[发明专利]电力无功补偿控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力技术领域的控制装置，具体是一种电力无功补偿控制器。

背景技术

电力系统中，常见的无功控制方法有同步发电机、同步电动机、同步调相机、并联电容器和静止无功补偿装置等，并联电容器是配电网中应用最广泛的无功补偿设备，在调节效果相近的情况下，费用远远低于同步调相机，因而已大面积取代了同步调相机。用并联电容器进行无功补偿是应用最广泛的无功补偿方式。配置无功补偿设备时，原则上应要求全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡。目前在我国城镇，低压用户的用电量大幅增长，直接对用户末端进行无功补偿将最恰当地降低电网的损耗和维持网络的电压水平。

无功功率的传输不但会产生很大的有功损耗而且沿传输途径还会产生很大的电压降落，因而电网中各中枢点的电压特性更具地区性质，即不同地区的无功功率供需分布关系不同，那么不同点的电压在同一时刻的表现也就不同，无功功率的平衡只能靠就地平衡。电力系统中的无功功率是在正弦电路中，当平均功率为零时，在电源和储能元件之间来回交换的变动功率，无功功率并不是无用功率，而是在电能传输和转换过程中建立电力磁场和提供电压稳定的不可缺少功率之一，无功反映不同的电压等级，同一等级电压的电网中，电压的高低直接反映本级无功的平衡，是电能质量的重要指标之一。

经对现有技术文献检索发现，中国专利号为200520101269.5的实用新型专利，专利名称为《智能化无功功率补偿控制器》，该实用新型公开了一种智能化无功补偿控制器，它包括电源电路以及依次相连接的电压采样电路、选择开关电路、A/D转换电路和主控CPU，在主控CPU上连接有复位存储电路和显示电路，所述主控CPU分别与功率因数测量电路、补尝电容投切电路、红外通讯电路和通讯控制CPU相连接，所述通讯控制CPU与信号收发装置相连接。但该专利的不足之处在于：该专利不能实现分布式控制，同时人机交互性能较差。

发明内容

本发明针对上述现有技术中的不足，提出了一种电力无功补偿控制器，满足用户在低压侧的无功补偿设备的功能和质量，使用单片机作为控制核心，通过对关联电容器的投切控制，实现对线路上的功率因数的快速反应，调整功率因数，改善电能质量。

本发明是通过如下技术方案实现的，本发明包括：低压配电网无功补偿模块和主控模块，其中：

低压配电网无功补偿模块包括：电压检测模块、功率因数检测模块、单片机，其中：

电压检测模块、功率因数检测模块分别测量电压以及功率因数角，并将电压以及功率因数角的数值传输给单片机；

单片机根据功率因数角和电压计算得到电流量，并将电压、电流量、功率因数角作为控制的核心参数，得出电压、电流的实际大小，以及电压、电流值是否在预设的范围内，并计算出线路需无功补偿的容量，将需无功补偿的容量传输给主控模块；

主控模块包括：电源电路模块、看门狗电路模块、键盘输入模块、显示模块、电压电流A/D模块、串口通信电路模块、下层控制器串口模块，其中：

电源电路模块，为单片机提供+3.3V电压工作，为其它逻辑元件提供+5V电压工作；

看门狗电路模块，防止低压配电网无功补偿模块中的单片机在执行某条指令时受干扰的冲击，使单片机的操作码或地址码发生改变致使该条指令出错；

键盘输入模块，是由若干个按键组成的开关矩阵，作为单片机的输入设备，操作员通过键盘输入数据或命令，实现人机通信；

显示电路模块，负责显示单片机处理后的数据信息；

电压电流A/D模块，将外界传感器传输过的数据通过电阻分压，并将分压后的数据交由单片机，由单片机对电压、电流测量；

串口通信电路模块负责将单片机中需无功补偿的容量数据信息一位一位地依次传递至下层控制器串口模块；

下层控制器串口模块获得串口通信电路模块的数据后，将数据处理为异步通信的9个信号，提供给投切控制电路，由投切控制电路控制补偿电容器组。

所述电源电路模块，包括：交流变压器、稳压管、整流电路，交流变压器为带中间抽头的变压器，交流变压器与不同型号的稳压管相连，稳压管与全波电流桥整流电路相连，稳压管包括若干种型号，以获得若干等级的电压。

所述看门狗电路模块，负责监视程序的运行，若单片机在执行某条程序指令时，受干扰的冲击，而使操作码或地址码发生改变，致使该条指令出错，看门狗电路模块产生复位信号，引导单片机程序重新进入正常运行。