自适应可控电抗功率因数动态补偿装置制造方法及图纸

自适应可控电抗功率因数动态补偿装置，用于可控并联电抗器，其特征在于电路由如下相互连接部分组成：ＤＳＰ数据信号处理器为主处理器，与液晶显示屏相连、与其余功能电路保持连通；采样电路的ＬＡＴＴＣＥ　　ＭＡＣＨ器件用于周波测量、采样点分配、采样结束中断信号生成，其输出端与ＡＤ采样电路相连；交流采样输入接口接入的交流采样输入回路接口器件，分别有输出端连接周波测量和采样电路；交流电压输入回路电路分别连接正、负半周处理电路的输入端，还有输出端连接光纤调整输出。由于装置的控制输出有驱动电源，与主设备节点互联时采用隔离变压器方式，完全可以满足绝缘耐压要求，安全性能可靠。补偿装置信息共享，可以根据用户的要求开发。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统补偿与控制技术，一种电抗功率因数补偿装置。
技术介绍
功率因数补偿装置是电力系统必须使用的装置，功率因数补偿有两种方式，一种是电容补偿方式，另一种是电容+电抗补偿方式。电容补偿方式的实现原理比较简单，实现容易，缺点是补偿的反应比较慢，主要用于功率因数变化比较慢的场合，目前应用比较多。电容+电抗补偿方式的实现原理比较复杂，瞬态反应比较好，主要应用于功率因数波动比较大的场合，自适应可控电抗功率因数动态补偿装置属于可控并联电抗器控制装置。该控制装置与可控并联电抗器配套使用，一起构成电力产品的一个应用组件。
技术实现思路
本技术的目的是为电功率因数波动大的应用场合提供一种自适应可控电抗功率因数动态补偿装置，应用于地铁、电气化铁路干线。本设计的自适应可控电抗功率因数动态补偿装置，包括有前、后面板的壳体、分担操纵功能的遥控器，其特征在于电路由如下相互连接部分组成采用DSP数据信号处理器为主处理器，与液晶显示屏相连、与其余功能电路保持连通；LATTCE MACH器件用于周波测量、采样点分配、采样结束中断信号生成，还有输出端与AD采样电路相连；交流采样输入接口接入的交流采样输入回路接口器件分别有输出端连接周波测量和采样电路；为调整电路提供同步电压的交流电压输入回路电路分别连接正、负半周处理电路的输入端；正、负半周处理电路还有输出端连接光纤调整输出。本设计的积极效果从可控并联电抗器的典型原理模型图中可以看出就是一个回路的并联负载，它自身呈现感性，不管是否受到调整，它都有感量存在，因此在设计回路图7中P1，P2，P3，P4，P5，P6是可控并联电抗器的外引线节点。通过这P1，P2，P3，P4节点，可控并联电抗器与补偿装置连接，在补偿装置内部这些信号是经过隔离变压器隔离的。P5，P6是可控并联电抗器的电力回路并连接点，直接反映电力回路的电压值，采用能耐大电流的同排结构。P1，P2是正半周调整节点。P3，P4是负半周调整节点。补偿装置的控制输出部分采用独立的驱动电源，并且在与P1，P2，P3，P4节点互联时采用隔离变压器方式，完全可以满足绝缘耐压要求，安全性能可靠。补偿装置信息共享，装置采用标准232通讯方式和LAN方式与其它设备通讯。具体的协议可以根据用户的要求开发(针对有信息共享的客户)。补偿装置的工作条件(1)运行温度-20C+55C(2)相能湿度＜40％-95％(3)大气压力86-106KPa附图说明附图1是本补偿装置整体电路框图；附图2是本补偿装置主处理器电路示意图；附图3交流采样电路工作原理示意图；附图4是本补偿装置功率因数调整原理示意图；附图5是正负半周功率因数调整和交流采样电路示意图；附图6是操纵本补偿装置的遥控器外壳及主面板图；附图7是现有技术的可控并联电抗器模型图；具体实施方式本新型的自适应可控电抗功率因数动态补偿装置，包括有前、后面板的壳体、分担操纵功能的遥控器，其特征在于电路由如下九部分相互连接的电路组成PART1主处理器部分，由于系统中涉及交流采样数学运算，因此采用DSP数据信号处理器，增强系统的处理性能。图2中J9是主处理器的总线扩展插座，U3是功能扩展的译码部分，主处理器通过U3控制框图中所有其它功能部分，U3采用CPLD门阵列ISP器件，达到最佳的功能组合。PART2采用LATTICE MACH器件，主要实现周波的测量，采样点的分配，采样结束中断信号生成。PART3部分处理的输入交流电压波形对应的方波信号连接到U3的输入引脚HZINO和HZIN1，通过U3对方波进行周波的测量，然后通过数据线提交给主处理器。另外，U3内部具备交流采样时序生成电路，U3的125CONST信号和125CSO是交流采样的控制信号，控制PART4部分的AD转换，DZINTO信号是交流采样结束信号，AD转换后DZINTO信号向主处理器中断，由主处理器通过总线接口读取采样值。PART3交流采集的接口器件，包括PT，CT，电流电压转换器件，正弦波方波转换电路等，然后将这些信号提供给PART4AD采样电路和PART2周波测量部分，见图2。本补偿装置的电抗调整精度是一个关键指标，在一个电压周波内正半周和负半周是分别调整的，图4中只给出了正半周的调整时序，负半周的调整时序与正半周的调整时序大致相同。在一个电压周波周期内，T1的大小由当前的功率因数指标决定，当功率因数变化时T1相应变化。T1是采用脉冲调制的方式调整电抗器的电抗值。图5中J4是交流信号的输入端子，G1，G2，G3，G4是PT和CT，PT和CT是电流型的器件，输入的交流信号，通过匹配电阻连接到PT和CT，PT和CT输出的是3ma的交流信号PTO-3，D20是电流电压转换器件，将PT和CT的PTO-3电流信号转成电压输出5Vpp，提交给PART4部分。两外，D21是正弦波方波转换电路，D21将PTO对应的电压信号转换成方波DZINO，转换后的方波信号DZINO，提交给PART2，用于测量周波，并同步调整时序。PART4交流采样AD电路，采用MAX125芯片，14位精度。图5中D22是MAX125模数转换芯片。V19提供给D22工作用的-5V电压，G5提供给MAX125工作用的基频输入。装置的功率因数测量精度是另一个关键的指标，图4中正弦波波形为交流电压或交流电流信号T，方波描述的是交流采样点，每个周波采样32点T1。为了保证采集的精度要求，采样的时序电流采用独立的CPLD器件，以16M基准时钟作为时钟输入，根据主处理器设定的T1参量产生稳定的采样脉冲和采样结束中断请求。CPLD器件可以实时地根据周波频率T的变化修改采样时序T1。补偿装置正负半周独立的调整方式见图4调整时严格要求正负半周相位差180度，装置中D2负责调整正半周，D6负责调整负半周。补偿装置针对正负半周有独立的硬件调节电路，满足P1，P2，P3，P4的电气连接和功能要求。硬件调节电路主要完成如下功能(仅以正半周调节电路说明，负半周调节电路与正半周调节电路功能及原理相同)*识别周波的输入*接收主处理器发来的调整参数。*向主处理器提供调整参数(返校)。*计算脉冲调整偏移，当符合便宜条件时，调整信号输出有效。*接收主处理器的禁止调整命令，可以禁止《可控并联电抗器》调整。*半周周期结束时，调整功能失效控制。PART5液晶显示单元PART6正半周调整电路，主要用于生成正半周的功率因数调整波形。U1采用CPLD门阵列ISP器件，完成正半周的调整，U1根据主处理器通过总线设置的调整偏差值来进行调整，调整的时序严格同步输入的交流信号对应的方波信号，由于功率因数调整有严格的要求，装置中由硬件来调整，会使调整后的功率因数变得稳定。另外主处理器可以对U1发送指令允许调整或禁止调整。PART7负半周调整电路，主要用于生成负半周的功率因数调整波形。U2采用CPLD门阵列ISP器件，完成负半周的调整，功能同PART6，不再详细描述。PART8为PART6和PART7提供调整同步的条件，功率因数调整波形必须严格同步电压输入。这部分在其他部分已经涉及到了，单独提出来是因为硬件调整的重要性。PART9预留的通讯扩展接口和遥信输入接口及报警电路。光纤输出驱动接口调整输出信号经过光纤输出接口到达光纤接收端，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
自适应可控电抗功率因数动态补偿装置，包括有前、后面板的壳体、分担操纵功能的遥控器，其特征在于电路由如下相互连接部分组成：采用ＤＳＰ数据信号处理器为主处理器，与液晶显示屏相连、与其余功能电路保持连通；用作采样电路的ＬＡＴＴＣＥ　　ＭＡＣＨ器件用于周波测量、采样点分配、采样结束中断信号生成，还有输出端与ＡＤ采样电路相连；交流采样输入接口接入的交流采样输入回路接口器件，分别有输出端连接周波测量和采样电路；为调整电路提供同步电压的交流电压输入回路电路分别连接正、负半周处理电路的输入端；正、负半周处理电路还有输出端连接光纤调整输出；调整输出部分采用独立的驱动电源，并且在与互联节点连接时采用隔离变压器。

【技术特征摘要】
1.自适应可控电抗功率因数动态补偿装置，包括有前、后面板的壳体、分担操纵功能的遥控器，其特征在于电路由如下相互连接部分组成采用DSP数据信号处理器为主处理器，与液晶显示屏相连、与其余功能电路保持连通；用作采样电路的LATTCE MACH器件用于周波测量、采样点分配、采样结束中断信号生成，还有输出端与AD采样电路相连；交流采样输入接口接入的交流采样输入回路接口器件，分别有输出端连接周波测量和采样电路；为调整电路提供同步电压的交流电压输入回路电路分别连接正、负半周处理电路的输入端；正、负半周处理电路还有输出端连接光纤调整输出；调整输出部分采用独立的驱动电源，并且在与互联节点连接时采用隔离变压器。2.根据权利要求1所述的自适应可控电抗功率因数动态补偿装置，其特征在于采样电路CPLD器件及M1基准时钟执行主处理器设定的电抗值T1参量，对每个正弦波采样32点T1，生成采样时序电流、采样脉冲和采样中断请求信号。3.根据权利要求1所述的自适应可控电抗功率因数动态补偿装置，其特征在于交流采样输入回路采用MAX125芯片作为交流采集的接口器件，与主处理器PART1相互连通，包括PT、CT、电流电压转换器件、正弦波方波转换电路；交流信号的输入端子J4，通过匹...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋力，王旭，
申请(专利权)人：沈阳东宇集团股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]