一种低压无功补偿装置的控制电路制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种低压无功补偿装置的控制电路，包括控制单元、电源电路、人机交互单元、采集电路、数据存储单元、通信单元、投切控制电路和过零投切电路；所述控制单元分别与所述电源电路、所述人机交互单元、所述采集电路、所述数据存储单元、所述通信单元和所述投切控制电路连接；所述投切控制电路依次与所述过零投切电路和电容器连接。本实用新型专利技术的控制电路根据改进的九区图对无功补偿装置进行无功补偿。本实用新型专利技术克服了传统九区图控制中容易出现的频繁投切问题，并且具有成本低、应用灵活，且能够实现电容器快速、准确投切的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电网无功补偿领域，具体涉及一种低压无功补偿装置的控制电路。
技术介绍
在工业生产和日常生活中，大多数负载都是呈阻感性的，需要消耗大量的无功功率。无功功率在输电线路中的传输，会导致线路中电流增加，从而增加线路中的损耗。同时也会引起电压质量的下降，对用电设备造成不利影响。因此，无功补偿装置的应用，对于提高系统的功率因数和输电电压质量具有重要作用，有利于电网的高效、安全运行，对于节能减排也具有重要意义。·目前常见的无功补偿装置按照取样物理量的不同，主要分为功率因数型无功补偿控制器和无功功率型无功补偿控制器两种。由于供电系统一般直接以功率因数作为用户用电是否合格的检测指标，以功率因数为控制量的功率因数型控制器是最简单、最传统的控制方案。但实际应用中，在轻载时易出现频繁投切的“投切震荡”现象；在重载时会出现虽然功率因数满足条件，但负荷的无功分量依然很大的情况，不能够切实做到对无功功率的跟踪调节。而以无功功率为控制量的控制器则较为完善的解决了功率因数型控制器的不足，能够将补偿装置的效果发挥到最好。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种低压无功补偿装置的控制电路，克服了现有低压无功补偿装置的缺点和现有九区图控制中容易出现的频繁投切问题。本技术提供的一种低压无功补偿装置的控制电路，所述无功补偿装置包括电容器；其改进之处在于，所述控制电路包括控制单元、电源电路、人机交互单元、采集电路、数据存储单元、通信单元、投切控制电路和过零投切电路；所述控制单元分别与所述电源电路、所述人机交互单元、所述采集电路、所述数据存储单元、所述通信单元和所述投切控制电路连接；所述投切控制电路依次与所述过零投切电路和所述电容器连接。其中，投切所述电容器的开关为复合开关。其中，所述控制单元包括LPC2388控制器。其中，所述人机交互单元包括连接的键盘和IXD显示器。其中，所述通信单元包括RS485接口。与现有技术比，本技术的有益效果为(I)本技术的控制电路运用七区图控制策略，克服了传统九区图控制中容易出现的频繁投切问题。(2)本技术通过面板键盘，即人机交互单元实现参数的设定，并利用LCD进行显示，简明的人机对话，操作简单。(3)本技术能够实现电容器的零电压导通和零电流断开功能，具有运行功耗低、涌流小等优点。(4)本技术电路中的通信单元，能够方便地实现多台装置组网运行。(5)本技术具有成本低、应用灵活，且能够实现电容器快速、准确投切的优点。(6)本技术加入保护告警电路后，具有过电压保护功能，使用安全。附图说明图I为本技术提供的低压无功补偿装置的结构图一。图2为本技术提供的改进的九区图的示意图。图3为本技术提供的主机通信过程的流程图。图4为本技术提供的从机通信过程的流程图。·图5为本技术提供的低压无功补偿装置的结构图二。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步的详细说明。实施例一本实施例提出一种智能的低压无功补偿装置，由控制电路和电容器构成，考虑到供电系统的检测指标和直接控制量的不同，本技术同时考虑电压、功率因数和无功功率，作为控制电容器投切的依据。无功补偿装置包括的电容器，工作方式为三相分补的装置中，电容器为星形接法；工作方式为三相共补的装置中，电容器为△形接法。本实施例提供的一种低压无功补偿装置的控制电路，其如图I所示，包括控制单元、电源电路、人机交互单元、采集电路、数据存储单元、通信单元、投切控制电路和过零投切电路；所述控制单元分别与所述电源电路、所述人机交互单元、所述采集电路、所述数据存储单元、所述通信单元和所述投切控制电路连接；所述投切控制电路依次与所述过零投切电路和电容器连接。电源电路为控制电路供电。当所述无功补偿装置为三相共补方式，则所述采样电路采取A、C相的线电压UAC，取B相的相电流Ib ;所述电容器包括两组△形接法的电容器。当所述无功补偿装置为三相分补方式，则所述采样电路采取A、B、C三相的相电压Ua、相电压Ub和相电压Uc,取A、B、C三相的相电流Ia、相电流Ib和相电流Ic ;所述电容器包括一个星形接法的电容器。至少两个的所述无功补偿装置构成三相共补方式和三相分补方式结合时，所述无功补偿装置间并联形成三相混合补偿系统。数据存储单元实时存储采集的数据。本实施例的人机交互单元包括键盘和IXD显示器；键盘包括四个按键，可以实现各个参数的设置输入。在非设置状态下，LCD可以轮流显示各相的功率因数、电压、电流、有功功率、无功功率等参数。本实施例的所述控制单元包括LPC2388控制器。按照上述装置，本实施例提供的一种基于低压无功补偿装置的控制方法在于，根据电压值和无功功率值将九区图进行改进，得到一个七区图，所述LPC2388控制器根据七区图进行区域控制，将控制命令传给所述投切控制电路和所述过零投切电路，投切所述无功补偿装置的电容器，对所述电网系统进行实时的无功功率补偿。其中七区图是根据电压值和无功功率值进行划分，划分图如图2所示，具体划分如下电压上限值u±和电压下限值Udf电网系统分为三部分；大于所述电压上限值u±的区域为I区；小于所述电压下限值卜的区域为6区。所述电压上限值UjP电压值I构成防震荡区域，为2区，所述电压下限值UjP电压值2构成防震荡区域，为5区；电压值I为所述电压上限值U±-6，电压值2为所述电压下限值Ut+6。所述电压值I和所述电压值2之间根据无功功率Q值分为三部分，小于所述无功功率Q值下限的区域为4区，大于所述无功功率Q值上限的区域为3区，其中间区域为0区。对应的，七区图中不同区域的控制方法包括0区不进行无功功率补偿；I区将电容器逐个切除，直到全部切除为止；2区若计算所需切除的电容容量大于投入的电容器容量，则将电容器切除；3区投入电容器；4区切除电容器；5区若计算所需投入的电容容量大于未投入的电容器容量，则将电容器投入；6区将电容器逐个投入，直到全部投入为止。其中，无功功率由两个设定的参数决定由用户根据实际负载情况，设置目标功率因数和最大允许的无功功率占有功功率的比例值。以供电系统的考核指标——功率因数为首要参数，计算出要达到目标功率因数所需要投入或切除的无功容量，并进行电容器的投切。当功率因数满足条件时，再计算无功功率是否满足条件，如果不满足条件，根据需要投入或切除的无功容量，继续进行电容器的投切，克服了功率因数满足条件但无功功率仍然很大的弊端。由于两者归根结底都是以无功功率为控制量，也避免了“投切震荡”情况的发生。本实施例的LPC2388控制器记录电容器投切次数和投切时间；投切过程中，不同容量电容器的按值投切，同容量电容器的投切次数小的先投，投切次数大的先切，同等投切次数的，投切间隔时间大的先投，以保证电容的寿命和利用率达到最大。装置中的通信单元用于多台装置联机工作时传递信息和命令，用户可以在面板上设置装置为主机或从机。根据不同的系统容量选择接入的无功补偿装置的数量，系统允许接入的最大装置数为32台。在系统工作时，从机不再进行逻辑判断，而是接收主机发送来的投切命令进行电容器的投切。若系统是混合补偿方式，而主机是共补方式，此时需要从其他分补的从机处实时获取电压、电流等遥测信息，以供主机进行逻辑判断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压无功补偿装置的控制电路，所述无功补偿装置包括电容器；其特征在于，所述控制电路包括控制单元、电源电路、人机交互单元、采集电路、数据存储单元、通信单元、投切控制电路和过零投切电路；所述控制单元分别与所述电源电路、所述人机交互单元、所述采集电路、所述数据存储单元、所述通信单元和所述投切控制电路连接；所述投切控制电路依次与所述过零投切电路和所述电容器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王维洲，郑伟，靳丹，高春雷，张晓燕，王丙文，田小锋，智勇，王双虎，周喜超，杨宇峰，梁琛，席旸旸，马超，邢延东，
申请(专利权)人：甘肃省电力公司电力科学研究院，中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：实用新型
国别省市：