CN203589735U - 高压无功补偿控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压无功补偿控制器，主要解决了现有技术中存在的在用电过程中，由于峰谷用电负荷差较大，加之负荷中感性负载的比例很大，致使峰谷电压波动大，系统的无功消耗大的问题。该高压无功补偿控制器包括外壳，还包括中央处理器和均与中央处理模块相连的计量模块、通信模块、实时时钟、液晶显示模块、键盘模块、输出接口、存储器和电源。通过上述方案，本实用新型达到了有效减小功耗且便于使用的目的，具有很高的实用价值和推广价值。

Description

高压无功补偿控制器

技术领域

本实用新型涉及一种控制器，具体地说，是涉及一种高压无功补偿控制器。

背景技术

随着国民经济的快速增长，城乡电力负荷不断增加，在用电过程中，由于峰谷用电负荷差较大，加之负荷中感性负载（如异步电动机）的比例很大，致使峰谷电压波动大，系统的无功消耗大。因而，如何有效地投切并联电容器组，将系统电压控制在一定范围，改善功率因数，实现无功就地平衡，提高电压合格率，减少线路上有功损耗，达到提高电压质量和经济运行的目的，是电力系统中迫切需要解决的问题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高压无功补偿控制器，主要解决现有技术中存在的在用电过程中，由于峰谷用电负荷差较大，加之负荷中感性负载的比例很大，致使峰谷电压波动大，系统的无功消耗大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

高压无功补偿控制器，包括外壳，还包括：

电源，提供正常工作所需电能；

电压电流采样模块，采集电压、电流信号，并将采集到的信号传递至计量模块；

计量模块，将电压电流采样模块传递而来的信号进行计算，得出电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数，对电压水平和无功平衡状况进行分析，并将分析结果传递至中央处理器；

中央处理器，根据计量模块传递而来的分析结果选取最优化的组合方式进行自动无功补偿投切控制；

通信模块，进行数据传输；

液晶显示模块，根据中央处理器的控制进行状态显示；

键盘模块，进行操作指令输入；

实时时钟，进行计时；

存储器，进行数据存储；

输出接口，根据中央处理器的控制进行控制状态输出；

遥信模块，检测外部开关量的变化情况，对外接设备的工作状态进行监控；

所述遥信模块、实时时钟、液晶显示模块、键盘模块、通信模块、输出接口、存储器、电源、计量模块均与中央处理器相连，所述电压电流采样模块与计量模块相连，其中，遥信模块、实时时钟、通信模块、存储器、电源、计量模块和电压电流采样模块均集成并固定于外壳内。

为了实现防尘、抗震和提高抗干扰能力，所述外壳为全密封式结构，采用2U金属型材质制造而成。

 具体地说，所述电源包括电源管理芯片和连接于电源管理芯片与中央处理器之间的电源转换电路。 

进一步地，所述中央处理器上设置有液晶显示接口和键盘接口，所述液晶显示模块连接于液晶显示接口上，所述键盘模块连接于键盘接口上。

更进一步地，所述通信模块上设置有多路串行通讯口，所述中央处理器上设置有与多路串行通讯口对应的232接口和485接口。

作为优选，所述液晶显示模块为液晶显示器；所述中央处理器采用TMS320F2808芯片作为处理芯片；所述实时时钟采用DS3231；所述液晶显示模块为LCM128*64模块；所述计量模块采用ATT7022B。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型可以根据运行方式的变化选取最优化的组合方式进行自动无功补偿投切控制，当有多组电容器可进行控制时，能够逐一将每组电容器容量进行比较判断运算，选出最佳补偿容量的电容器实施控制操作，使系统就地无功达到最佳平衡。

（2）本实用新型可以实现主从式通信，可以与多台从机一起使用，实现多段母线的无功补偿，有效减小功耗，使无功补偿效果达到最佳。

（3）本实用新型中，中央处理模块采用性价比较高的TMS320F2808芯片作为处理芯片，其具有价格适中，功能齐全的有点，不但能够满足大多数中端设备的需求，还支持对高压无功补偿器进行控制，十分实用。

（4）本实用新型通过较少的器件模块实现了对无功补偿器的控制，整体造价较低，且各器件模块集成在一起，整体体积较小，使用十分方便。

（5）本实用新型同时支持有线通讯和无线通讯，用户可以根据实际情况灵活选用，充分考虑到了实际需求。

（6）本实用新型还设置有显示模块，用户可以从该显示模块上实时监测控制情况，设计十分人性化。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

为了解决现有技术中存在的在用电过程中，由于峰谷用电负荷差较大，加之负荷中感性负载的比例很大，致使峰谷电压波动大，系统的无功消耗大的问题，如图1所示，本实用新型公开了一种高压无功补偿控制器，其包括：

外壳，本实用新型中优选采用由2U金属型材质制造而成全密封结构，以实现抗震、防尘、抗干扰目的；由电源管理芯片和电源转换电路组成的提供装置正常工作和控制输出的电源；采集电压、电流信号，并将采集到的信号传递至计量模块的电压电流采样模块；输入端与电压电流采样模块的输出端连接，输出端与中央处理器连接，主要负责把电压电流采样模块采集到的数据进行计算，计算出电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数，实时分析电压水平和无功平衡状况，然后通过中央处理器选取最优化的组合方式进行自动无功补偿投切控制的计量模块；与中央处理器连接，通过串口扩展芯片、MAX485ESA及ADM202EARN组成多路串行通讯口，并在中央处理器上设置对应的232接口和485接口的通信模块，其中，485接口包括485抄表口和485主从机间通讯口，通过485通讯可以实现主从式通讯，可对多段母线进行无功补偿；与中央处理器连接，并在中央处理器上设置对应的液晶显示接口，可以显示电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、总的视在功率、电压总谐波畸变率、电流总谐波畸变率等的液晶显示模块；与中央处理器连接，并在中央处理器上设置对应的键盘接口，可对系统参数进行设置的键盘模块；与中央处理器连接，检测外部开关量的变化情况，可对电容器、母联断路器、电容柜断路器的状态进行全方位监控的遥信模块；与中央处理器连接，通过接受中央处理器发来的信号可以控制接触器和断路器投切电容器组的输出接口。

上述中，中央处理器是整个设备的核心，负责对计量模块输出的数据进行逻辑运算，并输出结果到输出接口控制电容器投切。

作为优选：中央处理器采用TMS320F2808，它是德州仪器的工业控制专业DSP，资源丰富，具有独立的硬件乘法器，64K字闪速存储器，18K字RAM，128位的密匙，2个串口，4个SPI口，1个IIC口，16路12位AD，运行速度快，1秒种可以运行1.5亿条指令（150MIPS），能够确保实时、高效的采集、处理相关的运行数据；计量模块采用ATT7022B，它能同时采集三相电压电流、有功功率、无功功率、电度、频率、零序电流等等电网数据，其电压和电流的精度为0.5％，有功精度为0.2S，无功精度为2S；液晶显示模块采用分辨率高、显示清晰、能够实时显示运行数据和控制参数的LCM128*64显示模块；电源模块采用TPS70351PWP，它为双电源DSP专用电源芯片，能同时提供1.8V的内核电源和3.3V的IO口电源，并能提供高达800mA的电流，保证主CPU的稳定工作，从而保证系统的稳定运行；实时时钟采用Maxim的DS3231，它采用温度补偿技术，常温下误差小于25PPM，确保系统时钟的精确度。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。

Claims (7)

1.高压无功补偿控制器，包括外壳，其特征在于，还包括：

电源，提供正常工作所需电能；

电压电流采样模块，采集电压、电流信号，并将采集到的信号传递至计量模块；

计量模块、中央处理器；

通信模块，进行数据传输；

液晶显示模块，根据中央处理器的控制进行状态显示；

键盘模块，进行操作指令输入；

实时时钟，进行计时；

存储器，进行数据存储；

输出接口，根据中央处理器的控制进行控制状态输出；

遥信模块，检测外部开关量的变化情况，对外接设备的工作状态进行监控；

所述遥信模块、实时时钟、液晶显示模块、键盘模块、通信模块、输出接口、存储器、电源、计量模块均与中央处理器相连，所述电压电流采样模块与计量模块相连，其中，遥信模块、实时时钟、通信模块、存储器、电源、计量模块和电压电流采样模块均集成并固定于外壳内。

2.根据权利要求1所述的高压无功补偿控制器，其特征在于，所述外壳为全密封式结构，采用2U金属型材质制造而成。

3.根据权利要求2所述的高压无功补偿控制器，其特征在于，所述电源包括电源管理芯片和连接于电源管理芯片与中央处理器之间的电源转换电路。 

4.根据权利要求3所述的高压无功补偿控制器，其特征在于，所述中央处理器上设置有液晶显示接口和键盘接口，所述液晶显示模块连接于液晶显示接口上，所述键盘模块连接于键盘接口上。

5.根据权利要求4所述的高压无功补偿控制器，其特征在于，所述通信模块上设置有多路串行通讯口，所述中央处理器上设置有与多路串行通讯口对应的232接口和485接口。

6.根据权利要求5所述的高压无功补偿控制器，其特征在于，所述液晶显示模块为液晶显示器。

7.根据权利要求6所述的高压无功补偿控制器，其特征在于，所述中央处理器采用TMS320F2808芯片作为处理芯片；所述实时时钟采用DS3231；所述液晶显示模块为LCM128*64模块；所述计量模块采用ATT7022B。

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