CN209169965U - 低压配电网有源无源混合不平衡治理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低压配电网有源无源混合不平衡治理装置。目前在低压配电网系统中，三相不平衡较严重现象主要存在于农网地区，容易出现功率因素过低等现象，影响三相不平衡装置补偿效果。本实用新型的三相不平衡补偿模块采集单相负载电流数据传输给主控器，无功补偿模块采集三相总电流数据传输给主控器，主控器依据三相总电流数据及各个单相负载电流数据控制相间有源转换；所述的主控器包括一个主处理器IP核以及多个与主处理器IP核双向通讯连接的协处理器，每个协处理器配置数据输入和输出接口。本实用新型实现了低压配网三相电流不平衡治理装置因功率因素过低受干扰时能继续运行工作，增加了三相不平衡治理的适用性、可靠性及稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及低压配网三相负荷不平衡治理装置，具体地说是一种多处理器协同控制的低压配电网有源无源混合不平衡治理装置。
背景技术
有源不平衡补偿装置是一种集成现代测控、电力电子、无线通讯、自动化控制等先进技术为一体的有源不平衡治理装置，其具有响应速度快、过补等优点，但大模块应用其自身的损耗值则较高。
无源补偿三相不平衡装置，利用相间跨接电容器转移相间有功技术（王氏定理），也可以达到补偿三相不平衡，其特点在于损耗低，同时可以兼顾提高功率因素；但也存在速度慢，转移有限的缺点。
目前在低压配电网系统中，三相不平衡较严重现象主要存在于农网地区，该地区地形复杂、供电半径普遍较长、用户用电无功含量较大，所以容易出现功率因素过低等现象，影响三相不平衡装置补偿效果，降低了设备利用率及使用价值，不能满足市场日益发展的需求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种多处理器协同控制的低压配电网有源无源混合不平衡治理装置，以实现低压配网三相电流不平衡治理装置因功率因素过低受干扰时能继续运行工作，以增加三相不平衡治理的适用性、可靠性及稳定性。
为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案：低压配电网有源无源混合不平衡治理装置，其包括主控器、三相不平衡补偿模块及无功补偿模块；
所述的三相不平衡补偿模块采集单相负载电流数据传输给主控器，所述的无功补偿模块采集三相总电流数据传输给主控器，所述的主控器依据三相总电流数据及各个单相负载电流数据控制相间有源转换；
所述的主控器包括一个主处理器IP核以及多个与主处理器IP核双向通讯连接的协处理器，每个协处理器配置数据输入和输出接口。
所述主控器是整个装置的控制核心，所述三相不平衡补偿模块以及无功补偿模块为执行机构。所述主控器负责采集整个装置的各种状态信息和数据，接收所述三相不平衡补偿模块采集并上传的负载电流数据，同时采集多个子模块的数据，进行数据分析和计算，发出各种指令完成整个装置的操控。所述主控器和换三相不平衡补偿模块和无功补偿模块之间通过通讯进行信息交互，形成多处理器协同处理，相互配合完成对低压配网三相电流不平衡问题的治理。
作为上述技术方案的补充，所述的无功补偿模块包括依次串联的断路器、复合开关、电抗器和电容器，通过复合开关控制电容器投切。
作为上述技术方案的补充，所述的主处理器IP核还与一核心处理器和一核心从处理器双向通讯连接。
作为上述技术方案的补充，所述的主处理器IP核还与一可扩展单元双向通讯连接。
作为上述技术方案的补充，所述的主处理器IP核还与一数据存储接口双向通讯连接。
作为上述技术方案的补充，所述的三相不平衡补偿模块通过电流互感器采集单相负载电流数据。
作为上述技术方案的补充，所述的三相不平衡补偿模块为三相半桥IGBT模块。
作为上述技术方案的补充，所述的复合开关为带继电器和晶闸管的复合开关，继电器与晶闸管并联。
本实用新型实现了低压配网三相电流不平衡治理装置因功率因素过低受干扰时能继续运行工作，增加了三相不平衡治理的适用性、可靠性及稳定性。
本实用新型为一种多处理器协同控制的低压配电网有源无源混合不平衡治理装置，其不仅兼顾了有源补偿和无源补偿的优点，同时提供了基于多处理器协同控制的控制器架构，具有横向可延伸发展的特点。
本实用新型的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
附图说明
图1为本实用新型的系统运行方式图；
图2为本实用新型主控器内部系统架构图。
附图标记：
DC863F：主控器；1TA、2TA：电流互感器；1FK、2FK、3FK：复合开关（配合电容器使用）；1L、2L、3L：电抗器；1C、2C、3C：电容器；SVG：三相不平衡补偿模块；三相四线，即A、B、C三相火线，N相零线。
具体实施方式
一种低压配电网有源无源混合不平衡治理装置，其包括主控器、三相不平衡补偿模块及无功补偿模块。
所述的三相不平衡补偿模块采集单相负载电流数据传输给主控器，所述的无功补偿模块采集三相总电流数据传输给主控器，所述的主控器依据三相总电流数据及各个单相负载电流数据控制相间有源转换；
所述的主控器包括一个主处理器IP核以及多个与主处理器IP核双向通讯连接的协处理器，每个协处理器配置数据输入和输出接口；所述的主处理器IP核还与一核心处理器、一核心从处理器、一可扩展单元和一数据存储接口双向通讯连接，如图2所示。
所述的无功补偿模块包括依次串联的断路器、复合开关、电抗器和电容器，通过复合开关控制电容器投切。
所述的三相不平衡补偿模块为三相半桥IGBT模块，通过电流互感器采集单相负载电流数据。所述的复合开关为带继电器和晶闸管的复合开关，继电器与晶闸管并联。
本实用新型的基本原理为通过1TA系统电流采样互感器将电流信号传输给处理器，快速提取无功电流，经过控制单元生成控制信号驱动功率单元输出幅值相等、相位相反的补偿电流，抵消无功电流，提高系统功率因数，平衡系统三相电流。
参见图1，图1显示了本实用新型的系统运行方式图。
所述主控器DC863F是整个装置的核心控制部分，是装置的控制策略具体的实现单元；所述“主控器DC863F”与“三相不平衡补偿模块”与无功补偿模块之间通讯目的是实现“主控器DC863F”与“三相不平衡补偿模块SVG”和“无功补偿模块”之间的通讯连接，信息交互；所述三相电流采样互感器1TA为所述主控器DC863F对所述配电变压器Us的三相总电流的采样，以此作为所述三相不平衡治理模块SVG的补偿依据，使三相总电流总是保持在最接近三相平衡的状态；所述三相四线是配网系统的A、B、C三相火线及N相零线，所述无功补偿模块就是在A、B、C三相火线之间投切，监测现场无功含量，并自动动作进行补偿。
如上所述，每套装置只有一个所述主控器，它负责采集整个装置的各种状态信息和数据，通过逻辑运算发出各种指令完成整个装置的操控，它检测配网总线的电压电流功率因数信号；接收电流互感器上传的负载电流数据，计算负载平衡度及分布情况，通过分析计算给每一相发出投切指令；接收所述控制模块的运行状态和故障信息，然后做出相应的控制操作。
所述三相不平衡补偿模块与无功补偿模块是装置的分支和执行机构，根据配变的容量与负载的分布情况不同可灵活选择所述三相不平衡补偿模块与无功补偿模块的容量。它们负责采集后端单相负载电流、三相电压以及功率因数的数据，与自身的状态信息一起上传到主控器中；接收所述主控器的补偿命令进行跨相间补偿操作；接收所述主控器的故障保护命令进行相应的操作；显示自身的运行状态信息。当然，在现场同时存在三相不平衡以及功率因数过低时，所述三相不平衡补偿模块与无功补偿模块同时启动补偿，自动依据采样的末端三相电流以及三相功率因数作为投切控制参数进行投切工作。
因此，本实用新型的优点在于：
1、在治理单独三相不平衡时或无功含量过大的情况下，三相不平衡补偿模块与无功补偿模块分开独立工作，这样现场应用安装灵活，且三相电流不平衡治理以及无功补偿效果好；
2、在三相不平衡和功率因数过低同时存在时，三相不平衡补偿模块与无功补偿模块共同运行，能够得出损耗最低且将三相不平衡以及无功补偿效果最佳的结果。
显而易见的是，以上的描述仅仅是举例而不是为了限制本实用新型的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本实用新型不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本实用新型的教导的特定例子，本实用新型的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。
Claims (5)
1.低压配电网有源无源混合不平衡治理装置，其特征在于，包括主控器、三相不平衡补偿模块及无功补偿模块；
所述的三相不平衡补偿模块采集单相负载电流数据传输给主控器，所述的无功补偿模块采集三相总电流数据传输给主控器，所述的主控器依据三相总电流数据及各个单相负载电流数据控制相间有源转换；
所述的主控器包括一个主处理器IP核以及多个与主处理器IP核双向通讯连接的协处理器，每个协处理器配置数据输入和输出接口；
所述的主处理器IP核分别与一核心处理器、一核心从处理器、一可扩展单元和一数据存储接口双向通讯连接。
2.根据权利要求1所述的低压配电网有源无源混合不平衡治理装置，其特征在于，所述的无功补偿模块包括依次串联的断路器、复合开关、电抗器和电容器，通过复合开关控制电容器投切。
3.根据权利要求1或2所述的低压配电网有源无源混合不平衡治理装置，其特征在于，所述的三相不平衡补偿模块通过电流互感器采集单相负载电流数据。
4.根据权利要求1或2所述的低压配电网有源无源混合不平衡治理装置，其特征在于，所述的三相不平衡补偿模块为三相半桥IGBT模块。
5.根据权利要求2所述的低压配电网有源无源混合不平衡治理装置，其特征在于，所述的复合开关为带继电器和晶闸管的复合开关，继电器与晶闸管并联。
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|---|---|---|---|---|
| CN111929607A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-11-13 | 湖北民族大学 | 一种利用fpga实现多相电源相位及功率因数实时检测的ip核 |
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2018
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