CN106208103A - 高压电容无功补偿自动控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压电容无功补偿自动控制器，包括单片机、电源模块、通信模块、继电器输出模块、人机接口模块、状态采集模块、温湿度控制模块、数据采集模块、实时时钟模块、看门狗模块、手动/自动切换模块，电源模块包括开关电源电路和各级电压电路；通信模块包括GPRS通信电路和ZigBee通信电路；继电器输出模块包括光纤耦合隔离电路、驱动电源电路和继电器控制电路；数据采集模块包括电能计量芯片电路、线路电压采样电路、线路电流采样电路及电容保护采样电路。本发明成本低、可靠性高、功能强大，能根据线路运行条件的变化，实现无功功率的实时动态补偿，能实时显示线路信息及设备的运行状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种无功补偿自动控制器，具体来说是一种高压电容无功补偿自动控制器。
背景技术
在电力系统中，大多数的网络原件和负荷都是感性的，它们会消耗电网中大量的无功功率，导致电网电压波动，谐波放大，功率因数偏低。尤其在高压输电线路中，由于线路中大量无功电流的流动，造成很大的线路损耗。因此需要对电力系统进行快速、动态的无功功率补偿，提高输电系统的功率因数，降低线路损耗，提高电网的供电质量。
我国对无功补偿控制技术的研究起步较晚，在投切控制策略上，目前大多数控制器以无功功率或功率因数等单一控制量的控制方式，存在过投或欠投，出现投切振荡的情况。在功能上缺乏远程监控及近程调试，缺乏一定的保护。速度慢，不能实现实时动态投切。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种高压电容无功补偿自动控制器，该控制器能够实时采集电网参数，采用以电压为主，功率因数为辅的复合控制量的控制方式对电网进行无功补偿，并且实现对电网参数进行远程监控及现场近程控制的功能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高压电容无功补偿自动控制器，包括单片机、电源模块、通信模块、继电器输出模块、人机接口模块、状态采集模块、温湿度控制模块、数据采集模块、实时时钟模块、看门狗模块、手动/自动切换模块。其中：电源模块包括开关电源电路和各级电压电路；通信模块包括GPRS通信电路和ZigBee通信电路；继电器输出模块包括光纤耦合隔离电路、驱动电源电路和继电器控制电路；人机接口模块包括按键电路、LCD显示电路、指示灯及报警电路；状态采集模块包括开关量采集模块和故障采集模块；温湿度控制模块包括温湿度采集电路和风机控制电路；数据采集模块包括电能计量芯片电路、线路电压采样电路、线路电流采样电路及电容保护采样电路。
优选的，单片机为STM32F103ZETS。
优选的，电能计量芯片为ATT7026A。
优选的，采用GPRS和ZigBee两种通信方式，通过GPRS电路实现远程监控，通过ZigBee电路实现近程调试及控制。
优选的，GPRS电路为M35芯片，ZigBee电路为CC2530芯片。
优选的，采用以电压为主，功率因数为辅的复合控制量的控制方式，利用ULN2003直接驱动过零触发控制板模块，从而控制电容器的投入与切除。
优选的，输入输出隔离电路采用光纤耦合隔离。
优选的，该控制器能实现手动控制、自动控制及远程控制功能。
优选的，电容器每相四组，容量按1:2:4:8分配，分相、分级投切。
优选的，对控制器中不同模块采用隔离电源独立供电，采用等电位大面积接地提高抗干扰能力。
优选的，该控制器能实时显示线路信息及设备的运行状态并可进行远程监控。
本发明成本低、可靠性高、功能强大，能根据线路运行条件的变化，实现无功功率的实时动态补偿，能实时显示线路信息及设备的运行状态。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
如图1所示，一种高压电容无功补偿自动控制器，包括单片机、电源模块、通信模块、继电器输出模块、人机接口模块、状态采集模块、温湿度控制模块、数据采集模块、实时时钟模块、看门狗模块、手动/自动切换模块。
单片机采用高速ARM单片机STM32F103ZETS，单片机根据电能计量芯片ATT7026A上传的数据，确定线路需要的无功量，根据以复合电压为主，功率因数为辅的复合控制量的投切策略，通过ULN2003直接驱动过零触发控制板模块，从而控制电容器的投入与切除。
状态采集模块包括开关量采集模块和故障采集模块，可以对线路提供过压保护、失压保护、短路保护、过流保护、防止投切振荡保护及投切延时保护等。
采用GPRS和ZigBee两种通信方式，通过GPRS电路实现远程监控，通过ZigBee电路实现近程调试及控制。GPRS电路为M35芯片，ZigBee电路为CC2530芯片。
该控制器能实现手动控制、自动控制及远程控制功能
该控制器设有人机接口模块，按键电路、LCD显示电路、指示灯及报警电路。
为了提高控制器的工作性能，保证工作环境适宜，该控制器设有温湿度控制模块，该模块能实时采集温湿度数据，根据采集的数据控制风机的运行。
为了提高控制器的抗干扰性能，对输入输出电路采用光纤耦合隔离，并且对控制器中不同模块采用隔离电源独立供电，采用等电位大面积接地提高抗干扰能力。
该控制器通过LCD能实时显示线路信息及设备的运行状态，并且通过GPRS进行远程监控。
按照上述实施例，便可很好地实现发明。本发明成本低、可靠性高、功能强大，能根据线路运行条件的变化，实现无功功率的实时动态补偿，能实时显示线路信息及设备的运行状态。
显然本发明具体实现并不受上述方式限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高压电容无功补偿自动控制器，包括单片机、电源模块、通信模块、继电器输出模块、人机接口模块、状态采集模块、温湿度控制模块、数据采集模块、实时时钟模块、看门狗模块、手动/自动切换模块；其特征在于，电源模块包括开关电源电路和各级电压电路；通信模块包括GPRS通信电路和ZigBee通信电路；继电器输出模块包括光纤耦合隔离电路、驱动电源电路和继电器控制电路；人机接口模块包括按键电路、LCD显示电路、指示灯及报警电路；状态采集模块包括开关量采集模块和故障采集模块；温湿度控制模块包括温湿度采集电路和风机控制电路；数据采集模块包括电能计量芯片电路、线路电压采样电路、线路电流采样电路及电容保护采样电路。
2.根据权利要求1所述的高压电容无功补偿自动控制器，其特征在于：单片机为STM32F103ZETS。
3.根据权利要求1所述的高压电容无功补偿自动控制器，其特征在于：电能计量芯片为ATT7026A。
4.根据权利要求1所述的高压电容无功补偿自动控制器，其特征在于：采用GPRS和ZigBee两种通信方式。
5.根据权利要求1所述的高压电容无功补偿自动控制器，其特征在于：通过GPRS电路实现远程监控。
6.根据权利要求1所述的高压电容无功补偿自动控制器，其特征在于：GPRS电路为M35芯片。
7.根据权利要求1所述的高压电容无功补偿自动控制器，其特征在于：通过ZigBee电路实现近程调试及控制。
8.根据权利要求1所述的高压电容无功补偿自动控制器，其特征在于：ZigBee电路为CC2530芯片。
9.根据权利要求1所述的高压电容无功补偿自动控制器，其特征在于：电容器每相四组，容量按1:2:4:8分配，分相、分级投切。
10.根据权利要求1所述的高压电容无功补偿自动控制器，其特征在于：该控制器能实现手动控制、自动控制及远程控制功能；对控制器中不同模块采用隔离电源独立供电，采用等电位大面积接地提高抗干扰能力；该控制器能实时显示线路信息及设备的运行状态并可进行远程监控。
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