專利名稱：智能無功功率分相補(bǔ)償控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及低壓配電系統(tǒng)的功率因數(shù)補(bǔ)償裝置，具體是智能 無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器。
背景技術(shù)：
智能無功功率分相補(bǔ)償控制器適用于低壓配電系統(tǒng)，可廣泛用于 戶外臺(tái)式變壓器、室內(nèi)配電站、箱式變電站以及冶金、機(jī)械、礦山、 鐵路、化工等企業(yè)或低壓用戶進(jìn)行無功功率自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償控制?？刂?器主要是用于控制電容器組的投切，對電網(wǎng)無功功率進(jìn)行補(bǔ)償控制， 以達(dá)到提高功率因數(shù)和提高變壓器的負(fù)載能力等目的?？刂品绞揭话?分為三相共補(bǔ)型、三相分補(bǔ)型、三相共補(bǔ)+分補(bǔ)混合型三種。以前的 產(chǎn)品多為共補(bǔ)型產(chǎn)品， 一般取三相中的兩相電壓和另外一相的電流信 號(hào)來計(jì)算出電網(wǎng)中的無功功率，它的缺點(diǎn)在于當(dāng)用戶變壓器三相負(fù) 載不平衡時(shí)，每一相的分相無功功率也是不平衡的，由于共補(bǔ)型產(chǎn)品 在補(bǔ)償時(shí)的依據(jù)為三相的總無功功率，電容器采用A型聯(lián)接，同時(shí)對 三相進(jìn)行補(bǔ)償，結(jié)果就會(huì)造成某些相位過補(bǔ)而某些相位欠補(bǔ)的現(xiàn)象， 不但不能達(dá)到有效補(bǔ)償無功的效果，由于過補(bǔ)還會(huì)影響變壓器的正常 使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種可靠 性和精度更高的智能無功功率分相補(bǔ)償控制器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)解決方案如下智能 無功功率分相補(bǔ)償控制器，包括外殼及控制電路，其特征在于所述 控制電路包括中央處理單元、三相電流信號(hào)處理單元、三相電壓信號(hào) 輸入單元、電壓波形信號(hào)輸入單元、鍵盤輸入單元、控制輸出單元和顯示單元，所述中央處理單元以AVR型單片機(jī)IC5為核心，三相電 流信號(hào)輸入單元和三相電壓信號(hào)輸入單元的輸出端與AVR型單片機(jī) IC5模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端連接，鍵盤輸入單元與單片機(jī)IC5數(shù)據(jù)輸入端連 接，控制輸出單元和顯示單元與單片機(jī)IC5數(shù)據(jù)輸出端連接，中央處 理單元中內(nèi)置可擦除存貯器，可保存用戶設(shè)置相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。
本智能無功功率分相補(bǔ)償控制器通過單片機(jī)對從三相電流信號(hào) 處理單元和三相電壓信號(hào)輸入單元信號(hào)的三相電壓及電流信號(hào)分別 進(jìn)行處理，計(jì)算出電網(wǎng)的三相相電壓和線電壓、三相電流、三相分 相基功率因數(shù)和總基波功率因數(shù)、三相分相無功功率和總無功功率、 有功功率及視在功能等電力參數(shù)。根據(jù)計(jì)算得到的三相分相無功功 率大小來選擇投入最合適的共補(bǔ)電容器組或分補(bǔ)電容器組，合理的 將共補(bǔ)與分補(bǔ)方式結(jié)合起來。單片機(jī)采用最低至2. 7V的電源供電的 AVR型單片機(jī)芯片，即使供電電路發(fā)生暫降或電源偏低的時(shí)候，電 路均能正常工作，不會(huì)引起死機(jī)或誤動(dòng)作現(xiàn)象，保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定 性；設(shè)有電源電壓監(jiān)控芯片，抑制電源線上的快速瞬變脈沖干擾。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


附圖1為本實(shí)用新型控制電路具體實(shí)施例電路原理圖； 附圖2為補(bǔ)償電容器組的控制繼電器電路原理圖。
具體實(shí)施方式
智能無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器包括外殼及控制電路，如圖1所 示，控制電路包括以單片機(jī)為核心中央處理單元、三相電流信號(hào)輸入 單元、三相電壓信號(hào)輸入單元、電壓波形信號(hào)輸入單元、鍵盤輸入單 元、控制輸出單元和顯示單元，中央處理單元以單片機(jī)IC5為核心； 顯示單元包括驅(qū)動(dòng)電路和四位7段數(shù)碼顯示屏，顯示屏的7段顯示數(shù) 據(jù)控制端及小數(shù)點(diǎn)顯示控制端分別經(jīng)限流電阻R44 R51后與單片機(jī) IC5的數(shù)據(jù)輸出口連接，四位數(shù)碼顯示屏的公共極分別與PNP型驅(qū)動(dòng) 三極管Q3~Q6的集電極連接，單片機(jī)IC5數(shù)據(jù)輸出端經(jīng)與各組PNP 型驅(qū)動(dòng)三極管Ql、 Q2、 Q7、 Q8的基極連接，PNP型驅(qū)動(dòng)三極管Ql、 Q2、 Q7、 Q8的發(fā)射極相互連接后與電源正極連接構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路；單 片機(jī)IC5數(shù)據(jù)輸出口經(jīng)R32 R43限流后與達(dá)林頓陣列集成電路IC3、 IC4驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償電容器組的控制繼電器構(gòu)成輸出控制單元；本具體實(shí)施 例中以電容C4 C9、 C13 C18、電感L4 L9構(gòu)成三組n型電流輸入 信號(hào)濾波電路，并同以運(yùn)算放大器IC2為核心組成跟隨器電路連接構(gòu) 成三相電流信號(hào)處理單元，以濾波電容C1 C3、C10 C12、電感L1 L3
分別構(gòu)成三組n型電壓信號(hào)輸入濾波電路與以運(yùn)算放大器為核心組
成的三個(gè)比例放大電路構(gòu)成三相電壓信號(hào)處理單元，三相電流信號(hào)輸 入單元和三相電壓信號(hào)輸入單元的輸出端與單片機(jī)IC5模數(shù)轉(zhuǎn)換輸
入端連接，鍵盤輸入單元由按鍵開關(guān)K1、 K2、 K3和K4組成，按鍵 開關(guān)Kl、 K2、 K3和K4分別連接在單片機(jī)IC5數(shù)據(jù)口 PE7、 PE8、 PE6、 PE4端口上；IC6基準(zhǔn)源電路TL431輸出2.5V電壓供單片機(jī)內(nèi) 部A/D轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)電壓；IC7電源監(jiān)控芯片連接至單片機(jī)RESET復(fù)位 端，抑制電源線上的快速瞬變脈沖干擾。本具體實(shí)施例中單片機(jī)IC5 為ATMEGA64型，基準(zhǔn)源電路IC6為TL431 ，電源電壓監(jiān)控芯片IC7 為TCM809L。
權(quán)利要求1、一種智能無功功率分相補(bǔ)償控制器，包括外殼及控制電路，其特征在于所述控制電路包括中央處理單元、三相電流信號(hào)處理單元、三相電壓信號(hào)輸入單元、電壓波形信號(hào)輸入單元、鍵盤輸入單元、控制輸出單元和顯示單元，所述中央處理單元以AVR型單片機(jī)(IC5)為核心，電壓波形信號(hào)輸入單元、三相電流信號(hào)輸入單元和三相電壓信號(hào)輸入單元的輸出端與AVR型單片機(jī)(IC5)模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端連接，鍵盤輸入單元與單片機(jī)(IC5)數(shù)據(jù)輸入端連接，控制輸出單元和顯示單元與單片機(jī)(IC5)數(shù)據(jù)輸出端連接，中央處理單元中內(nèi)置可擦除存貯器，可保存用戶設(shè)置相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能無功功率分相補(bǔ)償控制器，其特 征在于所述顯示單元包括驅(qū)動(dòng)電路和四位7段數(shù)碼顯示屏，顯示屏 的7段顯示數(shù)據(jù)控制端及小數(shù)點(diǎn)顯示控制端分別經(jīng)限流電阻(R44 R51)后與單片機(jī)(IC5)的數(shù)據(jù)輸出口連接，四位數(shù)碼顯示屏的公共 極分別與PNP型驅(qū)動(dòng)三極管(Q3 Q6)的集電極連接，單片機(jī)(IC5) 數(shù)據(jù)輸出端經(jīng)與各組PNP型驅(qū)動(dòng)三極管(Ql、 Q2、 Q7、 Q8)的基 極連接，PNP型驅(qū)動(dòng)三極管(Ql、 Q2、 Q7、 Q8)的發(fā)射極相互連接 后與電源正極連接構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路；單片機(jī)(IC5)數(shù)據(jù)輸出口經(jīng)(R32 R43)限流后與達(dá)林頓陣列集成電路(IC3、 IC4)驅(qū)動(dòng)繼電器 構(gòu)成輸出控制單元；以電容(C4 C9、 C13 C18)、電感(L4 L9)構(gòu) 成三組n型電流輸入信號(hào)濾波電路，并同以運(yùn)算放大器(IC2)為核心組成跟隨器電路連接構(gòu)成所述三相電流信號(hào)處理單元；以濾波電容 (C1 C3、 C10 C12)、電感(L1 L3)分別構(gòu)成三組n型電壓信號(hào)輸入濾波電路與以運(yùn)算放大器為核心組成的三個(gè)比例放大電路構(gòu)成所 述三相電壓信號(hào)處理單元；電壓波形信號(hào)輸入單元同樣以運(yùn)算放大器 為核心組成的比例放大電路構(gòu)成，電壓波形信號(hào)輸入單元的輸入端與 三相電壓信號(hào)處理單元之一的輸出端連接，電壓波形信號(hào)輸入單元的輸出端與單片機(jī)(IC5)數(shù)據(jù)輸入端連接，以基準(zhǔn)源電路IC6提供單 片機(jī)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)電壓；以電源電壓監(jiān)控芯片(IC7)抑制電源 線上的快速瞬變脈沖干擾。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器，其特 征在于所述單片機(jī)(IC5)為ATMEGA64型，基準(zhǔn)源電路(IC6) 為TL431，電源電壓監(jiān)控芯片(IC7)為TCM809L。
專利摘要本實(shí)用新型涉及智能無功功率分相補(bǔ)償控制器。包括外殼及控制電路，控制電路包括中央處理單元、三相電流、電壓信號(hào)輸入單元、電壓波形信號(hào)輸入單元、鍵盤輸入單元、控制輸出單元和顯示單元，所述中央處理單元以AVR型單片機(jī)IC5為核心，電流、電壓信號(hào)輸入單元的輸出端與AVR型單片機(jī)IC5模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端連接，鍵盤輸入單元、控制輸出單元和顯示單元與單片機(jī)IC5數(shù)據(jù)輸入端連接。本實(shí)用新型涉及通過單片機(jī)對分別計(jì)算出電網(wǎng)的各相電壓、電流、分相基功率因數(shù)和總基波功率因數(shù)、分相無功功率和總無功功率、有功功率及視在功能等電力參數(shù)，根據(jù)計(jì)算選擇投入最合適的共補(bǔ)電容器組或分補(bǔ)電容器組，從而防止某些相位過補(bǔ)而另一些相位欠補(bǔ)的現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H02J3/18GK201061149SQ200720039818
公開日2008年5月14日 申請日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者徐會(huì)宏 申請人:天正集團(tuán)有限公司