CN205160082U - 一种有无功补偿功能的智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种有无功补偿功能的智能控制系统，包括电流采样电路、电压采样电路，处理器MCU，所述的电流采样电路，其A相电流互感器分别接入DB1左右两节点，DB1上节点与主电路相连接，DB1下节点与采样电阻R1的一端相连，且DB1下节点与R1的公共点,通过走线与处理器MCU相连；R1另一端连主电路和公共地；所述电压采样电路，A相接触端子针JA一端与低压配电侧A相母排相连；JA另一端与A相降压电阻R1相连；R1另一端与电容C1一端相连,C1另一侧接J4；J4经过主电路与MCU的引脚相连接；B相、C相同A相。本实用新型占用空间少，节约了总成本，其更智能化。

Description

一种有无功补偿功能的智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种智能控制系统，尤其涉及一种有无功补偿功能的智能控制系统。

背景技术

结合目前广泛民用的低压配电环节，基本都由都由进线柜、电容柜、出线柜组成。进线柜为将输送过来的电能传输给我们，出线柜与之相辅相成，进入民用环节。在其中有一个则必不可少，那就是电容柜，传统意义上会在所有的出线柜旁边附加一个共补或者共分均有的电容柜。当所有出线电能质量下降的时候，逐渐投切电容器，提高功率因数去改善电能质量。并且电容柜中自带的智能JK控制器成本较高，其控制器实现的功能在电容器回路中的智能断路器中的智能控制系统也可以实现。我们在节约了电容的控制器的同时，亦使电容柜的空间利用率上升。

针对上述的技术问题，在中国专利CN204333632U提供了一种低压混合配电柜，大体实现方式为：通过将传统的进线柜和电容柜设计呈分别带有第一出线室和第二出线室的进线柜和电容柜，将出线室与进线室及电容柜设计在一起，利用现有的进线柜和电容柜的多余空间；并将电容补偿开关设置在进线室内，进一步提高进线室的空间利用率；在进线室、电容室和第一出线室、第二出线室的顶端分别设有低压主母排、第一主母排和第二主母排。但是，该方案仅仅只是将现有的配电柜进行自由组合，将原来的进线柜、电容柜和出线柜进行拼接，虽然提高了空间利用率，但是如何降低电容自动投入开关的成本，却因为其方案的实现方式收到了限制。

同样，针对上述提及到压缩紧凑问题，在己公开的专利CN201320299256.8提供了一种紧凑型低压配电柜，该专利同样包括整个配电柜，专利选择了框架结构将内部按照传统配电柜划分方法注意划分为仪表室跟出线室等。但是该配电柜仅仅是大大减小了柜体尺寸从而去节约成本。传统意义上所需要的电容柜中的控制器仍然需要。当进线柜与电网所连一侧，一旦进线柜中元器件发生故障，若进线柜与其他两柜组合在一起，很容易导致影响到电容柜与出线柜。

实用新型内容

针对以上问题本实用新型提供了一种占用空间少，成本低，稳定性强的有无功补偿功能的智能控制系统。在电容柜中，原有的普通断路器被装有本实用新型智能控制系统的智能断路器所取代，然后将原有电容柜中的电容智能控制器元器件，从柜体中去掉。

为了解决以上问题本实用新型提供了一种有无功补偿功能的智能控制系统，其特征在于：包括电流采样电路、电压采样电路，处理器MCU，

所述的电流采样电路，包括A相电流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器、A相整流桥DB1、B相整流桥DB2、C相整流桥DB3、采样电阻R1、采样电阻R2、采样电阻R3；

A相电流互感器分别接入A相整流桥DB1左右两节点，A相整流桥DB1上节点与主电路相连接，A相整流桥DB1下节点与采样电阻R1的一端相连，且A相整流桥DB1下节点与采样电阻R1电阻的公共点通过走线与处理器MCU相连；采样电阻R1另一端与主电路相连，从而形成一条电路回路，使得有电流从上面流过；同时采样电阻R1另一端直接接地；

B相电流互感器分别接入B相整流桥DB2左右两节点，B相整流桥DB2上节点与主电路相连接，B相整流桥DB2下节点与采样电阻R2一端相连；且B相整流桥DB2下节点与采样电阻R2的公共点通过走线与处理器MCU相连；采样电阻R2另一端与主电路相连，从而形成一条电路回路，使得有电流从上面流过；同时采样电阻R2另一端直接接地；

C相电流互感器分别接入C相整流桥DB3左右两节点，C相整流桥DB3上节点与主电路相连接，C相整流桥DB3下节点与采样电阻R1一端相连；且C相整流桥DB3下节点与采样电阻R3的公共点通过走线与处理器MCU相连；采样电阻R3另一端与主电路相连，从而形成一条电路回路，使得有电流从上面流过；同时采样电阻R3另一端直接接地；

上述所接地为公共地，A相，B相，C相与主电路均共用此地；

A相，B相，C相三相电流互感器，电流互感器一次侧接低压配电回路中的大电流，通过电磁绕组线圈将大电流在电流互感器二次侧感应产生小电流。且电流互感器的一次侧与二次侧均为交流电流。A相，B相，C相三相电流采样电路中均有一个整流桥，二次侧交流电流信号的正半波与负半波均可通过整流桥，于是交流电流被整流过后变为直流电流。直流电流通过主电路，最后流经采样电阻R1，R2，R3的接地一端，形成回路。由于采样电阻R1、R2、R3另外一端直接接地，电流流过采样电阻R1，R2，R3后，在电阻的非接地侧会产生对地电压。在三个电阻的非接地端均有MCU的引脚，通过主电路与电阻直接相连。当MCU正常工作时，MCU内部有一个基准电压。MCU通过将引脚采样得到的电压值与基准电压值进行比较，可得出每一相电路上，流经采样电阻的实际电流分别为多少。从而通过硬件电路完成电流采样功能。

所述电压采样电路，包括A相接触端子JA、A相降压电阻R1、A相隔离滤波电容C1；B相接触端子JB、B相降压电阻R2、B相隔离滤波电容C2；C相接触端子JC、C相降压电阻R3、C相隔离滤波电容C3，以及处理器MCU接触端子J4；

A相接触端子JA一端与低压配电侧A相母排相连，另外一端与A相降压电阻R1一端相连；A相降压电阻R1另一端与A相隔离滤波电容C1一端相连，A相隔离滤波电容C1另一侧接处理器MCU接触端子J4；处理器MCU接触端子J4经过主电路与处理器MCU的引脚相连接；

B相接触端子JB一端与低压配电侧B相母排相连，另外一端与B相降压电阻R2一端相连；B相降压电阻R2另一端与B相隔离滤波电容C2一端相连，B相隔离滤波电容C2另一侧接处理器MCU接触端子J4；处理器MCU接触端子J4经过主电路与处理器MCU的引脚相连接；

C相接触端子JC一端与低压配电侧C相母排相连，另外一端与C相降压电阻R3一端相连；C相降压电阻R3另一端与C相隔离滤波电容C3一端相连，C相隔离滤波电容C3另一侧接处理器MCU接触端子J4；处理器MCU接触端子J4经过主电路与处理器MCU的引脚相连接；

低压配电侧A相，B相，C相三相的交流电压数值均较大，因此每一相电路上均有电阻阻值相当大的降压电阻串联在电路中。经过降压电阻后，相电压数值将会降低很多，一直降低到处理器MCU可接受处理的范围内；然后经过隔离电容C1，C2，C3，电容在这里不仅起到与主电路进行隔离，保护主电路安全的得作用，同时电容还可以滤除去一些杂波，高次谐波，从而通过处理器MCU接触端子J4经过主电路进入处理器MCU的电压，其质量将会提升很多。处理器MCU经过内部处理，可以得出真实的线电压Vab，Vbc，Vca。

所述的有无功补偿功能的智能控制系统，还包括DI/DO接口模块，用于电流或电压数字量输入与输出模块。

所述的有无功补偿功能的智能控制系统，还包括人机交互接口。

本实用新型控制系统，可通过电平高低触发磁通动作，通过磁通的触头行程去触发其他的机构联动，从而实现电容器投切，达到功率因数补偿的效果。

本实用新型控制系统装有外接DI/DO模块。智能控制系统发出驱动信号，由DI/DO模块去控制外接联动机构，从而实现电容器的具体投切。

本实用新型智能控制系统需完全安装在塑壳断路器中，并非单独安装。使用本实用新型控制系统的电容柜与传统的电容柜中的总体的元器件相比，不仅节约了总成本，而且功能实现时更为智能化。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的电流采样电路图。

图3是本实用新型的电压采样电路图。

图4是本实用新型控制系统的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1至3所示，本实用新型提供了一种有无功补偿功能的智能控制系统，包括电流采样电路、电压采样电路，处理器MCU、DI/DO接口模块、人机交互接口，

所述的电流采样电路，包括A相电流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器、A相整流桥DR1、B相整流桥DB2、C相整流桥DB3、采样电阻R1、采样电阻R2、采样电阻R3；

A相电流互感器分别接入A相整流桥DB1左右两节点，A相整流桥DB1上节点与主电路相连接，A相整流桥DB1下节点与采样电阻R1的一端相连，且A相整流桥DB1下节点与采样电阻R1电阻的公共点通过走线与处理器MCU相连；采样电阻R1另一端与主电路相连，从而形成一条电路回路，使得有电流从上面流过；同时采样电阻R1另一端直接接地；

B相电流互感器分别接入B相整流桥DB2左右两节点，B相整流桥DB2上节点与主电路相连接，B相整流桥DB2下节点与采样电阻R2一端相连；且B相整流桥DB2下节点与采样电阻R2的公共点通过走线与处理器MCU相连；采样电阻R2另一端与主电路相连，从而形成一条电路回路，使得有电流从上面流过；同时采样电阻R2另一端直接接地；

C相电流互感器分别接入C相整流桥DB3左右两节点，C相整流桥DB3上节点与主电路相连接，C相整流桥DB3下节点与采样电阻R1一端相连；且C相整流桥DB3下节点与采样电阻R3的公共点通过走线与处理器MCU相连；采样电阻R3另一端与主电路相连，从而形成一条电路回路，使得有电流从上面流过；同时采样电阻R3另一端直接接地；

上述所接地为公共地，A相，B相，C相与主电路均共用此地；

所述电压采样电路，包括A相接触端子JA、A相降压电阻R1、A相隔离滤波电容C1；B相接触端子JB、B相降压电阻R2、B相隔离滤波电容C2；C相接触端子JC、C相降压电阻R3、C相隔离滤波电容C3，以及处理器MCU接触端子J4；

A相接触端子JA一端与低压配电侧A相母排相连，另外一端与A相降压电阻R1一端相连；A相降压电阻R1另一端与A相隔离滤波电容C1一端相连，A相隔离滤波电容C1另一侧接处理器MCU接触端子J4；处理器MCU接触端子J4经过主电路与处理器MCU的引脚相连接；

B相接触端子JB一端与低压配电侧B相母排相连，另外一端与B相降压电阻R2一端相连；B相降压电阻R2另一端与B相隔离滤波电容C2一端相连，B相隔离滤波电容C2另一侧接处理器MCU接触端子J4；处理器MCU接触端子J4经过主电路与处理器MCU的引脚相连接；

C相接触端子JC一端与低压配电侧C相母排相连，另外一端与C相降压电阻R3一端相连；C相降压电阻R3另一端与C相隔离滤波电容C3一端相连，C相隔离滤波电容C3另一侧接处理器MCU接触端子J4；处理器MCU接触端子J4经过主电路与处理器MCU的引脚相连接；

DI/DO接口模块用于电流或电压数字量输入与输出模块。

如图4所示，图4中1为智能断路器，智能断路器中安装有本实用新型智能控制系统。智能控制系统通过采样环节，实时更新测量复核的电压参数，电流参数，采集的数据通过处理器MCU进行处理，得出无功功率并与预先设定的数值进行比较，自动选择能达到最终补偿效果的补偿容量并发出指令，由处理器MCU通过给出高电平信号，实现，快速无冲击的投入电容器，保证配电系统稳定，有效地运行。图4中标示2为电流互感器与低压配电侧三相母排；3为电容器回路中的熔断器；4是用来投入，对主电路中进行无功补偿的电容器组(非智能控制系统中的电容)；5为电容器回路中的避雷器；

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而己，并不限制于本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (3)

1.一种有无功补偿功能的智能控制系统，其特征在于：包括电流采样电路、电压采样电路，处理器MCU，

所述的电流采样电路，包括A相电流互感器、B相电流互感器、C相电流互感器、A相整流桥DB1、B相整流桥DB2、C相整流桥DB3、采样电阻R1、采样电阻R2、采样电阻R3；

A相电流互感器分别接入A相整流桥DB1左右两节点，A相整流桥DB1上节点与主电路相连接，A相整流桥DB1下节点与采样电阻R1的一端相连，且A相整流桥DB1下节点与采样电阻R1电阻的公共点通过走线与处理器MCU相连；采样电阻R1另一端与主电路相连，从而形成一条电路回路，使得有电流从上面流过；同时采样电阻R1另一端直接接地；

B相电流互感器分别接入B相整流桥DB2左右两节点，B相整流桥DB2上节点与主电路相连接，B相整流桥DB2下节点与采样电阻R2一端相连；且B相整流桥DB2下节点与采样电阻R2的公共点通过走线与处理器MCU相连；采样电阻R2另一端与主电路相连，从而形成一条电路回路，使得有电流从上面流过；同时采样电阻R2另一端直接接地；

C相电流互感器分别接入C相整流桥DB3左右两节点，C相整流桥DB3上节点与主电路相连接，C相整流桥DB3下节点与采样电阻R1一端相连；且C相整流桥DB3下节点与采样电阻R3的公共点通过走线与处理器MCU相连；采样电阻R3另一端与主电路相连，从而形成一条电路回路，使得有电流从上面流过；同时采样电阻R3另一端直接接地；

上述所接地为公共地，A相，B相，C相与主电路均共用此地；

所述电压采样电路，包括A相接触端子JA、A相降压电阻R1、A相隔离滤波电容C1；B相接触端子JB、B相降压电阻R2、B相隔离滤波电容C2；C相接触端子JC、C相降压电阻R3、C相隔离滤波电容C3，以及处理器MCU接触端子J4；

A相接触端子JA一端与低压配电侧A相母排相连，另外一端与A相降压电阻R1一端相连；A相降压电阻R1另一端与A相隔离滤波电容C1一端相连,A相隔离滤波电容C1另一侧接处理器MCU接触端子J4；处理器MCU接触端子J4经过主电路与处理器MCU的引脚相连接；

B相接触端子JB一端与低压配电侧B相母排相连，另外一端与B相降压电阻R2一端相连；B相降压电阻R2另一端与B相隔离滤波电容C2一端相连,B相隔离滤波电容C2另一侧接处理器MCU接触端子J4；处理器MCU接触端子J4经过主电路与处理器MCU的引脚相连接；

C相接触端子JC一端与低压配电侧C相母排相连，另外一端与C相降压电阻R3一端相连；C相降压电阻R3另一端与C相隔离滤波电容C3一端相连,C相隔离滤波电容C3另一侧接处理器MCU接触端子J4；处理器MCU接触端子J4经过主电路与处理器MCU的引脚相连接。

2.根据权利要求1所述的一种有无功补偿功能的智能控制系统，其特征在于：还包括DI/DO接口，DI/DO接口模块用于电流或电压数字量输入与输出模块。

3.根据权利要求1所述的一种有无功补偿功能的智能控制系统，其特征在于：还包括人机交互接口。