CN220457129U - 一种基于wapi的智能电容控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电能质量治理技术领域，公开了一种基于WAPI的智能电容控制系统，包括变压器和负荷设备，变压器与负荷设备电性连接在一起，所述变压器和负荷设备连接的电路上并联有台区管理设备和多个智能电容，变压器的三相输出端上设有用于采集变压器三相输出端电流信号的电流互感器，电流互感器与台区管理设备通信连接在一起；所述控制系统还包括有WAPI网络，台区管理设备通过WAPI网络与所有智能电容无线通信连接在一起；本实用新型具有减少现场布线工作任务、便于管理、减少现场施工量的优点。

Description

一种基于WAPI的智能电容控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于WAPI的智能电容控制系统，属于电能质量治理技术领域。

背景技术

智能电容，作为电网主流的电能质量治理装置，广泛用于低压配电网中，其主要由控制器、电容器、电流互感器组成。在实际使用过程中，会根据需要，通过电流互感器采集线路电流情况，得知电能质量情况，通过控制器计算相应补偿方式后对电容的投切指令进行下发，以实现对电能质量进行治理。智能电容能够根据配置进行共补、分补、混补，实现改善供电功率因数、提高电网效率提供解决方案。

智能电容发展到今天，技术基本成熟。通常我们判断智能组合式低压电容补偿装置的性能有两个参考标准，即采样精度和投切技术，采样的精度决定了补偿的精度，其重要性不言而喻，采样的技术已经非常成熟，智能组合式低压电容补偿装置的供应商都能很好的控制采样精度；低压电力电容器投切开关的应用经历了由简单粗犷到理性精细的发展历程，先后出现过：交流接触器、可控硅开关、复合开关及同步开关。2011年以前智能电容器的生产商都采用同步开关或复合开关，复合开关是由交流接触器和可控硅元件并联形成的一种投切开关，不但可以有效抑制涌流，避免了拉弧，而且功耗较低。

现有技术中，电能治理治理领域用的智能电容主要通过串口与台区管理设备进行通信，通过采用有线方式将智能电容和台区管理设备进行连接，以令台区管理设备能够读取智能电容中的所需数据以进行管理，但采用有线连接的方式存在有现场布线复杂的问题，应进行优化；同时，智能电容属于智能台区侧的电能质量治理系统，现有技术中的智能电容都包含控制器、电流互感器等，这样虽令每个智能电容在电能质量治理系统中相对独立，但会增加智能台区的现场施工量，且不便对智能电容的管理，应进行优化。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种基于WAPI的智能电容控制系统。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于WAPI的智能电容控制系统，包括变压器和负荷设备，变压器与负荷设备电性连接在一起，所述变压器和负荷设备连接的电路上并联有台区管理设备和多个智能电容，变压器的三相输出端上设有用于采集变压器三相输出端电流信号的电流互感器，电流互感器与台区管理设备通信连接在一起，电流互感器能够将采集到的电流信号发送至台区管理设备上；该控制系统还包括有WAPI网络，台区管理设备通过WAPI网络与所有智能电容无线通信连接在一起，以令台区管理设备能够通过WAPI网络对智能电容进行控制。

进一步的，所述台区管理设备包括数据转换模块，用于将电流信号转换为数字信号；控制器，用于计算补偿方式并发出控制指令；第一WAPI模组，用于通过WAPI网络进行无线通信；控制器分别与数据转换模块和第一WAPI模组电性连接在一起，数据转换模块还与电流互感器通信连接在一起，数据转换模块能够将电流互感器采集到的电流信号转换为数字信号，以供控制器读取，控制器通过搭载有的补偿计算程序(此为已知技术)根据读取到的信号即可计算出补偿方式。

进一步的，所述智能电容包括电源模块，用于供电；电容元件，用于进行补偿工作；投切开关，用于控制电容元件的投入和退出；核心处理单元，用于控制投切开关的开闭；第二WAPI模组，用于通过WAPI网络进行无线通信；电源模块分别与核心处理单元和投切开关电性连接在一起，核心处理单元还与第二WAPI模组电性连接在一起，投切开关还与电容元件电性连接在一起，第二WAPI模组还与第一WAPI模组通过WAPI网络无线通信连接在一起；核心处理单元通过第一WAPI模组和第二WAPI模组的无线通信能够与控制器进行信息交互，前述控制器计算出补偿方式后可以通过第一WAPI模组和第二WAPI模组向核心处理单元下发控制指令，核心处理单元根据所下发的控制指令来控制投切开关的开闭，若投切开关打开，则此时电源模块向电容元件供电，电容元件投入补偿工作，若投切开关关闭，则此时电源模块不向电容元件供电，电容元件退出补偿工作。

进一步的，所述台区管理设备还包括用于进行有线通信的第一串口模组，第一串口模组与控制器电性连接在一起，智能电容还包括用于进行有线通信的第二串口模组，第二串口模组与核心处理单元电性连接在一起，第二串口模组还与第一串口模组有线通信连接在一起；控制器能够通过第一串口模组和第二串口模组的有线通信与核心处理单元进行信息交互，可作为备用的通信手段。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型通过设置WAPI网络和对应的WAPI模组，令台区管理设备能够借助WAPI网络与所有智能电容进行无线通信连接，相较于传统的有线通讯，具有减少现场布线工作任务的优点。

2、本实用新型通过将用于计算补偿方式的控制器内置于台区管理设备上，配合设置的WAPI网络采用无线通信连接的方式对智能电容的投切进行控制，相较于现有技术，能够将所有智能电容进行统一管理，同时，智能电容无需搭载需要计算补充的控制器和采集电流信号的电流互感器，可以对智能电容进行小型化设计，以可以渐少现场的施工工作量。

附图说明

图1为本实用新型的系统组成示意图；

图2为本实用新型中台区管理设备的组成示意图；

图3为本实用信息中智能电容器的组成示意图。

附图标记：1、变压器；2、负荷设备；3、台区管理设备；31、数据转换模块；32、控制器；33、第一WAPI模组；34、第一串口模组；4、智能电容；41、电源模块；42、电容元件；43、投切开关；44、核心处理单元；45、第二WAPI模组；46、第二串口模组；5、电流互感器；6、WAPI网络

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

实施例一：

请参照图1～3，本实施例提供一种基于WAPI的智能电容控制系统，包括变压器1和负荷设备2，变压器1的输出端与负荷设备2的输入端电性连接在一起，本实施例中，变压器1为10kV变0.38kV的变压器1，以供台区使用。变压器1和负荷设备2连接的电路上并联有台区管理设备3和多个智能电容4，智能电容4的数量可根据台区需求进行选择设定。该控制系统还包括有WAPI网络6，台区管理设备3通过WAPI网络6与所有智能电容4无线通信连接在一起，以令台区管理设备3能够通过WAPI网络6对智能电容4进行控制。

台区管理设备3包括用于将电流信号转换为数字信号的数据转换模块31、搭载有补偿计算程序用于计算补偿方式并发出控制指令的控制器32和用于通过WAPI网络6进行无线通信第一WAPI模组33，控制器32分别与数据转换模块31和第一WAPI模组33电性连接在一起；变压器1的三相输出端上设有用于采集变压器1三相输出端电流信号的电流互感器5，数据转换模块31还与电流互感器5通信连接在一起。

通过前述设置，数据转换模块31能够将电流互感器5采集到的电流信号转换为数字信号，以供控制器32读取，控制器32读取数据转换模块31转换后的数据并通过搭载有的补偿计算程序即可计算出补偿方式。

智能电容4包括用于供电的电源模块41、用于进行补偿工作的电容元件42、用于控制电容元件42的投入和退出的投切开关43、用于控制投切开关43的开闭的核心处理单元44和用于通过WAPI网络6进行无线通信第二WAPI模组45；电源模块41分别与核心处理单元44和投切开关43电性连接在一起，核心处理单元44还与第二WAPI模组45电性连接在一起，投切开关43还与电容元件42电性连接在一起，第二WAPI模组45还与第一WAPI模组33通过WAPI网络6无线通信连接在一起。

通过前述设置，核心处理单元44能够通过第一WAPI模组33和第二WAPI模组45的无线通信能够与控制器32进行信息交互，由控制器32下发的控制指令可以通过第一WAPI模组33和第二WAPI模组45发送至核心处理单元44上，核心处理单元44根据所下发的控制指令来控制投切开关43的开闭，若投切开关43打开，则此时电源模块41向电容元件42供电，电容元件42投入补偿工作，若投切开关43关闭，则此时电源模块41不向电容元件42供电，电容元件42退出补偿工作。

为提高该控制系统的可靠性，台区管理设备3还包括用于进行有线通信的第一串口模组34，第一串口模组34与控制器32电性连接在一起，智能电容4还包括用于进行有线通信的第二串口模组46，第二串口模组46与核心处理单元44电性连接在一起，第二串口模组46还与第一串口模组34有线通信连接在一起；控制器32能够通过第一串口模组34和第二串口模组46的有线通信与核心处理单元44进行信息交互，可作为备用的通信手段；本实施例中，第一串口模组34和第二串口模组46为RS232串口，两者可通过接入RS232连接线进行连接。

本实用新型在搭建时，第一串口模组34和第二串口模组46不接连接线，令后台管理设备和智能电容4之间通过WAPI网络6建立无线通信连接，以进行信息交互；本实用新型在实际使用过程中，电流互感器5能够采集变压器1三相输出端的电流信号，并将该电流信号发送至台区管理设备3中的数据转换模块31上，数据转换模块31将电流信号转换至数字信号供控制器32进行读取，控制器32根据读取到的数字信号计算出补偿方式并通过第一WAPI模组33和第二WAPI模组45的无线通信连接向核心处理单元44下发控制指令，以令核心处理单元44对投切开关43的开闭进行控制，以控制电容元件42的投入和退出。当WAPI网络6出现故障导致台区管理设备3与智能电容4之间无法进行信息交互时，此时，可通过向第一串口模组34和第二串口模组46中接入连接网线以令台区管理设备3和智能电容4之间重新建立连接，以起到应急作用。

本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于WAPI的智能电容控制系统，包括变压器(1)和负荷设备(2)，变压器(1)与负荷设备(2)电性连接在一起，其特征在于：所述变压器(1)和负荷设备(2)连接的电路上并联有台区管理设备(3)和多个智能电容(4)，变压器(1)的三相输出端上设有用于采集变压器(1)三相输出端电流信号的电流互感器(5)，电流互感器(5)与台区管理设备(3)通信连接在一起；所述控制系统还包括有WAPI网络(6)，台区管理设备(3)通过WAPI网络(6)与所有智能电容(4)无线通信连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种基于WAPI的智能电容控制系统，其特征在于：所述台区管理设备(3)包括

数据转换模块(31)，用于将电流信号转换为数字信号；

控制器(32)，用于计算补偿方式并发出控制指令；

第一WAPI模组(33)，用于通过WAPI网络(6)进行无线通信；

控制器(32)分别与数据转换模块(31)和第一WAPI模组(33)电性连接在一起，数据转换模块(31)还与电流互感器(5)通信连接在一起。

3.根据权利要求2所述的一种基于WAPI的智能电容控制系统，其特征在于：所述智能电容(4)包括

电源模块(41)，用于供电；

电容元件(42)，用于进行补偿工作；

投切开关(43)，用于控制电容元件(42)的投入和退出；

核心处理单元(44)，用于控制投切开关(43)的开闭；

第二WAPI模组(45)，用于通过WAPI网络(6)进行无线通信；

电源模块(41)分别与核心处理单元(44)和投切开关(43)电性连接在一起，核心处理单元(44)还与第二WAPI模组(45)电性连接在一起，投切开关(43)还与电容元件(42)电性连接在一起，第二WAPI模组(45)还与第一WAPI模组(33)通过WAPI网络(6)无线通信连接在一起。

4.根据权利要求3所述的一种基于WAPI的智能电容控制系统，其特征在于：所述台区管理设备(3)还包括用于进行有线通信的第一串口模组(34)，第一串口模组(34)与控制器(32)电性连接在一起，智能电容(4)还包括用于进行有线通信的第二串口模组(46)，第二串口模组(46)与核心处理单元(44)电性连接在一起，第二串口模组(46)还与第一串口模组(34)有线通信连接在一起。