CN108321816A - 一种新型无功补偿控制系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型无功补偿控制系统及其控制方法，其中发明系统包括控制器、电容器和复合开关，复合开关中微处理器的控制端与其投切机构相连，二进制拨码开关与微处理器相连，控制信号接收端包括一个电源接点、一个投切控制接点和多个编码接点，电源接点、投切控制接点和编码接点均通过控制信号解析电路与微处理器相连，在控制信号接收端上并联有与其结构相同的控制信号分支端；电容器分别一一对应通过复合开关与电网相连，复合开关与复合开关之间依次通过通信线连接控制信号分支端或控制信号接收端，位于首位的复合开关的控制信号分支端或控制信号接收端与控制器之间通过通信线相连。对比传统的电平控制方式具有接线方便，扩容方便的优势。

Description

一种新型无功补偿控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及低压电力配电系统，具体涉及一种新型无功补偿控制系统及其控制方法。
背景技术
低压电力配电系统里，用于电力电容投切的无功补偿控制器与复合开关的常规控制方式为12V电平输出控制，如以下两个专利内采用的控制方式：CN205385291U一种控制复合开关的无功补偿控制器，CN204992604U复合开关。控制器输出一个12V电平线和一个控制线作用于复合开关的控制输入端。当控制线为高电平时复合开关断开，当控制线为低电平时，复合开关闭合。
这种方式存在以下两个大的缺陷：
1、在配电补偿柜里二次线布线工作量巨大，一般都采用0.75mm或1mm的电线接到控制器和复合开关的接线端子上。一般补偿柜里复合开关数量10多个到20多个，每个复合开关都需要架设这样的电线到控制器接线端子，布线工作可想而知。而且后期检修维护难度也十分巨大。
2、不方便扩容。一方面在现场应用，如果补偿柜里需要增加容量，那么增容后，重新布线工作繁重。另一方面，由于每个复合开关控制都需要一个独立的控制端子，所以一般的控制器输出通道数都不会太多。对于容量特别大的现场，一个控制器通道数满足不了现场需求。
另外，对比发明专利CN102638050A（无功补偿装置及补偿方法），也是针对上述问题发明的一套控制方法，通过RS485接口运用软件协议的方式实现控制器对复合开关的控制。这种方式虽然也解决了上述常规方式里的两大缺陷。但也存在以下三方面问题：
1）因为控制器及复合开关均增加了TTL电平与RS485电平转换芯片及附属电路，硬件结构复杂并且成本增加。
2）采用软件协议通信的方式控制，需要微控制器（一般为单片机）的UART异步串口资源来处理，增加了单片机软件负担。因为一般的无功补偿控制器需要给后台终端上报状态信息。而控制器跟后台通信也是通过RS485等现场总线形式或者GPRS无线通信的方式，这些方式也都用到单片机的UART资源。这样无功补偿控制器软件要协调处理两部分串口通信的发送接收以及他们的处理优先级等问题，单片机软件负担加重。
3）在RS485多节点(控制多路复合开关)通信和多UART通信（单片机2个物理串口同时处理）情况下，难免会出现协议的冲突问题，会造成某一条或者几条协议不能被正确的接收解析，这样会造成通信无响应，降低通信的可靠性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种新型无功补偿控制系统及其控制方法，设置简单易安装，且控制简单易扩容。
一种新型无功补偿控制系统，包括控制器、电容器和复合开关，其特征在于：所述复合开关包括微处理器、投切机构、二进制拨码开关、控制信号接收端及控制信号解析电路，所述微处理器的控制端与所述投切机构相连，所述二进制拨码开关与所述微处理器相连，所述控制信号接收端包括一个电源接点、一个投切控制接点和多个编码接点，所述电源接点、投切控制接点和编码接点均通过所述控制信号解析电路与所述微处理器相连，在所述控制信号接收端上并联有与其结构相同的控制信号分支端，所述控制信号分支端与所述控制信号接收端两者中的电源接点、投切控制接点及编码接点一一对应连接；
所述电容器分别一一对应通过所述复合开关与电网相连，所述复合开关与复合开关之间依次通过通信线连接所述控制信号分支端或所述控制信号接收端，其中位于首位的所述复合开关的控制信号分支端或控制信号接收端与所述控制器之间通过通信线相连。
本发明的原理：调整复位开关上二进制拨码开关为每个复位开关设置不同的编码，控制器通过通信线向所有复位开关发出控制指令和编码数据，复合开关中的微处理器根据编码数据和二进制拨码开关上的编码一致时，控制相应复合开关的投切机构动作，从而将电容器投切到电网上。
为更好实现本发明，可进一步为：所述控制信号解析电路包括光耦合器和RC滤波电路，所述控制信号接收端依次经RC滤波电路和光耦合器与所述微处理器相连；使电平控制信号更稳定可靠。
为更好实现本发明，可进一步为：所述微控制器为单片机。
一种新型无功补偿控制方法，基于上述一种新型无功补偿控制系统，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：采集电网电压和电流信号；
步骤2：依据所述电网电压和电流信号计算出功率因数和无功功率；
步骤3：根据所述功率因数和无功功率计算出需要投切的电容容量；
步骤4：根据保存在控制器里的电容参数，选择具有相应电容容量的电容器对应的复合开关进行投切；
步骤5：通过通信线向复合开关发送电平控制编码；
步骤6：当复合开关中的微处理器通过比较电平控制编码中电平编码与其二进制拨码开关的地址编码一致时，执行投切动作。
为更好实现本发明方法，可进一步为：循环发送所述电平控制编码。
为更好实现本发明方法，可进一步为：所述电容参数包括电容编号及电容编号对应的电容容量，所述电容编号通过复合开关上的二进制拨码开关设置。
为更好实现本发明方法，可进一步为：所述电平控制编码包括一个电源电平、一个控制电平及若干个编码电平，所述编码电平依次排列组合成二进制编码的电平编码。
为更好实现本发明方法，可进一步为：所述电源电平为所述控制电平和编码电平的基准电平，即公共端电平。
本发明的有益效果：对比传统的电平控制方式具有接线方便，扩容方便的优势；
对比诸如RS485等总线协议控制的方式，又具有成本低廉、软件负担轻、系统稳定可靠等优势。
附图说明
图1为本发明的系统结构图；
图2为本发明中控制信号解析电路图。
图中，1、控制器；2、通信线；3、复合开关；31、二进制拨码开关；32、控制信号接收端；33、控制信号分支端；4、电容器；5、变压器；6、电网。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。
如图1所示，一种新型无功补偿控制系统，包括控制器1、电容器4和复合开关3，所述复合开关3包括微处理器、投切机构、二进制拨码开关31、控制信号接收端32及控制信号解析电路，所述微控制器为单片机，所述微处理器的控制端与所述投切机构相连，所述二进制拨码开关31与所述微处理器相连，所述控制信号接收端32包括一个电源接点、一个投切控制接点和多个编码接点，电源接点为投切控制和多个编码电平提供基准电平，所述电源接点、投切控制接点和编码接点均通过所述控制信号解析电路与所述微处理器相连，在所述控制信号接收端32上并联有与其结构相同的控制信号分支端33，所述控制信号分支端33与所述控制信号接收端32两者中的电源接点、投切控制接点及编码接点一一对应连接；
所述电容器4分别一一对应通过所述复合开关3与电网6相连，所述复合开关3与复合开关3之间依次通过通信线2连接所述控制信号分支端33或所述控制信号接收端32，其中位于首位的所述复合开关3的控制信号分支端33或控制信号接收端32与所述控制器1之间通过通信线2相连。
如图2所示，所述控制信号解析电路包括光耦合器和RC滤波电路，所述控制信号接收端依次经RC滤波电路和光耦合器与所述微处理器相连；其中，通信连接线采用RJ-45连接器和8线UTP，接线端子中包括+12V的COM（公共端）、Ctrl（投切控制）、开关编码CH1、开关编码CH2、开关编码CH3、开关编码CH4、开关编码CH5和开关编码CH6，使电平控制信号更稳定可靠，其中通信线可以由RJ45和8线UTP组合成。
本发明的工作原理：调整复位开关3上二进制拨码开关31为每个复位开关3设置不同的编码，控制器通1过通信线2向所有复位开关3发出控制指令和编码数据，复合开关中的微处理器根据编码数据和二进制拨码开关31上的编码一致时，控制相应复合开关3的投切机构动作，从而将电容器4投切到电网6上。
一种新型无功补偿控制方法，基于上述一种新型无功补偿控制系统，包括以下步骤：
步骤1：采集电网电压和电流信号；
步骤2：依据所述电网电压和电流信号计算出功率因数和无功功率；
步骤3：根据所述功率因数和无功功率计算出需要投切的电容容量；
步骤4：根据保存在控制器里的电容参数，选择具有相应电容容量的电容器对应的复合开关进行投切；
步骤5：通过通信线向复合开关发送电平控制编码；
步骤6：当复合开关中的微处理器通过比较电平控制编码中电平编码与其二进制拨码开关的地址编码一致时，执行投切动作。
其中，所述电源电平为所述控制电平和编码电平的基准电平，即公共端电平；控制器向复合开关循环发送所述电平控制编码；所述电容参数包括电容编号及电容编号对应的电容容量，所述电容编号通过复合开关上的二进制拨码开关设置。
所述电平控制编码包括一个电源电平、一个控制电平及六个编码电平，所述编码电平依次排列组合成二进制编码的电平编码；
举例阐述本发明方法的实施过程，地址编码为3的复合开关，当控制器需要当控制器需要该复合开关投切时，首先通过二进制复合开关配置复合开关的地址编码CH为3。此时CH1-CH6输出的编码电平分别为：0,0, 12v, 12v,12v,12v。同时配置投切控制电平CTRL：需要复合开关闭合时，CTRL=0V；断开时，CTRL=12V。控制器用标准的网线水晶头（RJ45）输出这些控制电平信号。
另外结合图2理解，单片机检测通过二进制拨码开关设定本机地址编码ID号并存入内存；复合开关通过控制信号解析电路解析控制信号，COM为上述接线端子里+12V，CTRL为投切控制电平，单片机判断CTRL信号来控制复合开关的通断。CH1-CH6与COM信号通过控制信号解析电路电平转换后，ID_1-ID_6信号组合为被控制复合开关的ID号；
上述CH1-CH6状态（0,0,12v,12v,12v,12v）通过光耦合器后ID_6-ID_1信号逻辑为（000011）即单片机能识别到对应控制复合开关的地址编码ID为3；
复合开关单片机判断上述解析出的被控制电平编码ID是否与本机的地址编码ID一致。如果不一致不理会投切控制电平CTRL。如果一致则根据CTRL来执行相应的投切动作。控制器指令是循环发送的，当检测出的指令已经被执行过了之后，该复合开关不动作，所述投切机构内采用磁保持继电器。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种新型无功补偿控制系统，包括控制器、电容器和复合开关，其特征在于：所述复合开关包括微处理器、投切机构、二进制拨码开关、控制信号接收端及控制信号解析电路，所述微处理器的控制端与所述投切机构相连，所述二进制拨码开关与所述微处理器相连，所述控制信号接收端包括一个电源接点、一个投切控制接点和多个编码接点，所述电源接点、投切控制接点和编码接点均通过所述控制信号解析电路与所述微处理器相连，在所述控制信号接收端上并联有与其结构相同的控制信号分支端，所述控制信号分支端与所述控制信号接收端两者中的电源接点、投切控制接点及编码接点一一对应连接；
所述电容器分别一一对应通过所述复合开关与电网相连，所述复合开关与复合开关之间依次通过通信线连接所述控制信号分支端或所述控制信号接收端，其中位于首位的所述复合开关的控制信号分支端或控制信号接收端与所述控制器之间通过通信线相连。
2.根据权利要求1所述的一种新型无功补偿控制系统，其特征在于：所述控制信号解析电路包括光耦合器和RC滤波电路，所述控制信号接收端依次经RC滤波电路和光耦合器与所述微处理器相连；使电平控制信号更稳定可靠。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型无功补偿控制系统，其特征在于：所述微控制器为单片机。
4.一种新型无功补偿控制方法，基于权利要求2所述的一种新型无功补偿控制系统，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：采集电网电压和电流信号；
步骤2：依据所述电网电压和电流信号计算出功率因数和无功功率；
步骤3：根据所述功率因数和无功功率计算出需要投切的电容容量；
步骤4：根据保存在控制器里的电容参数，选择具有相应电容容量的电容器对应的复合开关进行投切；
步骤4.1：通过通信线向复合开关发送电平控制编码；
步骤4.2：当复合开关中的微处理器通过比较电平控制编码中电平编码与其二进制拨码开关的地址编码一致时，执行投切动作。
5.根据权利要求4所述的一种新型无功补偿控制方法，其特征在于：循环发送所述电平控制编码。
6.根据权利要求4所述的一种新型无功补偿控制方法，其特征在于：所述电容参数包括电容编号及电容编号对应的电容容量，所述电容编号通过复合开关上的二进制拨码开关设置。
7.根据权利要求4所述的一种新型无功补偿控制方法，其特征在于：所述电平控制编码包括一个电源电平、一个控制电平及若干个编码电平，所述编码电平依次排列组合成二进制编码的电平编码。
8.根据权利要求7所述的一种新型无功补偿控制方法，其特征在于：所述电源电平为所述控制电平和编码电平的基准电平，即公共端电平。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE836267A (fr) * 1975-12-04 1976-04-01 Circuit pour une compensation electronique de la puissance reactive
CN201656487U (zh) * 2010-04-13 2010-11-24 成都星宇节能技术股份有限公司 智能电容器
CN202190080U (zh) * 2011-08-19 2012-04-11 石家庄福润新技术有限公司 一种用于无功补偿系统的红外无线控制技术
CN102638050A (zh) * 2012-04-26 2012-08-15 杭州浙泰电气有限公司 无功补偿装置及补偿方法
CN204103494U (zh) * 2014-10-13 2015-01-14 吉林特纳普节能技术有限公司 模块式一体化电容器调补装置
CN106356873A (zh) * 2016-10-28 2017-01-25 马驰腾 一种新型电化学电容器
CN208581063U (zh) * 2018-03-31 2019-03-05 新乡市仪盛电子科技有限公司 一种新型无功补偿控制系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE836267A (fr) * 1975-12-04 1976-04-01 Circuit pour une compensation electronique de la puissance reactive
CN201656487U (zh) * 2010-04-13 2010-11-24 成都星宇节能技术股份有限公司 智能电容器
CN202190080U (zh) * 2011-08-19 2012-04-11 石家庄福润新技术有限公司 一种用于无功补偿系统的红外无线控制技术
CN102638050A (zh) * 2012-04-26 2012-08-15 杭州浙泰电气有限公司 无功补偿装置及补偿方法
CN204103494U (zh) * 2014-10-13 2015-01-14 吉林特纳普节能技术有限公司 模块式一体化电容器调补装置
CN106356873A (zh) * 2016-10-28 2017-01-25 马驰腾 一种新型电化学电容器
CN208581063U (zh) * 2018-03-31 2019-03-05 新乡市仪盛电子科技有限公司 一种新型无功补偿控制系统

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