CN204290330U - 一种基于stm32的矿用tsc型无功补偿控制系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种基于STM32的矿用TSC型无功补偿控制系统，包括主控模块、信号采集模块、执行模块、人机交互模块、本安电源模块、温度采集与风机控制模块。主控模块包括STM32F103RBT6芯片、实时时钟、数据存储器；信号采集模块包括功率测量芯片CS5463；执行模块包括CF6G-3型可控硅触发控制器；人机交互模块包括液晶显示电路、键盘电路、指示灯及报警电路；本安电源模块包括本安型电源；温度采集与风机控制模块包括DS18B20温度控制芯片、风机、串行通信电路。本实用新型实现对煤矿电网无功功率的动态补偿，提高了功率因数，极大地改进了煤矿电力系统的电能质量。

Description

一种基于STM32的矿用TSC型无功补偿控制系统
技术领域
本实用新型涉及无功补偿领域，具体为一种基于STM32的矿用TSC型无功补偿控制系统。
背景技术
随着煤矿开采力度日益增加，大量机电设备的投入，尤其是像提升机、采掘开采、抽放压风等大功率设备的增加使得各种感性负载与地面电网之间循环着大量的无功功率，造成电能损耗，供电质量下降，严重时甚至影响生产，威胁煤矿安全。传统的固定补偿装置的补偿容量不能随负荷而变化，所以不能随负荷的无功波动随机的调节补偿的容性无功，无法抑制谐波和电压波动。并且一般基于DSP或FPGA的控制器成本较高，不易在煤矿企业中大规模推广。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种基于STM32的矿用TSC型无功补偿控制系统，以决现有补偿系统自动化程度低而成本高的问题。
为达到上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：基于STM32的矿用TSC型无功补偿控制系统，包括：主控模块、信号采集模块、执行模块、人机交互模块、本安电源模块、温度采集与风机控制模块。主控模块包括STM32F103RBT6芯片、实时时钟、数据存储器；信号采集模块包括功率测量芯片CS5463；执行模块包括CF6G-3型可控硅触发控制器；人机交互模块包括液晶显示电路、键盘电路、指示灯及报警电路；本安电源模块包括进行了特殊的电源接入方式和防爆设计的本安型电源；温度采集与风机控制模块包括DS18B20温度传感芯片、风机、串行通信电路。
所述STM32F103RBT6芯片负责系统调度和计算、实时时钟提供时钟信号和系统基准时间，数据存储器记录系统参数。
所述功率测量芯片CS5463配合电压信号转换预处理电路采集电网参数，最终通过SPI串行总线送入主控芯片当中。
所述CF6G-3型可控硅触发控制器适用于并联补偿电容器的三相交流无触点开关装置，具有高可靠的可控硅电压过零触发,三相独立控制,脉冲变压器输出,触发功率大等优点，可作为系统一次侧的无触点开关使用。
所述液晶显示电路、键盘电路、指示灯及报警电路，分别负责系统的参数显示、参数输入、系统状态指示和报警功能。
所述本安型电源是经过特殊的电源接入方式和防爆设计，具有有高可靠性的保护电路，这些电路可以保证即使出现了违规的造作或者意外的短路，电源也不会产生火花，不会烧毁整个供电系统，而只是切断电源，待后续故障排除后又可以自动恢复供电。
所述温度传感器DS18B20采集系统温度，通过串行通信电路与主控芯片通信，主控芯片完成温度信号采集换算比较，然后输出控制信号控制风机运转。
本实用新型采用三片专用计量芯片CS5463来完成电网参数的采集，并送入主控芯片32位的ARM芯片STM32F103RBT当中通过相应的控制方式和控制算法，输出投入或切除信号给执行单元CF6G-3型可控硅投切电容器，同时还可以实现温度监测、风机运行控制、液晶显示、串行通讯、数据存储以及电压报警等功能。系统可以对煤矿低压电网进行三相共补、三相分补以及共补与分补相结合无功补偿，实现对煤矿电网无功功率的动态补偿。
本实用新型的优点是：实现对煤矿电网无功功率的动态补偿，且补偿速度快,效果好,自动化程度高，有效的改善了电网电压水平，提高了功率因数，极大地改进了煤矿电力系统的电能质量，适应了煤矿电网对无功补偿更高的要求，实现了无人值守的自动高效的无功功率补偿，具有很好的推广价值。
附图说明
附图1是本实用新型的结构框图；
具体实施方式
下面根据附图对本实用新型进行详细说明：
结构框图如图1所示，基于STM32的矿用TSC型无功补偿控制系统，包括：主控模块、信号采集模块、执行模块、人机交互模块、本安电源模块、温度采集与风机控制模块。主控模块包括STM32F103RBT6芯片、实时时钟、数据存储器；信号采集模块包括功率测量芯片CS5463；执行模块包括CF6G-3型可控硅触发控制器；人机交互模块包括液晶显示电路、键盘电路、指示灯及报警电路；本安电源模块包括进行了特殊的电源接入方式和防爆设计的本安型电源；温度采集与风机控制模块包括DS18B20温度传感芯片、风机、串行通信电路。本实用新型采用三片专用计量芯片CS5463来完成电网参数的采集，并送入主控芯片32位的ARM芯片STM32F103RBT当中通过相应的控制方式和控制算法，输出投入或切除信号给执行单元CF6G-3型可控硅投切电容器，同时还可以实现温度监测、风机运行控制、液晶显示、串行通讯、数据存储以及电压报警等功能。系统可以对煤矿低压电网进行三相共补、三相分补以及共补与分补相结合无功补偿，实现对煤矿电网无功功率的动态补偿。

Claims (7)

1.一种基于STM32的矿用TSC型无功补偿控制系统，其特征在于包括：主控模块、信号采集模块、执行模块、人机交互模块、本安电源模块、温度采集与风机控制模块；主控模块包括STM32F103RBT6芯片、实时时钟、数据存储器；信号采集模块包括功率测量芯片CS5463；执行模块包括CF6G-3型可控硅触发控制器；人机交互模块包括液晶显示电路、键盘电路、指示灯及报警电路；本安电源模块包括进行了特殊的电源接入方式和防爆设计的本安型电源；温度采集与风机控制模块包括DS18B20温度传感芯片、风机、串行通信电路。
2.根据权利要求1所述的基于STM32的矿用TSC型无功补偿控制系统，其特征在于：所述STM32F103RBT6芯片负责系统调度和计算、实时时钟提供时钟信号和系统基准时间，数据存储器记录系统参数。
3.根据权利要求1所述的基于STM32的矿用TSC型无功补偿控制系统，其特征在于：所述功率测量芯片CS5463配合电压信号转换预处理电路采集电网参数，最终通过SPI串行总线送入主控芯片当中。
4.根据权利要求1所述的基于STM32的矿用TSC型无功补偿控制系统，其特征在于：所述CF6G-3型可控硅触发控制器通过主控模块发出的控制信号来开断一次侧电流对电容器进行投切。
5.根据权利要求1所述的基于STM32的矿用TSC型无功补偿控制系统，其特征在于：所述液晶显示电路、键盘电路、指示灯及报警电路，分别负责系统的参数显示、参数输入、系统状态指示和报警功能。
6.根据权利要求1所述的基于STM32的矿用TSC型无功补偿控制系统，其特征在于：所述本安型电源负责对系统进行供电，保障系统安全稳定运行。
7.根据权利要求1所述的基于STM32的矿用TSC型无功补偿控制系统，其特征在于：所述温度传感器DS18B20采集系统温度，通过串行通信电路与主控芯片通信，主控芯片完成温度信号采集换算比较，然后输出控制信号控制风机运转。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106208103A (zh) * 2016-08-26 2016-12-07 许昌学院 高压电容无功补偿自动控制器
CN109213046A (zh) * 2018-10-22 2019-01-15 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种基于arm+fpga的电能质量通用控制平台
CN109709875A (zh) * 2019-01-24 2019-05-03 宁波赛宝信息产业技术研究院有限公司 一种智能通断电控制装置

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