CN105870938A - 一种动态无功功率采集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公布一种动态无功功率采集装置，包括数字信号处理器、电网电压检测电路、负载电流检测电路、锁相倍频电路、键盘接口电路、保护电路模块、通讯电路、人机交互模块，数字信号处理器的输入端分别与电网电压检测电路、负载电流检测电路、锁相倍频电路和键盘接口电路连接，数字信号处理器的输出端分别与保护电路模块、通讯电路、人机交互模块连接。该装置能精确、实时地获取电网运行的状态数据，能为控制无功补偿设备提供客观依据。

Description

一种动态无功功率采集装置
技术领域
本发明涉及配变电技术，具体涉及一种动态无功功率采集装置。
背景技术
无功功率补偿在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，其能降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。
无功功率补偿设备的控制需要精确、实时地获取电网运行状态数据，以为控制无功补偿设备提供客观依据。现有的无功功率采集装置不能精确、实时地获取电网运行状态数据，从而不能为控制无功补偿设备提供客观依据。
发明内容
技术问题：针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种动态无功功率采集装置。
技术方案：本发明涉及一种动态无功功率采集装置，包括数字信号处理器、电网电压检测电路、负载电流检测电路、锁相倍频电路、键盘接口电路、保护电路模块、通讯电路、人机交互模块，数字信号处理器的输入端分别与电网电压检测电路、负载电流检测电路、锁相倍频电路和键盘接口电路连接，数字信号处理器的输出端分别与保护电路模块、通讯电路、人机交互模块连接。
本发明通过检测电网三相电压、负载电流的瞬时值，根据锁相环电路检测出电网侧相位，并经AD转换电路输出，传入到数字信号处理器中，实现对无功功率的实时、准确地检测与计算；外部设有键盘接口电路，通过改变参数设置即可检测出不同状态下的无功功率数据；装置输出端设有保护电路模块，通讯电路及人机交互模块，即能实时、有效、准确的监控无功补偿装置的运行状态和测量运行数据，为综控中心提供可靠、客观的数据。
一种动态无功功率采集装置，其特征在于，包括：
所述电网电压检测电路由顺序连接的霍尔电压互感器、电压放大电路、电压信号调理电路、滤波电路及AD转换电路组成。
所述负载电流检测电路由顺序连接的霍尔电流互感器、前置放大器、低通滤波器、电流信号调理电路、信号发生电路及AD转换电路组成。
所述锁相倍频电路由顺序连接的过零触发电路、锁相环电路、倍频电路和捕获单元组成。
所述键盘接口电路由顺序连接的光电隔离输入电路、信号检测电路和光电隔离输出电路组成。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明装置具有检测精度高、运行速度快的优点，能够完全满足精度和实时的要求。
2、本发明装置采用数字信号处理技术，算法简单，可快速计算出大量无功功率数值，实现了快速准确地计算无功功率的目的，可以广泛适用于具有无功波动的三相平衡负荷的场景。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明中电网电压检测电路的原理框图；
图3是本发明中负载电流检测电路的原理框图；
图4是本发明中锁相倍频电路的原理框图；
图5是本发明中键盘接口电路的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，一种动态无功功率采集装置，包括数字信号处理器、电网电压检测电路、负载电流检测电路、锁相倍频电路、键盘接口电路、保护电路模块、通讯电路、人机交互模块，数字信号处理器的输入端分别与电网电压检测电路、负载电流检测电路、锁相倍频电路和键盘接口电路连接，数字信号处理器的输出端分别与保护电路模块、通讯电路、人机交互模块连接。数字信号处理器用于完成对采样信号的处理并结合无功功率算法实时算出所需无功功率，数字信号处理器优选为TI公司的TMS32028335处理芯片。
如图2所示，所述电网电压检测电路由顺序连接的霍尔电压互感器、电压放大电路、电压信号调理电路、滤波电路及AD转换电路组成。霍尔电压互感器将高压信号转换为低压信号，再级电压放大电路和电压座号调理电路的放大和调整，使其成为AD转换电路能接受的信号，并进入到数字信号处理器中。霍尔电压互感器的型号优先采用LV100-800。
如图3所示，所述负载电流检测电路由顺序连接的霍尔电流互感器、前置放大器、低通滤波器、电流信号调理电路、信号发生电路及AD转换电路组成。霍尔电流互感器检测到的电流信号经前置放大器放大后再经低通滤波器、电流信号调理电路进行滤波、调整，使其成为AD转换电路能接受的信号，并进入到数字信号处理器中。霍尔电流互感器的型号优先采用LA100-P/SP50。
AD转换电路中核心芯片优先采用ADS7869芯片。
如图4所示，所述锁相倍频电路由顺序连接的过零触发电路、锁相环电路、倍频电路和捕获单元组成。交流电路中波形从正半周向负半周转换时，经过零触发电路检测输出信号给锁相环电路，锁相环电路实现与电网信号保持同步，同时将输出信号通过倍频电路进行倍频形成高频脉冲列，并作为捕获单元的输入信号，以此消除因电网频率不稳定所造成的误差。锁相环电路的核心芯片优先采用CD4046。倍频电路的核心芯片优先采用CD4042。
如图5所示，所述键盘接口电路由顺序连接的光电隔离输入电路、信号检测电路和光电隔离输出电路组成。键盘接口电路主要根据键盘的输入控制进行参数设置，并获得不同状态下的无功功率采集。键盘接口电路中光电隔离处理芯片优先采用型号为HCPL-2531的芯片。
本发明通过检测电网三相电压、负载电流的瞬时值，根据锁相环电路检测出电网侧相位，并经AD转换电路输出，传入到数字信号处理器中，实现对无功功率的实时、准确地检测与计算；外部设有键盘接口电路，通过改变参数设置即可检测出不同状态下的无功功率数据；装置输出端设有保护电路模块，通讯电路及人机交互模块，即能实时、有效、准确的监控无功补偿装置的运行状态和测量运行数据，为综控中心提供可靠、客观的数据。

Claims (1)

1.一种动态无功功率采集装置，其特征在于，该装置包括数字信号处理器、电网电压检测电路、负载电流检测电路、锁相倍频电路、键盘接口电路、保护电路模块、通讯电路、人机交互模块，数字信号处理器的输入端分别与电网电压检测电路、负载电流检测电路、锁相倍频电路和键盘接口电路连接，数字信号处理器的输出端分别与保护电路模块、通讯电路、人机交互模块连接。
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PB01 Publication
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