專利名稱：無功補(bǔ)償控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無功補(bǔ)償控制器，特別涉及一種煤礦井下變電站或配電所使用隔 爆型動態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置的綜合控制器。
背景技術(shù)：
無功功率補(bǔ)償裝置是一種能夠穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，改善電網(wǎng)供電質(zhì)量和變壓器利用 率，節(jié)約電能，提高用電可靠度的裝置。煤礦井下使用的無功補(bǔ)償裝置除了需要正常的無功功率補(bǔ)償功能外，還需要裝置 本身有足夠的可靠性，并且能夠監(jiān)控裝置主要部件運(yùn)行狀態(tài)，自動故障診斷和處理，并對電 網(wǎng)的異常做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，避免裝置帶故障運(yùn)行，出現(xiàn)造成事故的可能。也需要分析監(jiān)控補(bǔ) 償裝置的運(yùn)行效能?，F(xiàn)有的無功補(bǔ)償控制器只能根據(jù)電網(wǎng)的無功功率或者功率因數(shù)，通過相同容量的 電容器組的循環(huán)投切的逐步逼近負(fù)荷的無功需量以提高功率因數(shù)。當(dāng)電容器組投切回路故 障或者電容器故障時(shí)控制器無法判斷，影響投切效果或者導(dǎo)致故障進(jìn)一步擴(kuò)大。投切選擇 沒有考慮各個(gè)電容器組使用頻次和使用時(shí)間，容易對同一組電容器多次進(jìn)行投切動作，或 者長時(shí)間運(yùn)行某一組電容器組，導(dǎo)致該電容器組故障增加，使用壽命減少?？刂破鳑]有對未 對補(bǔ)償裝置的運(yùn)行部件運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，裝置運(yùn)行異常，控制器無法判斷，裝置在異常條件或 者帶故障運(yùn)行導(dǎo)致故障進(jìn)一步擴(kuò)大?，F(xiàn)有公開(公告)號為CN1845415的一種“動態(tài)電容補(bǔ)償控制器及其投切方式” 發(fā)明專利，它包括中央處理器和輸出控制電路，其中，輸出控制電路包括繼電器輸出控制電 路，其特征在于所述的繼電器輸出控制電路還包括無觸點(diǎn)器件控制電路；輸出控制電路 包括由若干個(gè)無觸點(diǎn)器件構(gòu)成的優(yōu)先投切組輸出控制電路和若干個(gè)繼電器構(gòu)成基礎(chǔ)投切 組輸出控制電路。所述的輸出控制電路受中央處理器控制，控制各補(bǔ)償電容投切的投切，直 到配電網(wǎng)絡(luò)的無功功率或功率因數(shù)進(jìn)入設(shè)定值范圍內(nèi)為止。能有效實(shí)現(xiàn)快速補(bǔ)償，又有效 地降低整個(gè)裝置的成本，使動態(tài)無功補(bǔ)償裝置大量推廣使用成為可行。適用于低壓電網(wǎng)電 容補(bǔ)償裝置。但未能夠設(shè)置過電流、過電壓、運(yùn)行狀態(tài)以及故障檢測控制功能?，F(xiàn)有公開(公告)號為CN101510692的一種“無功功率補(bǔ)償控制器和投切電容的 方法”的發(fā)明專利，該控制器包括檢測記錄模塊、確定模塊、統(tǒng)計(jì)存儲模塊以及投切模塊。 本發(fā)明使用簡單、可靠性高，提高了投切電容時(shí)的響應(yīng)速度。但未能夠設(shè)置過電流、過電壓、 運(yùn)行狀態(tài)以及故障檢測控制功能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于煤礦井下660V和1140V電壓等級的無功補(bǔ)償控制器，實(shí)現(xiàn) 煤礦井下變電站或配電所使用隔爆動態(tài)無功功率補(bǔ)償?shù)木C合控制，進(jìn)一步解決無功補(bǔ)償控 制器的過電流、過電壓、運(yùn)行狀態(tài)以及故障檢測控制的問題。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種無功補(bǔ)償控制器，包括微處理器電路，交流信號采樣電路，溫度采樣電路，開關(guān)信號采樣電路，補(bǔ)償電容控制輸出驅(qū)動電路，電源電路，數(shù)據(jù) 存儲電路和通訊接口電路；其中
所述的處理器電路包括處理器，與處理器連接的或者集成的A/D電路和采樣保持電
路；
所述的交流信號采樣電路包括與A/D連接的交流電壓取樣，交流電流取樣信號和信號 調(diào)理電路；
所述的溫度采樣信號包括與A/D連接的溫度模擬量取樣和信號調(diào)理電路； 所述的開關(guān)信號采樣電路包括與處理相連的光耦隔離和過流保護(hù)電路； 所述通訊接口包括與處理器Uart連接的通訊電路； 所述的交流采樣電路連接電網(wǎng)電壓、電流和電容器組回路電流進(jìn)行采樣； 所述的開關(guān)信號采樣電路包含并不限于電容器組回路開光控制信號、狀態(tài)信號、電容 器過壓信號和故障信號采樣。本發(fā)明所述的一種礦用無功補(bǔ)償控制器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，所具有的優(yōu)點(diǎn)與積極 效果在于通過高強(qiáng)度的隔離，將強(qiáng)電控制和弱電控制，運(yùn)行監(jiān)測，故障保護(hù)集中在小型化的 控制器中，方便了工廠復(fù)雜電力控制安裝及使用；通過微處理器及其信號電路，增加對電容 電容器組運(yùn)行次數(shù)和用行時(shí)間優(yōu)化電容器投入切除策略，從而提高電容器使用壽命，減少 電容器的故障率；增加對監(jiān)控運(yùn)行部件的運(yùn)行參數(shù)，自動進(jìn)行故障診斷，在第一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行 故障隔離，最大限度提高裝置的容錯(cuò)性和裝置的使用安全性；增加在線監(jiān)控電容器及其回 路的運(yùn)行狀態(tài)，在線診斷電容器及其回路的故障，及時(shí)隔離故障回路并且報(bào)警；增加接收運(yùn) 行設(shè)備的狀態(tài)信號和故障信號，根據(jù)設(shè)定邏輯進(jìn)行故障判斷，動作和報(bào)警；增加接收運(yùn)行設(shè) 備的溫度信號，根據(jù)設(shè)備類型進(jìn)行故障判斷，動作和報(bào)警；增加在線分析無功功率補(bǔ)償裝置 的節(jié)能效能功能。
圖1是本發(fā)明的原理框圖。圖2是本發(fā)明電流采樣原理圖。
具體實(shí)施例方式為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作出進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本發(fā)明提供了一種無功補(bǔ)償控制器，如圖1所示，包括
微處理器電路6，其以微處理器為核心，用于控制A/D采樣，開關(guān)信號采樣，開關(guān)控制 信號輸出和計(jì)算電網(wǎng)參數(shù)，計(jì)算無功需量，執(zhí)行電容器組投切策略，進(jìn)行故障診斷和故障處 理，分析設(shè)備運(yùn)行效能。通過交流電壓電流取樣電路1對電網(wǎng)的電壓、電流進(jìn)行采樣和A/D轉(zhuǎn)換，測得電網(wǎng) 電壓和電流值，計(jì)算出功率因數(shù)、有功功率和無功功率，然后根據(jù)需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率，每 組電容器容量，每組電容器的動作頻次，每組電容器運(yùn)行時(shí)間的反特性進(jìn)行判斷、決策，輸 出開關(guān)控制信號3，控制電容器組的投運(yùn)或者退運(yùn)。通過電流取樣電路2和A/D轉(zhuǎn)換測得電容器組的運(yùn)行電流，計(jì)算出每組電容器組運(yùn)行的無功容量和有功損耗以及三相不平衡度，進(jìn)行故障診斷和故障隔離。通過開關(guān)信號采樣電路3對電容器組的控制開關(guān)的控制信號和狀態(tài)信號進(jìn)行采 樣，然后根據(jù)控制器的指令、控制開關(guān)的信號和電容器組的電流判定對電容器組回路的故 障診斷和故障隔離。通過溫度采樣電路7采樣運(yùn)行部件的溫度信號，對運(yùn)行部件的運(yùn)行溫度進(jìn)行監(jiān) 控，并進(jìn)行故障診斷和故障隔離。采樣電路采集電容器組回路電流。根據(jù)測得電網(wǎng)電壓使用傅里葉變換或者快 速傅里葉變換檢測出電容器的無功功率和介電損耗(有功功率)并且計(jì)算電容器組電流的 不平衡度，通過跟蹤每路的電容器組的輸出無功功率，介電損耗的變化和電容器組電流的 不平衡度和電容器回路電流是否超過門限，來判斷電容器是否故障，進(jìn)行報(bào)警或者退出運(yùn) 行。如上所述的一組在線的電容器組運(yùn)行檢測的特征在于使 用傅里葉變換或者快速傅里葉變換計(jì)算出電壓電流的相位角使用公式
權(quán)利要求
1.一種無功補(bǔ)償控制器，包括微處理器電路，交流信號采樣電路，溫度采樣電路，開關(guān) 信號采樣電路，補(bǔ)償電容控制輸出驅(qū)動電路，電源電路，數(shù)據(jù)存儲電路和通訊接口電路；其 特征在于所述微處理器電路包括處理器，與處理器連接或者集成的A/D電路和采樣保持電路； 所述交流信號采樣電路包括與A/D連接的交流電壓取樣電路、交流電流取樣電路和信 號調(diào)理電路；所述溫度采樣電路包括與A/D連接的溫度模擬量取樣電路和信號調(diào)理電路； 所述開關(guān)信號采樣電路包括與處理器相連的光耦隔離和過流保護(hù)電路； 所述通訊接口電路包括與處理器Uart連接的通訊電路； 所述的交流采樣電路連接電網(wǎng)電壓、電流和電容器組回路電流進(jìn)行采樣。
2.如權(quán)利要求1所述的無功補(bǔ)償控制器，其特征在于開關(guān)信號采樣電路包含并不限于 電容器組回路開關(guān)控制信號、狀態(tài)信號、電容器過壓信號和故障信號采樣。
全文摘要
一種無功補(bǔ)償控制器是微處理器電路包括處理器，與處理連接或者集成的A/D電路和采樣保持電路；交流信號采樣電路包括與A/D連接的交流電壓采樣電路、交流電流取樣電路和信號調(diào)理電路；溫度采樣電路包括與A/D連接的溫度模擬量取樣電路和信號調(diào)理電路；開關(guān)信號采樣電路包括與處理器相連的光耦隔離和過流保護(hù)電路；通訊接口包括與處理器Uart連接的通訊電路；交流采樣電路連接電網(wǎng)電壓、電流和電容器組回路電流進(jìn)行采樣；本發(fā)明通過高強(qiáng)度的隔離，將強(qiáng)電控制、弱電控制、運(yùn)行監(jiān)測和故障保護(hù)集于一體，增加了在線監(jiān)控電容器回路的運(yùn)行狀態(tài)及回路故障，及時(shí)隔離故障回路并報(bào)警，保證了設(shè)備正常穩(wěn)定的運(yùn)行。
文檔編號H02H7/00GK102148505SQ20111010364
公開日2011年8月10日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者萬劍偉, 左文倉, 李鵬飛, 溫要沖 申請人:北京都市鼎點(diǎn)科技有限公司