基于模塊化設(shè)計(jì)的節(jié)能型智能化低壓無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)涉及一種基于模塊化設(shè)計(jì)的節(jié)能型智能化低壓無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，包括主控CPU和與主控CPU相連的三相投切電路，所述三相投切電路包括各相檢測(cè)電路、各相繼電器、各相繼電器驅(qū)動(dòng)電路、各相可控硅和各相可控硅驅(qū)動(dòng)電路；控制系統(tǒng)還包括分別與主控CPU相連的采樣電路和輸入輸出電路，所述主控CPU分別與各相檢測(cè)電路、各相繼電器驅(qū)動(dòng)電路和各相可控硅驅(qū)動(dòng)電路相連；所述各相檢測(cè)電路分別與三相電相連。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)采用了模塊化設(shè)計(jì)，使控制系統(tǒng)中的電路設(shè)計(jì)更加緊湊，方便安裝和維護(hù)；該控制系統(tǒng)通過(guò)主控CPU與驅(qū)動(dòng)電路結(jié)合可實(shí)現(xiàn)電壓過(guò)零時(shí)刻的可控硅使用，避免了涌流現(xiàn)象，在切出可控硅時(shí)，實(shí)現(xiàn)電流過(guò)零自動(dòng)關(guān)斷，減低了能耗。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及交流干線或交流配電網(wǎng)絡(luò)的電路控制
，尤其涉及一種基于模塊化設(shè)計(jì)的節(jié)能型智能化低 壓無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，居民生活水平的提高，電力需求不斷增大，配電網(wǎng)的供電長(zhǎng)度也越來(lái)越長(zhǎng)，尤其是在低壓配電網(wǎng)中，節(jié)能型電器產(chǎn)品不斷增多，非線性負(fù)載尤其感性負(fù)載越來(lái)越多，造成低壓電網(wǎng)中無(wú)功損耗的增大，影響電網(wǎng)供電能力。目前，在提倡節(jié)能減排的大背景下，加強(qiáng)和改善電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償狀況對(duì)于減少配網(wǎng)損耗，提高客戶電壓質(zhì)量等方面具有非常積極的意義。在傳統(tǒng)技術(shù)中，電容器控制系統(tǒng)主要采用機(jī)械式觸點(diǎn)投切開(kāi)關(guān)、低壓電容器、熱繼電器和熔斷器來(lái)完成電容器的控制。在機(jī)械式觸點(diǎn)投切開(kāi)關(guān)中，三相開(kāi)關(guān)在隨機(jī)不確定的電網(wǎng)電壓點(diǎn)投切低壓電容器，電流沖擊大，沖擊電流為至少數(shù)倍的額定電流，容易引起電網(wǎng)電壓畸變。機(jī)械式觸點(diǎn)投切開(kāi)關(guān)有時(shí)還出現(xiàn)合閘機(jī)械觸點(diǎn)彈跳、打開(kāi)觸點(diǎn)重燃的危險(xiǎn)，特別是當(dāng)觸點(diǎn)彈燃使得電容器組過(guò)電壓，容易損壞電容器。機(jī)械式觸點(diǎn)投切開(kāi)關(guān)一旦投入后都是靠熱繼電器線圈保持通電狀態(tài)，其自身功耗大，易發(fā)熱，浪費(fèi)了電能，降低了使用壽命。另夕卜，傳統(tǒng)電容器的控制系統(tǒng)復(fù)雜性高，使得電容器整體體積過(guò)大，在一定規(guī)格的配電箱內(nèi)所能安設(shè)的數(shù)量有限，增加了所占空間，降低了工作效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有電容器控制系統(tǒng)存在無(wú)功補(bǔ)償不足、故障率高、自身功耗大、接線多和不易維護(hù)的問(wèn)題，提供了一種體積小、能耗低、無(wú)功補(bǔ)償精細(xì)、故障率低、方便維護(hù)的基于模塊化設(shè)計(jì)的節(jié)能型智能化低壓無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)。為解決上述問(wèn)題，本技術(shù)的技術(shù)方案是一種基于模塊化設(shè)計(jì)的節(jié)能型智能化低壓無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，包括與控制系統(tǒng)相連的三相電，三相電為A相電、B相電和C相電，所述控制系統(tǒng)包括主控CPU和與主控CPU相連的A相投切電路、B相投切電路和C相投切電路，三相電分別與對(duì)應(yīng)的投切電路相連，所述A相投切電路設(shè)有依次相連的A相檢測(cè)電路、A相繼電器和A相繼電器驅(qū)動(dòng)電路；所述B相投切電路設(shè)有依次相連的B相檢測(cè)電路、B相繼電器和B相繼電器驅(qū)動(dòng)電路，B相檢測(cè)電路依次連接有B相可控硅和B相可控硅驅(qū)動(dòng)電路，所述B相繼電器與B相可控硅相連；所述C相投切電路設(shè)有依次相連的C相檢測(cè)電路、C相繼電器和C相繼電器驅(qū)動(dòng)電路，C相檢測(cè)電路依次連接有C相可控硅和C相可控硅驅(qū)動(dòng)電路，所述C相繼電器與C相可控硅相連；所述控制系統(tǒng)還包括分別與主控CPU相連的采樣電路和輸入輸出電路，所述主控CPU分別與各相檢測(cè)電路、各相繼電器驅(qū)動(dòng)電路和各相可控硅驅(qū)動(dòng)電路相連；所述各相檢測(cè)電路分別與三相電相連。優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)還包括與主控CPU相連的主板接口電路，所述主控CPU均通過(guò)主板接口電路與A相投切電路、B相投切電路、C相投切電路、采樣電路和輸入輸出電路相連。優(yōu)選地，所述主控CPU為ATMEGA64單片機(jī)。優(yōu)選地，所述各相繼電器為同步開(kāi)關(guān)繼電器。優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)還包括與主控CPU相連的保護(hù)電路，所述保護(hù)電路包括與主控CPU相連的DSP控制芯片、溫度傳感器、諧波檢測(cè)單元和相序判斷 電路，所述DSP控制芯片分別與溫度傳感器、諧波檢測(cè)單元和相序判斷電路相連，所述諧波檢測(cè)單元與采樣電路相連。相比較于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)的基于模塊化設(shè)計(jì)的節(jié)能型智能化低壓無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計(jì)，使控制系統(tǒng)中的電路設(shè)計(jì)更加緊湊，方便安裝、搬運(yùn)和維護(hù)；該控制系統(tǒng)通過(guò)主控CPU與驅(qū)動(dòng)電路結(jié)合可實(shí)現(xiàn)電壓過(guò)零時(shí)刻的可控硅使用，避免了涌流現(xiàn)象，在切出可控娃時(shí)利用可控娃電流過(guò)零關(guān)斷的特性，實(shí)現(xiàn)電流過(guò)零自動(dòng)關(guān)斷，從而減低了能耗。本技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，并且控制系統(tǒng)的保護(hù)電路可以避免電路在高危狀況下運(yùn)行，使產(chǎn)品運(yùn)行安全可靠性更高，保護(hù)電路設(shè)有溫度傳感器、相序判斷電路和諧波檢測(cè)電路，設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)過(guò)溫、相序不正常或諧波過(guò)量的情況導(dǎo)致設(shè)備故障時(shí)，控制系統(tǒng)通過(guò)DSP控制芯片發(fā)出報(bào)警信息，使主控CPU控制切斷工作電路保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。附圖說(shuō)明圖I是本技術(shù)基于模塊化設(shè)計(jì)的節(jié)能型智能化低壓無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)的原理框圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本技術(shù)，但本技術(shù)的保護(hù)范圍并不限于此。參照?qǐng)D1，本技術(shù)的基于模塊化設(shè)計(jì)的節(jié)能型智能化低壓無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)包括三相電、主控CPU、三相投切電路、主板接口電路、保護(hù)電路、采樣電路和輸入輸出電路。所述三相電通過(guò)三相投切電路與主板接口電路相連，保護(hù)電路、采樣電路和輸入輸出電路分別與主板接口電路相連，所述主控CPU與主板接口電路相連。控制系統(tǒng)的線路連接方式采用集成線路板的模式，以便將不同的電路和元器件分開(kāi)設(shè)置，通過(guò)主板接口電路使控制系統(tǒng)所有的線路布置集成一體，增加了控制系統(tǒng)的緊湊性，與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比較，節(jié)約了一半的安裝空間，更加方便安裝和運(yùn)輸。所述主控CPU為ATMEGA64單片機(jī)，單片機(jī)設(shè)有用于保證單片機(jī)正常工作的外圍電路。所述各相繼電器為同步開(kāi)關(guān)繼電器，同步開(kāi)關(guān)繼電器通過(guò)自身的永久磁鋼而保持常閉或常開(kāi)狀態(tài)，不需要額外的電能維持，同時(shí)也不會(huì)因線圈的通電而產(chǎn)生熱能流失，進(jìn)一步降低了本技術(shù)的能耗。所述三相電為A相電、B相電和C相電，三相投切電路為A相投切電路、B相投切電路和C相投切電路，三相電分別與對(duì)應(yīng)的投切電路相連。所述A相投切電路設(shè)有依次相連的A相檢測(cè)電路、A相繼電器和A相繼電器驅(qū)動(dòng)電路。所述B相投切電路設(shè)有依次相連的B相檢測(cè)電路、B相繼電器和B相繼電器驅(qū)動(dòng)電路，B相檢測(cè)電路依次連接有B相可控硅和B相可控硅驅(qū)動(dòng)電路，所述B相繼電器與B相可控硅相連。所述C相投切電路設(shè)有依次相連的C相檢測(cè)電路、C相繼電器和C相繼電器驅(qū)動(dòng)電路，C相檢測(cè)電路依次連接有C相可控硅和C相可控硅驅(qū)動(dòng)電路，所述C相繼電器與C相可控硅相連。所述主控CPU分別與各相檢測(cè)電路、各相繼電器驅(qū)動(dòng)電路和各相可控硅驅(qū)動(dòng)電路相連，其中各相檢測(cè)電路為A相檢測(cè)電路、B相檢測(cè)電路和C相檢測(cè)電路，各相繼電器驅(qū)動(dòng)電路為A相繼電器驅(qū)動(dòng)電路、B相繼電器驅(qū)動(dòng)電路和C相繼電器驅(qū)動(dòng)電路，各相可控硅驅(qū)動(dòng)電路為B相可控硅驅(qū)動(dòng)電路和C相可控硅驅(qū)動(dòng)電路，所述各相檢測(cè)電路分別與對(duì)應(yīng)的三相電相連。所述保護(hù)電路包括與主控CPU相連的DSP控制芯片、溫度傳感器、諧波檢測(cè)單元和相序判斷電路，所述DSP控制芯片分別與溫度傳感器、諧波檢測(cè)單元和相序判斷電路相連，所述諧波檢測(cè)單元與采樣電路相連。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)過(guò)溫、相序不正常或諧波過(guò)量的情況導(dǎo)致設(shè)備故障時(shí)，控制系統(tǒng)通過(guò)DSP控制芯片發(fā)出報(bào)警信息，使主控CPU控制切斷工作電路保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。本技術(shù)在工作時(shí)首先完成控制系統(tǒng)的自檢，檢測(cè)采樣電路、主板接口電路和·輸入輸出電路是否正常，如果正常，控制系統(tǒng)開(kāi)始工作。此時(shí)，控制系統(tǒng)開(kāi)始檢測(cè)電網(wǎng)的功率因數(shù)及功率計(jì)算，如果功率因數(shù)未達(dá)到控制系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值，而且還有共補(bǔ)電容未投入則首先進(jìn)行共補(bǔ)電容投切；如果共補(bǔ)電容已經(jīng)投完，則進(jìn)行分補(bǔ)電容投切，按照從容量大到容量小的投切順序進(jìn)行。首先用可控硅過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行投切，5秒后投入繼電器，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)值停止投切，進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)。如果網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷降低進(jìn)行反序切斷，先切斷小容量的電容，再切斷大容量電容，切斷時(shí)也是先進(jìn)行可控硅零點(diǎn)切入斷開(kāi)繼電器，斷開(kāi)可控硅。本技術(shù)中，通過(guò)控制系統(tǒng)的檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)在電壓過(guò)零的時(shí)候才將可控硅投本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于模塊化設(shè)計(jì)的節(jié)能型智能化低壓無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，包括與控制系統(tǒng)相連的三相電，三相電為A相電、B相電和C相電，所述控制系統(tǒng)包括主控CPU和與主控CPU相連的A相投切電路、B相投切電路和C相投切電路，三相電分別與對(duì)應(yīng)的投切電路相連，其特征在于，所述A相投切電路設(shè)有依次相連的A相檢測(cè)電路、A相繼電器和A相繼電器驅(qū)動(dòng)電路；所述B相投切電路設(shè)有依次相連的B相檢測(cè)電路、B相繼電器和B相繼電器驅(qū)動(dòng)電路，B相檢測(cè)電路依次連接有B相可控硅和B相可控硅驅(qū)動(dòng)電路，所述B相繼電器與B相可控硅相連；所述C相投切電路設(shè)有依次相連的C相檢測(cè)電路、C相繼電器和C相繼電器驅(qū)動(dòng)電路，C相檢測(cè)電路依次連接有C相可控硅和C相可控硅驅(qū)動(dòng)電路，所述C相繼電器與C相可控硅相連；所述控制系統(tǒng)還包括分別與主控CPU相連的采樣電路和輸入輸出電路，所述主控CPU分別與各相檢測(cè)電路、各相繼電器驅(qū)動(dòng)電路和各相可控硅驅(qū)動(dòng)電路相連；所述各相檢測(cè)電路分別與三相電相連。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于模塊化設(shè)計(jì)的節(jié)能型智能化低壓無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，包括與控制系統(tǒng)相連的三相電，三相電為A相電、B相電和C相電，所述控制系統(tǒng)包括主控CPU和與主控CPU相連的A相投切電路、B相投切電路和C相投切電路,三相電分別與對(duì)應(yīng)的投切電路相連，其特征在于，所述A相投切電路設(shè)有依次相連的A相檢測(cè)電路、A相繼電器和A相繼電器驅(qū)動(dòng)電路；所述B相投切電路設(shè)有依次相連的B相檢測(cè)電路、B相繼電器和B相繼電器驅(qū)動(dòng)電路，B相檢測(cè)電路依次連接有B相可控硅和B相可控硅驅(qū)動(dòng)電路，所述B相繼電器與B相可控硅相連；所述C相投切電路設(shè)有依次相連的C相檢測(cè)電路、C相繼電器和C相繼電器驅(qū)動(dòng)電路，C相檢測(cè)電路依次連接有C相可控硅和C相可控硅驅(qū)動(dòng)電路，所述C相繼電器與C相可控硅相連；所述控制系統(tǒng)還包括分別與主控CPU相連的采樣電路和輸入輸出電路，所述主控CPU分別與各相檢測(cè)電路、各相繼電器驅(qū)動(dòng)電路和各相可控硅驅(qū)動(dòng)電路相連；所述各相檢測(cè)電路分別與三...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張秋雁，歐家祥，丁勇，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：貴州電力試驗(yàn)研究院，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：