CN100337378C - 数字化有功调节节能装置 - Google Patents
数字化有功调节节能装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100337378C CN100337378C CNB2005100382384A CN200510038238A CN100337378C CN 100337378 C CN100337378 C CN 100337378C CN B2005100382384 A CNB2005100382384 A CN B2005100382384A CN 200510038238 A CN200510038238 A CN 200510038238A CN 100337378 C CN100337378 C CN 100337378C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- output
- measuring
- control circuit
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
Abstract
本发明涉及一种数字化有功调节节能装置，包括含有感应元件的测量电路、控制电路和含有逆变器及通断切换器件的主电路，所述测量电路的测量信号采集端与电网耦合，测量信号反馈端接控制电路的信号输入端，所述主电路的补偿电流输出端接电网，其特点是所述控制电路包括主控DSP芯片以及与该芯片对应端口连接的RAM，所述控制电路的控制信号输出端接主电路逆变器驱动端及通断切换器件的受控端。发明将有功调节装置和综合电能质量分析仪有机结合，可以及时作出响应，实现高精度的有功调节，确保供电质量。
Description
技术领域：
本发明涉及一种有功调节节能装置，尤其是涉及一种三相380V配电系统新型数字化有功调节节能装置。属于电力设施技术领域。
背景技术：
随着经济持续高速发展，对洁净、高效电力能源需求大幅度提升，与此同时全国城乡电网改造全面推进，城乡用电负荷快速增加，电力行业为提高供电质量、降低电网传输损耗、控制电网谐波污染、营造优质供电环境、争创一流供电企业等方面不遗余力地做了大量的工作。但在电力系统中由于终端三相负荷分配不平衡，造成系统三相不平衡，零序电流大，中线损耗严重，变压器不平衡运行会大大降低变压器的出力，影响变压器使用寿命，增加变压器的运行损耗，严重影响了用电质量。而现有电网补偿装置只能补偿电网无功功率，无法实现对有功功率的补偿和调节，这已不能适应供电发展的要求。
发明内容：
本发明的首要目的在于：针对现有三相380V配电系统中存在的三相有功功率不平衡和零序电流损耗的问题，提出一种对系统有功功率无级调节，实现系统有功三相平衡，降低零序电流损耗，降低变压器允许损耗，增大变压器的出力的新型数字化有功调节节能装置，从而适应供电系统迅速发展的要求。
本发明进一步的目的在于：提出一种可以便捷实现参数指令双向传输的低压配电系统数字化有功调节节能装置，从而有助于提高本发明的补偿精度和动态响应速度。
本发明的首要目的是这样实现的：一种数字化有功调节节能装置，包括含有感应元件的测量电路、控制电路和含有逆变器及通断切换器件的主电路，所述测量电路的测量信号采集端与电网耦合，测量信号反馈端接控制电路的信号输入端，所述主电路的补偿电流输出端接电网，所述控制电路包括主控DSP芯片以及与该芯片对应端口连接的RAM，所述控制电路的控制信号输出端接主电路逆变器驱动端及通断切换器件的受控端，所述测量电路包括霍尔传感器、运算放大器、提拉电路和箝位二极管，作为感应元件的霍尔传感器分别与电网接入点和主电路电流输出端耦合，通过提拉电路输出到控制电路，所述主电路的直流电压端经分压电阻后，通过箝位二极管接控制电路的DSP芯片信号输入端口，其特征在于所述主电路包括四个二元素IGBT模块、四个电抗器L1、L2、L3、L4、电容C、三相电磁接触器SW2、继电器和防涌流电阻R，所述四个二元素IGBT模块并联后，与防涌流电阻R和电容C的串联电路并联，构成三相二电平逆变器，所述逆变器的前三个输出端分别与三个电抗器L1、L2、L3的输入端相连，所述三个电抗器的输出端分别与电磁接触器SW2的三对主触点分别连接，三对主触点分别连接到三相低压配电系统的三相电压，逆变器的第四个输出端与零线电抗器L4的输入端相连，零线电抗器L4的输出端连接到三相配电系统的零线。
工作时，测量电路中的感应元件对电网的电压、电流以及功率因素变化进行监测，并实时将采集到的测量信号反馈到控制电路，经数字化后直接送到DSP芯片。DSP芯片根据系统的同步脉冲信号以及热敏继电器信号，对输入的数字化信号进行计算分析发出后，向主电路发出逆变器驱动脉冲信号和通断控制器件投切等控制信号，从而使主电路实现有功调节。
由于本发明采用了高性能、智能化的DSP处理器，因此将有功调节装置和综合电能质量分析仪有机结合，可以及时作出响应，实现高精度的有功调节，确保供电质量。
附图说明：
图1为本发明的一个实施例的总体结构示意图。
图2是图1实施例中控制电路的电路原理图。
图3是图1实施例中测量电路的电路原理图。
图4是图1实施例中主电路的电路原理图。
具体实施方式：
实施例一：
本实施例数字化有功调节节能装置的总体结构如图1所示，由测量电路、控制电路、主电路、遥控器(图中未示出)以及电源电路组成。其中测量电路的测量信号采集端与接负载的电网耦合，测量信号反馈端接控制电路的信号输入端。控制电路的控制信号输出端接主电路的受控端。主电路的补偿电流输出端接电网。遥控器可以与控制电路双向通讯。电源电路用以提供测量电路、控制电路的电源。
控制电路如图2所示，由主控DSP芯片(数字信号处理器)以及与该芯片对应端口连接的RAM构成。控制电路接收来自测量电路的反馈变量、系统的同步脉冲信号以及热敏继电器的信号，DSP芯片对输入的数字化信号进行计算分析，发出以下信号：
——主电路IGBT的驱动脉冲信号
——电磁接触器、继电器的投切信号
——工作状态显示灯控制信号(运行、电压异常保护、电流异常保护、过热保护、缺相保护)
测量电路如图3所示，主要由运算放大器、提拉电路和箝位二极管构成，用以采样测量和反馈信号。测量电路没有采用传统的电压、电流互感器，而是以霍尔传感器和提拉电路相结合的方式对系统及反馈信号进行采集。采样和反馈信号在测量电路经过调理后，直接送入控制电路的核心——DSP芯片，具体来说，测量电路中的霍尔传感器分别经限流电阻与电网接入点和主电路电流输出端耦合，采样过来的信号经过运算放大器的隔离输送给提拉电路。提拉电路由3.3VA电源和电阻R510/R511组成，运算放大器的信号经过提位电路后其电平范围控制在0～+3.3V之间。提拉电路的输出端连接到箝位二极管输入端。箝位二极管由二极管D504、D503组成。箝位二极管输出端直接连接到DSP的负责采样的管脚ADC0～ADC9上。由DPS芯片完成各种数据的运算与处理。
在测量电路中，共有接入点电压、直流侧电压、负载电流、输出电流等九个变量被测量反馈。
主电路如图4所示，实质为三相二电平逆变器及防涌流电路，主要器件有：四个二元素IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模块、四个电抗器L1、L2、L3、L4、电容器C、三相电磁接触器SW2、继电器和防涌流电阻R。四个二元素IGBT模块并联后，与防涌流电阻R和电容C的串联电路并联，构成三相二电平逆变器，该逆变器的前三个输出端分别与三个电SW2的三对主触点分别连接，三对主触点分别连接到三相低压配电系统的三相电压。逆变器的第四个输出端与零线电抗器L4的输入端相连，零线电抗器L4的输出端连接到三相配电系统的零线。
实验表明，本实施例具有以下特点：
1)以高性能的DSP处理器为核心，完成全部的控制运行与计算，精度高，速度快，可以达到电压测量精度：0.5％；电流测量精度：0.1％；有功功率测量精度：0.5％；无功功率精度：0.1％；功率因数测量精度：0.5％；有功电度测量精度：0.1％；无功电度数测量精度：0.5％.
2)能够根据设定的控制方式和控制参数投入运行，并无级调节有功功率，实现系统有功三相平衡。降低损耗，增大变压器的出力。
3)能够补偿零序电流，消除零序损耗。
4)具有综合电能质量监测仪功能，能够同时显示和记录配网的三相电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度以及自身发生的无功电度、电压和电流总畸变率。
5)可以存储每天24小时的各项定点时刻配网记录数据和统计数据(包括电压、电流、功率因数、有功、无功、有功电度、无功电度、日电压/电流最值、停电时刻、累计停电时间、每相的过压/欠压/缺相时刻及时间等)。
6)科学的控制方式：控制方式分三种：恒功率因数控制、恒电压控制、恒功率因数和恒电压自动切换控制。控制精度为：恒功率因数控制精度：±0.5％；恒电压控制精度：±0.5％。
7)对IGBT具有硬件保护电路和缓冲电路，具有过电压、欠电压、过电流、过热、防雷击及缺相报警及保护功能，并自动形成动作报告。
8)具有工作电源、输出回路工作状态保护动作显示功能。
9)具有自动检测并且自动调整电流和电压互感器极性功能，使电流输入不受极性影响。
10)遇到过电压、欠电压、过电流、过热缺相等异常情况时，能够自动报警，点亮相应的报警，点亮相应的报警灯，同时闭锁相应的自动控制功能，记录各种故障信息。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形式的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (2)
1、一种数字化有功调节节能装置，包括含有感应元件的测量电路、控制电路和含有逆变器及通断切换器件的主电路，所述测量电路的测量信号采集端与电网耦合，测量信号反馈端接控制电路的信号输入端，所述主电路的补偿电流输出端接电网，所述控制电路包括主控DSP芯片以及与该芯片对应端口连接的RAM，所述控制电路的控制信号输出端接主电路逆变器驱动端及通断切换器件的受控端，所述测量电路包括霍尔传感器、运算放大器、提拉电路和箝位二极管，作为感应元件的霍尔传感器分别与电网接入点和主电路电流输出端耦合，通过提拉电路输出到控制电路，所述主电路的直流电压端经分压电阻后，通过箝位二极管接控制电路的DSP芯片信号输入端口，其特征在于所述主电路包括四个二元素IGBT模块、四个电抗器L1、L2、L3、L4、电容(C)、三相电磁接触器(SW2)、继电器和防涌流电阻(R)，所述四个二元素IGBT模块并联后，与防涌流电阻(R)和电容(C)的串联电路并联，构成三相二电平逆变器，所述逆变器的前三个输出端分别与三个电抗器L1、L2、L3的输入端相连，所述三个电抗器的输出端分别与电磁接触器(SW2)的三对主触点分别连接，三对主触点分别连接到三相低压配电系统的三相电压，逆变器的第四个输出端与零线电抗器L4的输入端相连，零线电抗器L4的输出端连接到三相配电系统的零线。
2、根据权利要求1所述的一种数字化有功调节节能装置，其特征在于测量电路中的霍尔传感器分别经限流电阻与电网接入点和主电路电流输出端耦合，霍尔传感器采样过来的信号经过运算放大器的隔离输送给提拉电路，提拉电路包括3.3VA电源和两电阻(R510、R511)，提拉电路输出端连接到箝位二极管输入端，箝位二极管包括两二极管(D504、D503)，箝位二极管输出端直接连接到DSP的负责采样的管脚(ADC0～ADC9)上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005100382384A CN100337378C (zh) | 2005-01-25 | 2005-01-25 | 数字化有功调节节能装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005100382384A CN100337378C (zh) | 2005-01-25 | 2005-01-25 | 数字化有功调节节能装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1665096A CN1665096A (zh) | 2005-09-07 |
| CN100337378C true CN100337378C (zh) | 2007-09-12 |
Family
ID=35036035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2005100382384A Expired - Fee Related CN100337378C (zh) | 2005-01-25 | 2005-01-25 | 数字化有功调节节能装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100337378C (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104361802B (zh) * | 2014-12-02 | 2018-01-02 | 国家电网公司 | 一种容性设备电气运行模拟装置 |
| CN106558882B (zh) * | 2016-11-18 | 2020-03-20 | 北京航天发射技术研究所 | 一种电源本远端供电电压的自适应调节装置及方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999045623A1 (en) * | 1998-03-03 | 1999-09-10 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Apparatus and method for controlling flow of power in a transmission line including stable reversal of power flow |
| CN2563808Y (zh) * | 2002-03-30 | 2003-07-30 | 深圳市威尔辰电力电子科技有限公司 | 低压无功功率自动发生器 |
| CN1540831A (zh) * | 2003-10-24 | 2004-10-27 | 华南理工大学 | 电力系统综合补偿装置及综合补偿方法 |
| CN1564415A (zh) * | 2004-03-18 | 2005-01-12 | 重庆大学 | 统一恒频积分控制的三相四线制有源电力滤波器控制方法 |
| CN1588748A (zh) * | 2004-09-17 | 2005-03-02 | 清华大学 | 分布式连续无功发生器 |
| CN2826489Y (zh) * | 2005-01-25 | 2006-10-11 | 江苏方程电力科技有限公司 | 数字化有功调节节能装置 |
-
2005
- 2005-01-25 CN CNB2005100382384A patent/CN100337378C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999045623A1 (en) * | 1998-03-03 | 1999-09-10 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Apparatus and method for controlling flow of power in a transmission line including stable reversal of power flow |
| CN2563808Y (zh) * | 2002-03-30 | 2003-07-30 | 深圳市威尔辰电力电子科技有限公司 | 低压无功功率自动发生器 |
| CN1540831A (zh) * | 2003-10-24 | 2004-10-27 | 华南理工大学 | 电力系统综合补偿装置及综合补偿方法 |
| CN1564415A (zh) * | 2004-03-18 | 2005-01-12 | 重庆大学 | 统一恒频积分控制的三相四线制有源电力滤波器控制方法 |
| CN1588748A (zh) * | 2004-09-17 | 2005-03-02 | 清华大学 | 分布式连续无功发生器 |
| CN2826489Y (zh) * | 2005-01-25 | 2006-10-11 | 江苏方程电力科技有限公司 | 数字化有功调节节能装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于DSP的单相电能质量综合补偿器设计 张义兵、戴瑜兴、吴维礼，湖南师范大学自然科学学报，第26卷第2期 2003 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1665096A (zh) | 2005-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103199530B (zh) | 具有节能降耗治理谐波方法的有源滤波装置 | |
| CN104218610A (zh) | 一种新型电能质量自适应调节的光伏并网逆变器 | |
| CN102570472A (zh) | 一种有效提高电能质量的综合补偿控制装置 | |
| CN102130462B (zh) | 用电负荷不平衡智能补偿装置 | |
| CN2826489Y (zh) | 数字化有功调节节能装置 | |
| CN103457283A (zh) | 一种超级电容动态电压恢复系统和电源系统 | |
| CN105186961A (zh) | 一种用于修井作业的电动机驱动系统 | |
| CN107834568A (zh) | 动态补偿方法和动态补偿发生装置 | |
| CN1897393A (zh) | 用于电气化铁道无功功率补偿与电能质量控制的补偿装置 | |
| CN204575726U (zh) | 一种led驱动电源检测系统及设备 | |
| CN1937349A (zh) | 配电网综合动态补偿装置 | |
| CN207218249U (zh) | 一种智能平衡调压消谐综合治理装置 | |
| CN100337378C (zh) | 数字化有功调节节能装置 | |
| CN104734161A (zh) | 一种可变串联电抗动态调压无功补偿方法及其装置 | |
| CN202333813U (zh) | 基于电压型逆变器的多功能电能质量调节器 | |
| CN201956698U (zh) | 用电负荷不平衡智能补偿装置 | |
| CN201274381Y (zh) | 一种低压供配电节能系统 | |
| CN203481839U (zh) | 一种超级电容动态电压恢复系统和电源系统 | |
| CN109256862B (zh) | 基于节能提效的用电安全服务系统 | |
| CN201150004Y (zh) | Dstatcom与ivc的联合运行控制系统 | |
| CN204681098U (zh) | 一种新型的动态调压无功补偿拓扑 | |
| CN206894251U (zh) | 一种低压配电网台区混合型无功补偿装置 | |
| CN202309072U (zh) | 模块化有源滤波器的控制装置 | |
| CN201038757Y (zh) | 数字化有功调节节能装置的主电路 | |
| CN2773969Y (zh) | 电能质量柔性控制装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JIANGSU FANGCHENG ELECTRIC TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: JIANGYIN QIAOXING ELECTRICAL APPLIANCE CO., LTD. Effective date: 20051202 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20051202 Address after: 214407 No. 157, Qi Shan Road, Jiangsu, Jiangyin Applicant after: Jiangsu Fangcheng Electric Science and Technology Co., Ltd. Address before: 214432 No. 157, Qi Shan Road, Jiangsu, Jiangyin Applicant before: Jiangyin Qiaoxing Electrical Appliance Co., Ltd. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070912 Termination date: 20190125 |