ)由第二中央處理器CPU15和第二外部存儲(chǔ)模塊22共同完成，第二電源模塊23主要提供給內(nèi)部各元件的工作電源，輸入通道19主要檢測(cè)I~3路電容器分合狀態(tài)的投切反饋，輸出通道20負(fù)責(zé)控制I~3路電容器的分合，第二通信鏈路18則是第二中央處理器CPU15收發(fā)通信指令的通信傳輸通道，通過(guò)外部GPRS模塊遠(yuǎn)程接收來(lái)自決策單元控制指令，經(jīng)第二中央處理器CPU15計(jì)算、分析后直接控制其下電容器的分合，并且將電容器分合狀態(tài)的反饋信號(hào)通過(guò)輸入檢測(cè)通道傳至內(nèi)部第二中央處理器CPU15，由第二中央處理器CPU15實(shí)時(shí)發(fā)出工作狀態(tài)指令經(jīng)遠(yuǎn)程傳送到?jīng)Q策單元。
[0016]所述的第一中央處理器CPU5和第二中央處理器CPU15采用MSP430FG4619中央處理器，所述的第一電壓傳感器I和第二電壓傳感器12采用規(guī)格為2mA/2mA，正常輸入的二次額定電壓可以為100V、160V、2 20V，所述的第一電流傳感器2采用規(guī)格為5A/2.5mA，正常輸入的二次電流可以為O~5A，所述的第一 A/D轉(zhuǎn)換器3和第二 A/D轉(zhuǎn)換器13采用7758A/D轉(zhuǎn)換器，所述的第一整形電路4和第二整形電路14為74HC14整形電路，所述的第一通信鏈路8和第二通信鏈路18為RS485半雙工通道，采用SN65LB184通信芯片，所述的第一液晶顯不|旲塊6和第二液晶顯不|旲塊16為128*64液晶顯不|旲塊。
[0017]所述決策單元是由內(nèi)部電壓傳感器、電流傳感器將輸入信號(hào)變換為各自相應(yīng)等級(jí)的電壓信號(hào)，通過(guò)A/D7758轉(zhuǎn)換器、74HC14整形電路直接傳送至中央處理器CPU。由中央處理器CPU負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前電壓值、電流值、功率因數(shù)和無(wú)功功率值。通過(guò)人機(jī)交互可以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前采集到的電壓、電流、功率因數(shù)和無(wú)功。顯示部分采用的是128*64液晶顯示模塊。通過(guò)按鍵功能可以查看和修改參數(shù)定值以及查看記錄等功能。所設(shè)參數(shù)定值和記錄的存儲(chǔ)由中央處理器CPU和外部存儲(chǔ)共同完成。本裝置使用的通信輸出鏈路為RS485半雙工通道，采用SN65LB184通信芯片，通信距離較長(zhǎng)，穩(wěn)定性高。這樣很好地解決了在同一變電站下多個(gè)決策單元相互距離較遠(yuǎn)共用一臺(tái)GPRS通信模塊時(shí)的問(wèn)題。電源模塊主要提供給內(nèi)部各元件的工作電源。工作過(guò)程:實(shí)時(shí)檢測(cè)輸入的電壓值和電流值，經(jīng)CPU計(jì)算得出當(dāng)前功率因數(shù)和無(wú)功，結(jié)合所設(shè)的電壓無(wú)功投切依據(jù)和和投切條件輸出投切指令，經(jīng)過(guò)GPRS通信模塊遠(yuǎn)程發(fā)至被控執(zhí)行單元。如果發(fā)生過(guò)、欠壓，應(yīng)立即發(fā)送切除指令，切掉該線(xiàn)路所有執(zhí)行單元下的電容器。
[0018]所述執(zhí)行單元是由內(nèi)部電壓傳感器將輸入信號(hào)變換為相應(yīng)等級(jí)的電壓信號(hào)，通過(guò)A/D7758轉(zhuǎn)換器、74HC14整形電路直接傳送至中央處理器CPU。由中央處理器CPU負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前安裝點(diǎn)的電壓值，此電壓值是作為檢測(cè)當(dāng)前點(diǎn)的電壓合格率使用。通過(guò)人機(jī)交互可以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前安裝點(diǎn)采集到的電壓以及在投組數(shù)等。顯示部分采用的是128*64液晶顯示模塊，方便就地查看當(dāng)前執(zhí)行單元的工作狀態(tài)。通過(guò)按鍵功能可以查看和修改參數(shù)定值以及查看記錄等功能。所設(shè)參數(shù)定值和記錄的存儲(chǔ)由中央處理器CPU和外部存儲(chǔ)共同完成。本裝置使用的通信輸出鏈路為RS485半雙工通道，采用SN65LB184通信芯片，穩(wěn)定性高。電源模塊主要提供給內(nèi)部各元件的工作電源。工作過(guò)程:通過(guò)外部GPRS模塊遠(yuǎn)程接收來(lái)自決策單元控制指令，經(jīng)中央處理器CPU計(jì)算、分析后直接控制其下電容器的分合，并且將電容器分合狀態(tài)的反饋信號(hào)通過(guò)輸入檢測(cè)通道傳至內(nèi)部中央處理器CPU，由中央處理器CPU實(shí)時(shí)發(fā)出工作狀態(tài)指令經(jīng)遠(yuǎn)程傳送到?jīng)Q策單元。如果發(fā)生過(guò)、欠壓，應(yīng)立即切掉該執(zhí)行單元下所有的電容器。與決策單元失去通信連續(xù)5分鐘，執(zhí)行單元也應(yīng)立即切掉各自全部電容器。
[0019]決策單元的功能是采集一條線(xiàn)路首端的電壓、電流，計(jì)算線(xiàn)路功率因數(shù)和無(wú)功功率值；控制一條線(xiàn)路下多臺(tái)執(zhí)行單元，對(duì)整條線(xiàn)路進(jìn)行無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償。本身具有過(guò)、欠壓保護(hù)功能；需要控制線(xiàn)路下執(zhí)行單元時(shí)將控制指令通過(guò)GPRS模塊遠(yuǎn)程傳送到執(zhí)行單元，并且接收來(lái)自執(zhí)行單元的電容狀態(tài)反饋數(shù)據(jù)。執(zhí)行單元的功能是接收來(lái)自決策單元的投切指令，并將電容狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給決策單元。執(zhí)行單元本身具有保護(hù)和故障診斷功能，保護(hù)功能包括:過(guò)壓、欠壓、限時(shí)速斷(備選)、過(guò)流(備選)、不平衡電流(含缺相)(備選)等。可以記錄并儲(chǔ)存投切記錄、保護(hù)記錄、運(yùn)行統(tǒng)計(jì)記錄。決策單元安裝在線(xiàn)路首端，采集變電站線(xiàn)路首端電壓、電流，計(jì)算該線(xiàn)路的功率因數(shù)和無(wú)功功率值，根據(jù)用戶(hù)設(shè)定的無(wú)功補(bǔ)償方式和相應(yīng)的投切條件來(lái)進(jìn)行投切決策，按照電壓無(wú)功最優(yōu)的原則控制線(xiàn)路終端執(zhí)行單元下的電容器輸出?？煽刂埔粭l線(xiàn)路下多個(gè)執(zhí)行單元。在使用之前決策單元需要設(shè)置該線(xiàn)路下執(zhí)行單元的個(gè)數(shù)及相應(yīng)的電容器容量，用線(xiàn)路序號(hào)來(lái)表示執(zhí)行單元在線(xiàn)路中所處位置，線(xiàn)路序號(hào)為f255，線(xiàn)路序號(hào)由小到大依次表示所在線(xiàn)路由近到遠(yuǎn)。如果有相同容量時(shí)，決策單元會(huì)通過(guò)線(xiàn)路序號(hào)優(yōu)先選擇投切線(xiàn)路末端電容器，以提高末端電壓。決策單元按照各執(zhí)行單元不同的地址發(fā)送控制命令至指定的執(zhí)行單元，并且實(shí)時(shí)檢測(cè)各執(zhí)行單元的電容投切狀態(tài)和保護(hù)狀態(tài)。執(zhí)行單元安裝在線(xiàn)路相對(duì)負(fù)荷中心，比傳統(tǒng)的補(bǔ)償柜少一只電流互感器。主要執(zhí)行決策單元發(fā)來(lái)的控制指令。執(zhí)行單元有三種工作方式:手動(dòng)、自動(dòng)、遠(yuǎn)控；將執(zhí)行單元設(shè)為遠(yuǎn)控模式，會(huì)執(zhí)行決策單元遠(yuǎn)程發(fā)來(lái)的控制命令。執(zhí)行單元選取位置需遵循一個(gè)原則:相對(duì)較大負(fù)荷區(qū)域選擇較大容量安裝。如果各執(zhí)行單元容量相等時(shí)，安裝在相對(duì)較大負(fù)荷區(qū)域可適當(dāng)靠近線(xiàn)路末端。安裝完后需要設(shè)置各執(zhí)行單元的線(xiàn)路序號(hào)，用于指定執(zhí)行單元在線(xiàn)路中所處的位置，然后將此參數(shù)上傳到?jīng)Q策單元。實(shí)時(shí)接收決策單元的控制命令，將電容狀態(tài)數(shù)據(jù)和保護(hù)信息發(fā)給決策單元。無(wú)功采樣點(diǎn)的決策單元設(shè)在線(xiàn)路首端，無(wú)功補(bǔ)償點(diǎn)的執(zhí)行單元設(shè)在線(xiàn)路負(fù)荷區(qū)域中心。二者建立遠(yuǎn)程互通，需要補(bǔ)償無(wú)功時(shí)，由決策單元發(fā)控制命令至執(zhí)行單元，執(zhí)行單元直接控制電容器分合；實(shí)現(xiàn)優(yōu)化補(bǔ)償和實(shí)時(shí)監(jiān)控。極大地提高了線(xiàn)路無(wú)功的補(bǔ)償效果，而且該系統(tǒng)在無(wú)功補(bǔ)償點(diǎn)取消了電流互感器，極大地提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0020]總體實(shí)施過(guò)程:首先一條線(xiàn)路需配一臺(tái)決策單元、多臺(tái)執(zhí)行單元(根據(jù)線(xiàn)路負(fù)荷而定)。決策單元和執(zhí)行單元之間建立通信可以為網(wǎng)線(xiàn)連接、光纖連接和GPRS連接，實(shí)現(xiàn)的最終目的都一致。決策單元的安裝位置在線(xiàn)路首端，執(zhí)行單元的安裝位置在線(xiàn)路的相對(duì)負(fù)荷中心。同一變電站下多個(gè)決策單元可以共用一臺(tái)GPRS模塊并聯(lián)使用，執(zhí)行單元各用一臺(tái)GPRS模塊，與GPRS模塊都通過(guò)RS485接口來(lái)連接。
[0021]決策單元需要設(shè)置該線(xiàn)路下執(zhí)行單元的個(gè)數(shù)和各執(zhí)行單元的電容器容量，按照線(xiàn)路序號(hào)原則，定義好各執(zhí)行單元所處的位置。通過(guò)采樣線(xiàn)路首端Uab電壓和Ic相電流，實(shí)時(shí)計(jì)算出功率因數(shù)和無(wú)功功率值，根據(jù)電壓無(wú)功投切依據(jù)，判斷當(dāng)前是否需要補(bǔ)償無(wú)功，需要補(bǔ)償即發(fā)出控制命令，通過(guò)遠(yuǎn)程GPRS模塊傳輸信號(hào)至被控制的執(zhí)行單元，執(zhí)行單元接收到控制命令后直接控制其電容器的分合。如果二者發(fā)生通信中斷，中斷5分鐘后執(zhí)行單元需立即切掉所有電容器。保證電容器的在通信正常狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行。
[0022]無(wú)功補(bǔ)償?shù)木偷乜刂婆c優(yōu)化控制的對(duì)比如下:
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種電力線(xiàn)路無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于:該無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)由GPRS模塊、決策單元和執(zhí)行單元構(gòu)成；所述決策單元是由第一電壓傳感器(I)、第一電流傳感器(2)、第一 A/D轉(zhuǎn)換器(3)、第一整形電路(4)、第一中央處理器CPU (5)、第一液晶顯不模塊(6)、第一按鍵(7)、第一通信鏈路(8)、第一時(shí)鐘電路(9)、第一外部存儲(chǔ)模塊(10)及第一電源模塊(11)構(gòu)成；第一電壓傳感器(I)與第一電流傳感器(2)的輸出端與第一 A/D轉(zhuǎn)換器(3)的輸入端相接，第一 A/D轉(zhuǎn)換器(3)的輸出端經(jīng)第一整形電路(4)接第一中央處理器CPU (5)，第一中央處理器CPU (5)分別與第一液晶顯不模塊(6)、第一按鍵(7)、第一通信鏈路(8)、第一時(shí)鐘電路(9)、第一外部存儲(chǔ)模塊(10)及第一電源模塊(11)相接；由第一電壓傳感器(I)、第一電流傳感器(2)將輸入信號(hào)變換為各自相應(yīng)等級(jí)的電壓信號(hào)，通過(guò)第一 A/D轉(zhuǎn)換器(3)、第一整形電路(4)直接傳送至第一中央處理器CPU (5);由第一中央處理器CPU (5)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前電壓值、電流值、功率因數(shù)和無(wú)功功率值；通過(guò)第一液晶顯示模塊(6)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前采集到的電壓、電流、功率因數(shù)和無(wú)功；通過(guò)第一按鍵(7)查看和修改參數(shù)定值以及查看記錄等功能；所設(shè)參數(shù)定值和記錄的存儲(chǔ)由第一中央處理器CPU (5)和第一外部存儲(chǔ)模塊(10)共同完成；第一電源模塊(11)主要提供給內(nèi)部各元件的工作電源；第一通信鏈路(8)則是第一中央處理器CPU(5)收發(fā)通信指令的通信傳輸通道；所述執(zhí)行單元是由第二電壓傳感器(12)、第二 A/D轉(zhuǎn)換器(13)、第二整形電路(14)、第二中央處理器CPU (15)、第二液晶顯示模塊(16)、第二按鍵(17)、第二通信鏈路(18)、輸入通道(19)、輸出通道(20)、第二時(shí)鐘電路(21)、第二外部存儲(chǔ)模塊(22)及第二電源模塊(23)構(gòu)成；第二電壓傳感器(12)的輸出端與第二 A/D轉(zhuǎn)換器(13)的輸入端相接，第二 A/D轉(zhuǎn)換器(13)的輸出端經(jīng)第二整形電路(14)接第二中央處理器CPU (15)，第二中央處理器CPU (15)分別與第二液晶顯示模塊(16)、第二按鍵(17)、第二通信鏈路(18)、輸入通道(19)、輸出通道(20)、第二時(shí)鐘電路(21)、第二外部存儲(chǔ)模塊(22)及第二電源模塊(23)相接；由內(nèi)部第二電壓傳感器(12)將輸入信號(hào)變換為相應(yīng)等級(jí)的電壓信號(hào)，通過(guò)第二 A/D轉(zhuǎn)換器(13)、第二整形電路(14)直接傳送至第二中央處理器CPU (15) ，由第二中央處理器CPU (15)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前安裝點(diǎn)的電壓值，此電壓值是作為檢測(cè)當(dāng)前點(diǎn)的電壓合格率使用；通過(guò)人機(jī)交互實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前安裝點(diǎn)采集到的電壓以及在投組數(shù)等；第二液晶顯示模塊(16)方便就地查看當(dāng)前執(zhí)行單元的工作狀態(tài)，通過(guò)第二按鍵(17)可以查看和修改參數(shù)定值以及查看記錄等功能，所設(shè)參數(shù)定值和記錄的存儲(chǔ)由第二中央處理器CPU (15)和第二外部存儲(chǔ)模塊(22)共同完成，第二電源模塊(23)主要提供給內(nèi)部各元件的工作電源，輸入通道(19)主要檢測(cè)I~3路電容器分合狀態(tài)的投切反饋，輸出通道(20)負(fù)責(zé)控制I~3路電容器的分合，第二通信鏈路(18)則是第二中央處理器CPU (15)收發(fā)通信指令的通信傳輸通道，通過(guò)外部GPRS模塊遠(yuǎn)程接收來(lái)自決策單元控制指令，經(jīng)第二中央處理器CPU (15)計(jì)算、分析后直接控制其下電容器的分合，并且將電容器分合狀態(tài)的反饋信號(hào)通過(guò)輸入檢測(cè)通道傳至內(nèi)部第二中央處理器CPU (15)，由第二中央處理器CPU (15)實(shí)時(shí)發(fā)出工作狀態(tài)指令經(jīng)遠(yuǎn)程傳送到?jīng)Q策單元。
2.按照權(quán)利要求1所述的電力線(xiàn)路無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一中央處理器CPU (5)和第二中央處理器CPU (15)采用MSP430FG4619中央處理器，所述的第一電壓傳感器(I)和第二電壓傳感器(12)采用規(guī)格為2mA/2mA，正常輸入的二次額定電壓可以為100V、160V、220V，所述的第一電流傳感器(2)采用規(guī)格為5A/2.5mA，正常輸入的二次電流可以為O~5A，所述的第一 A/D轉(zhuǎn)換器(3)和第二 A/D轉(zhuǎn)換器(13)采用7758A/D轉(zhuǎn)換器，所述的第一整形電路(4)和第二整形電路(14)為74HC14整形電路，所述的第一通信鏈路(8)和第二通信鏈路(18)為RS485半雙工通道，采用SN65LB184通信芯片，所述的第一液晶顯示模塊(6)和第二液晶顯示模塊(16)為128*64液晶顯示模塊。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK203787966SQ201420181039
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】譚振, 范文濤, 高吉峰, 郭靖, 鹿斌, 張傳李 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)山東樂(lè)陵市供電公司