CN212462798U - 一种通讯基站用无功补偿装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种通讯基站用无功补偿装置，主要解决现有通讯基站的配电系统的稳定性低，导致通讯信号传输质量差的问题。该无功补偿装置包括三相电中每相电中分别并联的四个电容器和电感器，每相电中用于控制每个电容器和电感器通断的单相开关，通过控制总线与每个单相开关相连的单片机控制器，以及与单片机控制器相连的电流互感器、电压互感器及投切开关；其中，所述单片机控制器利用控制总线连接投切开关与单相开关实现对单相开关的控制。通过上述设计，本实用新型无功补偿装置采用实时监控的投切、每相分补、精细化补偿无功功率的方式。投切开关使用了自行研发的电路设计，具有过零无电弧投切、投入后零功耗的特点。因此，适宜推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子无功补偿技术领域，具体地说，是涉及一种通讯基站用无功补偿装置。
背景技术
目前，低压配电网系统中，通讯基站电源一般均是400VAC系统，随着通讯系统的发展和5G基站的初步大规模建设，通讯基站越来越多，用电问题日益突出。通讯基站的电网接入一般是A、B、C三相电，但是大多有大功率、高负载的设备工作时只需要用到单相的电压，这样就造成三相不平衡了。这时如果要无功补偿，只能每相单独补，否则又会出现无功功率不平衡的问题。使得通信系统及配电系统的稳定性低、缩短了用户通信设备及电力设备的使用寿命，降低了通讯信号的传输质量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种通讯基站用无功补偿装置，主要解决现有通讯基站的配电系统的稳定性低，导致通讯信号传输质量差的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种通讯基站用无功补偿装置，包括三相电中每相电中分别并联的四个电容器和电感器，每相电中用于控制每个电容器和电感器通断的单相开关，通过控制总线与每个单相开关相连的单片机控制器，以及与单片机控制器相连的电流互感器、电压互感器及投切开关；其中，所述单片机控制器利用控制总线连接投切开关与单相开关实现对单相开关的控制。
进一步地，所述投切开关包括均与单片机控制器相连的继电器电路和可控硅电路；且所述继电器电路和可控硅电路相互并联。
进一步地，所述继电器电路包括型号为MD7620A的继电器驱动芯片U1，一端与继电器驱动芯片U1的Vin-引脚相连且另一端与型号为STM32F103的单片机控制器的P10引脚相连的电阻R1，一端与继电器驱动芯片U1的SCL引脚相连且另一端与单片机控制器的P14引脚相连的电阻R4，连接于继电器驱动芯片U1的Vin+引脚与SDA引脚之间的瞬变抑制二极管D1，以及第1、第5引脚分别对应连接继电器驱动芯片U1的Vin+、SDA引脚的继电器J1；其中，可控硅电路并联于继电器J1的第7、第8引脚之间。
进一步地，所述可控硅电路包括型号为MOC3083的光耦隔离器M1，一端与光耦隔离器M1的第2引脚相连且另一端与单片机控制器的P42引脚相连的电阻R13，与光耦隔离器M1的第6引脚相连的电阻R7，与电阻R7另一端相连的晶闸管IC1、电阻R10，一端与电阻R10另一端相连且另一端与晶闸管IC1 的第1引脚相连的电容C1，以及一端与晶闸管IC1的第1引脚相连且另一端与光耦隔离器M1的第4引脚相连的电阻R16；其中，晶闸管IC1的第3引脚与光耦隔离器M1的第4引脚相连，晶闸管IC1的第1、第2引脚对应连接继电器J1 的第8、第7引脚。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型的无功补偿装置，使用了多组容量不同的电力电容器和电抗器，采用实时监控的投切、每相分补、精细化补偿无功功率的方式。投切开关使用了自行研发的电路设计，具有过零无电弧投切、投入后零功耗的特点。
(2)本实用新型的无功补偿装置提高了通讯基站中配电系统的稳定性，延长了用户通信设备及电力设备的使用寿命，能有效改善通讯信号的传输质量，保证通信信号的正常传递及通信设备的使用性能；有效改善机房空调等设备耗能状况，提高系统功率因数，达到节能降耗的目的。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型投切开关电路中继电器电路原理图。
图3为本实用新型投切开关电路中可控硅电路原理图。
图4为本实用新型-实施例中投切前后的波形对比图。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
如图1～3所示，本实用新型公开的一种通讯基站用无功补偿装置，包括三相电中每相电中分别并联的四个电容器和电感器，每相电中用于控制每个电容器和电感器通断的单相开关，通过控制总线与每个单相开关相连的单片机控制器，以及与单片机控制器相连的电流互感器、电压互感器及投切开关；其中，所述单片机控制器利用控制总线连接投切开关与单相开关实现对单相开关的控制。
所述单片机控制器用来采样电力系统的三相电压、三相电流、三相及总的无功功率、功率因数，并且能根据数据判断负载是容性或者感性。其中电压和电流的采集是通过电压互感器和电流互感器进行的。每相电容器有1/3kvar、 2/3kvar、2/3kvar、3/3kvar，电抗器有1/3kvar、2/3kvar、2/3kvar、3/3kvar。然后单片机控制器根据容性和感性负载、无功功率大小来控制相应补偿量的投切。投切后，继续连续判断无功功率和功率因数。
在本实施例中，所述投切开关包括均与单片机控制器相连的继电器电路和可控硅电路；且所述继电器电路和可控硅电路相互并联，由控制器分别单独控制。
在本实施例中，所述继电器电路包括型号为MD7620A的继电器驱动芯片 U1，一端与继电器驱动芯片U1的Vin-引脚相连且另一端与型号为STM32F103 的单片机控制器的P10引脚相连的电阻R1，一端与继电器驱动芯片U1的SCL 引脚相连且另一端与单片机控制器的P14引脚相连的电阻R4，连接于继电器驱动芯片U1的Vin+引脚与SDA引脚之间的瞬变抑制二极管D1，以及第1、第5 引脚分别对应连接继电器驱动芯片U1的Vin+、SDA引脚的继电器J1；其中，可控硅电路并联于继电器J1的第7、第8引脚之间。所述继电器J1的选用 HF115F-L/5HS3L1。
在本实施例中，所述可控硅电路包括型号为MOC3083的光耦隔离器M1，一端与光耦隔离器M1的第2引脚相连且另一端与单片机控制器的P42引脚相连的电阻R13，与光耦隔离器M1的第6引脚相连的电阻R7，与电阻R7另一端相连的晶闸管IC1、电阻R10，一端与电阻R10另一端相连且另一端与晶闸管IC1 的第1引脚相连的电容C1，以及一端与晶闸管IC1的第1引脚相连且另一端与光耦隔离器M1的第4引脚相连的电阻R16；其中，晶闸管IC1的第3引脚与光耦隔离器M1的第4引脚相连，晶闸管IC1的第1、第2引脚对应连接继电器J1 的第8、第7引脚。
如图4所示，为投切前后的波形对比。根据仿真结果和实际测试结果，本实用新型的无功补偿装置可以有效地精细化补偿无功功率。
通过上述设计，本实用新型无功补偿装置，使用了多组容量不同的电力电容器和电抗器，采用实时监控的投切、每相分补、精细化补偿无功功率的方式。投切开关使用了自行研发的电路设计，具有过零无电弧投切、投入后零功耗的特点。因此，与现有技术相比，本实用新型具有实质性的特点和进步。
上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种通讯基站用无功补偿装置，其特征在于，包括三相电中每相电中分别并联的四个电容器和电感器，每相电中用于控制每个电容器和电感器通断的单相开关，通过控制总线与每个单相开关相连的单片机控制器，以及与单片机控制器相连的电流互感器、电压互感器及投切开关；其中，所述单片机控制器利用控制总线连接投切开关与单相开关实现对单相开关的控制。
2.根据权利要求1所述的一种通讯基站用无功补偿装置，其特征在于，所述投切开关包括均与单片机控制器相连的继电器电路和可控硅电路；且所述继电器电路和可控硅电路相互并联。
3.根据权利要求2所述的一种通讯基站用无功补偿装置，其特征在于，所述继电器电路包括型号为MD7620A的继电器驱动芯片U1，一端与继电器驱动芯片U1的Vin-引脚相连且另一端与型号为STM32F103的单片机控制器的P10引脚相连的电阻R1，一端与继电器驱动芯片U1的SCL引脚相连且另一端与单片机控制器的P14引脚相连的电阻R4，连接于继电器驱动芯片U1的Vin+引脚与SDA引脚之间的瞬变抑制二极管D1，以及第1、第5引脚分别对应连接继电器驱动芯片U1的Vin+、SDA引脚的继电器J1；其中，可控硅电路并联于继电器J1的第7、第8引脚之间。
4.根据权利要求3所述的一种通讯基站用无功补偿装置，其特征在于，所述可控硅电路包括型号为MOC3083的光耦隔离器M1，一端与光耦隔离器M1的第2引脚相连且另一端与单片机控制器的P42引脚相连的电阻R13，与光耦隔离器M1的第6引脚相连的电阻R7，与电阻R7另一端相连的晶闸管IC1、电阻R10，一端与电阻R10另一端相连且另一端与晶闸管IC1的第1引脚相连的电容C1，以及一端与晶闸管IC1的第1引脚相连且另一端与光耦隔离器M1的第4引脚相连的电阻R16；其中，晶闸管IC1的第3引脚与光耦隔离器M1的第4引脚相连，晶闸管IC1的第1、第2引脚对应连接继电器J1的第8、第7引脚。
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