低压无功功率综合补偿控制仪的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型涉及一种低压无功功率综合补偿控制仪。其目的是为了提供一种结构简单、集成度高、体积小巧的无功功率补偿仪。本实用新型包括中央处理单元(1’)、数据处理单元(2’)、通讯单元(3’)、输出控制单元(4’)、人机交互单元(5’)和报警装置(6’)。中央处理单元(1’)的信号接收端口与数据处理单元(2’)的信号输出端口连接，中央处理单元(1’)的数据输出端口通过485通讯接口与通信单元(3’)的数据接收端口连接，中央处理单元(1’)的第一信号输出端口与输出控制单元(4’)的信号接收端口连接，中央处理单元(1’)的第二信号输出端口与报警装置(6’)连接。中央处理单元(1’)的数据输出端口与人机交互单元(5’)的数据接收端口连接，在人机交互单元(5’)上还连接有LCM显示器(7’)和键盘(8’)。
【专利说明】低压无功功率综合补偿控制仪
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及低压无功补偿领域，特别是涉及一种低压无功功率综合补偿控制 仪。
【背景技术】
[0002] 随着国家经济的发展和人民生活水平的提高，大量的居住楼盘、高档商场、宾馆和 办公楼等民用建筑在城市中拔地而起，使城市用电量快速增长。但是，在这些民用建筑场所 内使用的多为单相电感性负荷，因其自身功率因数较低，在电网中滞后无功功率的比重较 大。为保证降低电网中的无功功率，提高功率因数，保证有功功率的充分利用，提高系统的 供电效率和电压质量，减少线路损耗，降低配电线路的成本，节约电能，通常在低压供配电 系统中装设电容器无功补偿装置。
[0003] 无功补偿综合补偿装置是低压无功补偿装置中最容易损坏的关键元器件，目前市 场上普遍存在的补偿装置采用以功率因数为投切依据，该控制方式存在如下缺点：
[0004] 1、需要补偿的容量未知，轻载时容易产生投切震荡。例如：当前功率因数为0. 85， 低于目标功率因数，投入一组电容后功率因数变为-0.95,产生了过补，切除该电容后，功率 因数又成为〇. 85,于是又投入，结果造成了反复的投切震荡，对电容和电网造成极大的危 害；
[0005] 2、补偿精度差，不能确定需要补偿的容量，因而不能准确的投入或切除适当的电 容，容易产生过补或欠补；
[0006] 3、显示内容少，大多采用四位LED数码管，显示效果不直观；
[0007] 4、保护内容少，当电网有异常发生时，补偿装置不能够即时产生报警信息，有可能 会对用户的设备造成损坏；
[0008] 5、没有历史记录功能，不能向用户反馈历史数据。 实用新型内容
[0009] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种集成度高、体积小、结构简单的低压无 功功率综合补偿控制仪。
[0010] 本实用新型低压无功功率综合补偿控制仪，其中，包括中央处理单元、数据处理单 元、通讯单元、输出控制单元、人机交互单元和报警装置，中央处理单元的信号接收端口与 数据处理单元的信号输出端口连接，中央处理单元的数据输出端口通过485通讯接口与通 信单元的数据接收端口连接，中央处理单元的第一信号输出端口与输出控制单元的信号接 收端口连接，中央处理单元的第二信号输出端口与报警装置连接，中央处理单元的数据输 出端口与人机交互单元的数据接收端口连接。
[0011] 本实用新型低压无功功率综合补偿控制仪，其中所述人机交互单元上还连接有 LCM显示器和键盘。
[0012] 本实用新型低压无功功率综合补偿控制仪，其中所述数据处理单元2'的电路结构 为第一运算放大器0P1的正向输入端与信号输入端A连接，第一运算放大器0P1的反向输 入端与第一运算放大器0P1的输出端连接，在第一运算放大器0P1的输出端串联第一电阻 R1后与第二运算放大器0P2的反向输入端连接，第二运算放大器0P2的正向输入端接入第 一零电势位GND1，在第一电阻R1与第二运算放大器0P2的反向输入端之间引出两条支路， 一条支路与第三运算放大电路0P3的正向输入端连接，另一条支路与第四运算放大电路 0P4的反向输入端连接，第二运算放大器0P2的输出端引出两条导线，一条导线与第一二极 管D1的正极连接，第一二极管D1的负极与第三运算放大器0P3的正向输入端连接，另一条 导线与第二二极管D2的负极连接，第二二极管D2的正极与第四运算放大器0P4的反向输 入端连接，第三运算放大器0P3的输出端与正半波输出端B1连接，第三运算放大器0P3的 反向输入端与第三运算放大器0P3的输出端连接，第四运算放大器0P4的正向输入端接入 第二零电势位GND2,第四运算放大器0P4的输出端与负半波输出端B2连接，第四运算放大 器0P4的反向输入端串联第六电阻R6后与第四运算放大器0P4的输出端连接，正半波输出 端B1和负半波输出端B2分别与单片机的AD管脚连接。
[0013] 本实用新型低压无功功率综合补偿控制仪，其中所述通讯单元的电路结构为第二 引脚接入正电压，第三引脚与第一晶闸管Q1的集电极连接，第一晶闸管Q1的发射集接入 第三零电势位GND3,第一晶闸管Q1的基极串联电阻R15后与信号输入端连接，高速光耦 6N136的第八引脚接入电源，第五引脚接入第四零电势位GND4,第六引脚与第二晶闸管Q2 的基极连接，第二晶闸管Q2的发射集接入第五零电势位GND5,第二晶闸管Q2的集电极串联 第十四电阻R14后接入电源，在第二晶闸管Q2的集电极与第十四电阻R14之间引出导线与 信号输出端连接，在第八引脚与第六引脚之间连接有第十三电阻R13,在第六引脚与第五引 脚之间连接有第一电容器C1。
[0014] 本实用新型低压无功功率综合补偿控制仪，其中所述输出控制单元的电路结构为 晶体管输出光电稱合器TLP521-1的第一引脚直接与电源连接，第二引脚与第十六电阻 R16的一端连接，第十六电阻R16的另一端与控制器KZQ-4信号输出端连接，第四引脚接入 第六零电势位GND6,第三引脚与第十七电阻R17的一端连接，第十七电阻R17的另一端接入 电源，在第三引脚与第十七电阻R17之间引出的导线与光电耦合器PC817-A的信号输入端 连接。
[0015] 本实用新型低压无功功率综合补偿控制仪，其中所述中央处理单元采用的单片机 的型号为Stcl25a60s2。
[0016] 本实用新型低压无功功率综合补偿控制仪与现有技术不同之处在于：本实用新型 电路集成度高、体积小、结构简单。设置有多个电路单元，并对各电路单元进行了优化，降低 了产品的制造成本。测量当前电网的无功功率，根据无功功率的实际值计算需要投切的电 容容量，不会产生过补，不会造成投切震荡，补偿精度高。数据处理单元抗谐波能力强，在谐 波较大的区域依然能够稳定准确的控制电容器的投切。采用LCM显示器，数字与汉字能够 混合显示，效果清晰直观。通讯单元能够进行远程通讯，即使不在现场也能够了解现场装置 的运行状况。报警装置的设置避免了集成过压、欠压、欠流、过温、过补偿和欠补偿等状况对 装置的损坏，降低了不必要的损失。
[0017] 下面结合附图对本实用新型低压无功功率综合补偿控制仪作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本实用新型低压无功功率综合补偿控制仪的结构框图；
[0019] 图2为本实用新型低压无功功率综合补偿控制仪中数据处理单元的电路结构图；
[0020] 图3为本实用新型低压无功功率综合补偿控制仪中通讯单元的电路结构图；
[0021] 图4为本实用新型低压无功功率综合补偿控制仪中输出控制单元的电路结构图。
【具体实施方式】
[0022] 如图1所示，为本实用新型低压无功功率综合补偿控制仪的结构框图，包括中央 处理单元Γ、数据处理单2'元、通讯单元3'、输出控制单元4'、人机交互单元5'和报警装 置6'。中央处理单元Γ的信号接收端口与数据处理单元2'的信号输出端口连接，中央处 理单元Γ的数据输出端口通过485通讯接口与通信单元3'的数据接收端口连接，中央处 理单元Γ的第一信号输出端口与输出控制单元4'的信号接收端口连接，中央处理单元Γ 的第二信号输出端口与报警装置6'连接。中央处理单元Γ的数据输出端口与人机交互单 元5 '的数据接收端口连接，在人机交互单元5 '上还连接有LCM显示器7 '和键盘8 '。中央 处理单元Γ采用的单片机型号为stcl25a60s2。
[0023] 数据处理单元2'如图2所示，第一运算放大器0P1的正向输入端串联第十电阻 R10后与信号输入端A连接，第一运算放大器0P1的正电源端接入+5V，负电源端接入-5V。 第一运算放大器0P1的反向输入端与输出端连接，在第一运算放大器0P1的输出端串联第 一电阻R1后与第二运算放大器0P2的反向输入端连接，第二运算放大器0P2的正向输入端 串联第i^一电阻R11后接入第一零电势位GND1。在第一电阻R1与第二运算放大器0P2的 反向输入端之间引出两条支路，一条支路依次与第二电阻R2和第三电阻R3串联后，与第三 运算放大电路0P3的正向输入端连接，另一条支路依次与第四电阻R4和第五电阻R5串联 后，与第四运算放大电路0P4的反向输入端连接。第二运算放大器0P2的输出端引出两条 导线，一条导线与第一二极管D1的正极连接，第一二极管D1的负极连接在第二电阻R2与 第三电阻R3之间，另一条导线与第二二极管D2的负极连接，第二二极管D2的正极连接在 第四电阻R4与第五电阻R5之间。第三运算放大器0P3的输出端串联第八电阻R8后与正 半波输出端B1连接，在第八电阻R8与正半波输出端B1之间引出导线与第三二极管D3的 正极连接，第三二极管D3的负极接入+3. 3V电压。第三运算放大器0P3的反向输入端与 第三运算放大器0P3的输出端连接。第四运算放大器0P4的正电源端接入+5V，负电源端 接入-5V，第四运算放大器0P4的正向输入端串联第九电阻R9后接入第二零电势位GND2。 第四运算放大器0P4的输出端串联第七电阻R7后与负半波输出端B2连接，在第七电阻R7 与负半波输出端B2之间引出导线与第四二极管D4的正极连接，第四二极管D4的负极接入 +3. 3V电压。第四运算放大器0P4的反向输入端串联第六电阻R6后与第四运算放大器0P4 的输出端连接。正半波输出端B1和负半波输出端B2分别与单片机的AD管脚连接。本电 路的工作原理为：电流信号从输入端A进入电路，经过第一运算放大器0P1后，提高了输入 的阻抗。进入第二运算放大器0P2,在正半波时第一二极管D1正向导通，第三运算放大器 0P3将半波信号的正向端跟随输出。在负半波时第二二极管D2导通，第四运算放大器0P4 将半波信号的负向端反向以后输出。通过单片机得到正半波输出端B1和负半波输出端B2 的输出信号值，就可得出输入值。
[0024] 通讯单元3'如图3所示，6N136为高速光稱，在通讯单元中起到隔离前后级信号 通路的作用，将需要的信号进行传输，不需要的信号进行隔离。高速光耦6N136的第一引 脚、第四引脚和第七引脚悬空，第二引脚和第三引脚为信号输入引脚，第八引脚为接电源引 脚，第五引脚为接地引脚，第六引脚为信号输出引脚。第二引脚串联第十二电阻R12后接入 +3. 3V电压，第三引脚与第一晶闸管Q1的集电极连接，第一晶闸管Q1的发射集接入第三零 电势位GND3,第一晶闸管Q1的基极串联电阻R15后与信号输入端连接。高速光耦6N136 的第八引脚接入电源VCC，第五引脚接入第四零电势位GND4,第六引脚与第二晶闸管Q2的 基极连接，第二晶闸管Q2的发射集接入第五零电势位GND5,第二晶闸管Q2的集电极串联第 十四电阻R14后接入电源VCC，在第二晶闸管Q2的集电极与第十四电阻R14之间引出导线 与信号输出端连接。在第八引脚与第六引脚之间连接有第十三电阻R13,在第六引脚与第五 引脚之间连接第一电容器C1。本电路的工作原理为：信号由输入端进入第一晶闸管Q1的 基极后，从第一晶闸管Q1的集电极进入高速光耦6N136中，高速光耦6N136将一部分信号 隔离，另一部分信号通过第六引脚输送到第二晶闸管Q2的基极，并通过第二晶闸管Q2的集 电极将有用信号输出到信号输出端。
[0025] 输出控制单兀4'如图4所不，晶体管输出光电f禹合器TLP521-1的第一引脚为发 光二极管的阳极，第二引脚为发光二极管的阴极，第三引脚为光敏二极管的阴极，第四引脚 为光敏二极管的阳极。第一引脚直接与电源连接。第二引脚与第十六电阻R16的一端连 接，第十六电阻R16的另一端与控制器KZQ-4信号输出端连接。第四引脚接入第六零电势 位GND6。第三引脚与第十七电阻R17的一端连接，第十七电阻R17的另一端与电源VCC连 接，在第三引脚与第十七电阻R17之间引出的导线与光电耦合器PC817-A的信号输入端连 接。电路的工作原理为：控制器KZQ-4信号输出端的触发信号为低电平时，第三引脚和第 四引脚导通，光电耦合器PC817-A为高电平，光电耦合器PC817-A将信号传送给中央处理单 元Γ，此时中央处理单元Γ接收到的为切除信号，中央处理单元Γ将磁保持继电器断开。 控制器KZQ-4信号输出端的触发信号为高电平时，第三引脚和第四引脚断开，光电耦合器 PC817-A为低电平，光电耦合器PC817-A将信号传送给中央处理单元Γ，此时中央处理单元 Γ接收到为投入信号，中央处理单元Γ将磁保持继电器闭合。
[0026] 本实用新型低压无功功率综合补偿控制仪，设置有多个电路单元，并对各电路单 元进行了优化，降低了产品的制造成本。测量当前电网的无功功率，根据无功功率的实际值 计算需要投切的电容容量，不会产生过补，不会造成投切震荡，补偿精度高。数据处理单元 2'抗谐波能力强，在谐波较大的区域依然能够稳定准确的控制电容器的投切。采用LCM显 示器7'，数字与汉字能够混合显示，效果清晰直观。通讯单元3'能够进行远程通讯，即使不 在现场也能够了解现场装置的运行状况。报警装置6'的设置避免了集成过压、欠压、欠流、 过温、过补偿和欠补偿等状况对装置的损坏，降低了不必要的损失。本实用新型电路集成度 高、体积小、结构简单，与现有技术相比具有明显的优点。
[0027] 以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用 新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本 实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护 范围内。
【权利要求】
1. 一种低压无功功率综合补偿控制仪，其特征在于：包括中央处理单元（Γ )、数据处 理单元（2'）、通讯单元（3'）、输出控制单元（4'）、人机交互单元（5'）和报警装置（6'）， 中央处理单元（Γ)的信号接收端口与数据处理单元（2'）的信号输出端口连接，中央处理 单元（Γ )的数据输出端口与通信单元（3'）的数据接收端口连接，中央处理单元（Γ )的 第一信号输出端口与输出控制单元（4'）的信号接收端口连接，中央处理单元（Γ)的第二 信号输出端口与报警装置（6'）连接，中央处理单元（Γ)的数据输出端口与人机交互单元 (5'）的数据接收端口连接。
2. 根据权利要求1所述的低压无功功率综合补偿控制仪，其特征在于：所述人机交互 单元（5'）上还连接有LCM显示器（7'）和键盘（8'）。
3. 根据权利要求1所述的低压无功功率综合补偿控制仪，其特征在于：所述数据处理 单兀（2'）的电路结构为第一运算放大器（0Ρ1)的正向输入端与信号输入端（Α)连接，第一 运算放大器（0Ρ1)的反向输入端与第一运算放大器（0Ρ1)的输出端连接，在第一运算放大 器（0Ρ1)的输出端串联第一电阻（R1)后与第二运算放大器（0Ρ2)的反向输入端连接，第二 运算放大器（0Ρ2)的正向输入端接入第一零电势位（GND1)，在第一电阻（R1)与第二运算放 大器（0Ρ2)的反向输入端之间引出两条支路，一条支路与第三运算放大电路（0Ρ3)的正向 输入端连接，另一条支路与第四运算放大电路（0Ρ4)的反向输入端连接，第二运算放大器 (0Ρ2)的输出端引出两条导线，一条导线与第一二极管（D1)的正极连接，第一二极管（D1) 的负极与第三运算放大器（0Ρ3)的正向输入端连接，另一条导线与第二二极管（D2)的负极 连接，第二二极管（D2)的正极与第四运算放大器（0Ρ4)的反向输入端连接，第三运算放大 器（0Ρ3)的输出端与正半波输出端（Β1)连接，第三运算放大器（0Ρ3)的反向输入端与第三 运算放大器（0Ρ3)的输出端连接，第四运算放大器（0Ρ4)的正向输入端接入第二零电势位 (GND2)，第四运算放大器（0Ρ4)的输出端与负半波输出端（Β2)连接，第四运算放大器（0Ρ4) 的反向输入端串联第六电阻（R6)后与第四运算放大器（0Ρ4)的输出端连接，正半波输出端 (Β1)和负半波输出端（Β2)分别与单片机的AD管脚连接。
4. 根据权利要求1所述的低压无功功率综合补偿控制仪，其特征在于：所述通讯单元 (3'）的电路结构为第二引脚接入正电压，第三引脚与第一晶闸管（Q1)的集电极连接，第一 晶闸管（Q1)的发射集接入第三零电势位（GND3)，第一晶闸管（Q1)的基极串联电阻（R15) 后与信号输入端连接，高速光耦6Ν136的第八引脚接入电源，第五引脚接入第四零电势位 (GND4)，第六引脚与第二晶闸管（Q2)的基极连接，第二晶闸管（Q2)的发射集接入第五零电 势位（GND5)，第二晶闸管（Q2)的集电极串联第十四电阻（R14)后接入电源，在第二晶闸管 (Q2)的集电极与第十四电阻（R14)之间引出导线与信号输出端连接，在第八引脚与第六 引脚之间连接有第十三电阻（R13)，在第六引脚与第五引脚之间连接有第一电容器（C1)。
5. 根据权利要求1所述的低压无功功率综合补偿控制仪，其特征在于：所述输出控制 单元（4'）的电路结构为晶体管输出光电耦合器TLP521-1的第一引脚直接与电源连接，第 二引脚与第十六电阻（R16)的一端连接，第十六电阻（R16)的另一端与控制器KZQ-4信号 输出端连接，第四引脚接入第六零电势位（GND6)，第三引脚与第十七电阻（R17)的一端连 接，第十七电阻（R17)的另一端接入电源，在第三引脚与第十七电阻（R17)之间引出的导线 与光电耦合器PC817-A的信号输入端连接。
6. 根据权利要求1所述的低压无功功率综合补偿控制仪，其特征在于：所述中央处理
【文档编号】H02J13/00GK203911486SQ201420264395
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】马洪亮, 郑运专, 闫志波, 张泽昊, 何亚钢, 任俊辉, 胡志民 申请人:河北沃邦电力科技有限公司