专利名称:电脑功率因数自动补偿控制装置的制作方法
一、所属技术领域：
:无功功率补偿，节约电能。
二、现有技术功率因数自动补偿装置用于低压电网(对我国来说是380伏或220伏交流电网)中，自动检测电网的功率因数并自动控制补偿电容器的投入和切出，使电网功率因数保持在一定的镇定范围内，起到节电和提高电网输电能力的作用。
现有技术多数采用由分立元件构成的桥接相敏放大器检测头电路，判断电路和执行电路组成。
三、本实用新型目的采取我们称为“利用交变过零点进行时分割数字测相线路”，与一个微机系统结合起来，构成一种电脑控制的功率因数自动补偿控制装置。为工矿企业提供一种相位检测准确度高、免调试、长期稳定性好、有防止“系统振荡”的自适应能力、高可靠、检测信息多，能予防电容爆炸的功率因数自动补偿控制装置。
四、本实用新型
采用了我们称之为“利用交变过零点进行时分割数字测相线路”，与一个微机系统结合，构成电脑功率因数自动补偿控制装置。(图1)是这个装置的框图和线路图。变压器(18)将三相电中的两相(1和3)电压耦合到过零检测器(6)，过零检测器(6)的输出电平在相线(1和3)电压过零点时翻转，把时间分割成高电平和低电平相间的时域，(图2)中波形(23)为过零检测器(6)的输出波形。同样，三相电另一相线(2)上的电流互感器(4)两端的电压经过零检测器(5)得到另一个波形(24)。这两个波形(23和24)由微机系统通过输入接口(9)识别，分割成波形(23)为低电平、波形(24)为高电平的时间T1(25)以及波形(23)、波形(24)同时为低电平的时间T2(26)，微机将这两个时间T1和T2分别与微机系统内的石英晶体(11)的标准周期进行比较，就可计算出三相电网中电流相位与功率因数正好为1时的偏差角，也就可以计算出此时的实际功率因数值，将这个功率因数值送数字显示器(16)显示。设计时事先将功率因数的镇定范围上限和下限值存放在存贮器(12)中，将测到的功率因数值与镇定范围进行比较，如果超出这个范围就通过输出接口(13)去控制用户电容柜(15)里的补偿电容的投入和切出，使电网功率因数回到镇定范围，完成自动补偿功能。
五、与现有技术相比所具有的优点1.精度高。测量相移角精确到π／500，数字显示，显示功率因数小数点后第三位。
2.由于指标取决于石英晶体(11)，长期稳定性好。
3.现有技术中都只能有固定的镇定范围，实用中常发生功率因数若投入一个基本电容便超过镇定范围上限，不投又低于功率因数下限。装置便会在投和切的动作中往返不停。我们说产生了“系统振荡”。
本实用新型装置有自适应能力。若投入一个基本电容便使电网功率因数超出镇定范围上限，我们称之为出现“系统振荡”的苗头。本装置自动计算调整存在存贮器(12)里的镇定范围，消除“系统振荡”。当“系统振荡”的可能消除之后，本装置又会自动地将存在存贮器(12)里的镇定范围恢复到原设定的值。本装置随时根据电网和电容的实际情况、以最佳的镇定范围来自动地对电网进行补偿。
4.本实用新型装置是免调试的。无论是生产、修理还是用户安装均无须调整，长期不变。人为修改镇定范围可按键(7)象校电子手表那样方便，一次精确设定。微机系统通过输入接口(9)检测按键(7)是否按下，若按下则将原存在存贮器(12)里的镇定范围上限、下限数值逐位修改，直到满足修改人的意愿。被修改的值通过数字显示器(16)显示出来。
现有技术则不然，不但装置要调试，尤其是改变镇定范围要等现场电网的实际效应来验证。但这种满足人们意愿的现场永远也等不到。
5.本实用新型有一个输出接口(19)，若电容柜(15)附加一组温度传感器(17)，本实用新型定时通过接口(19)输出隔离信息，将传感器(17)的超温信息编组隔离，微机系统通过输入接口(9)识别出哪组电容超温，将其位号送数码显示器(16)显示，并通过输出口(13)切出该组电容，防止电容温升过高而爆炸。切出的电容冷却后又可继续使用。
六图1是本实用新型装置的框图和线路图。微机系统是指微机主体(10)、石英晶体(11)、存贮器(12)、输入接口(9)、输出接口(13)、输出接口(19)、数字显示器(16)等按微计原理联系在一起，带有软件的一个系统。
(1)、(2)、(3)是380伏三相电的三根相线。其中一根相线(2)上接有交流互感器(4)；交流互感器(4)的两端经一个限流保护电阻与过零检测器(5)的两个输入端相接。变压器(18)将三相电中两相(1和3)耦合到过零检测器(6)。过零检测器(5和6)的输出都接到输入接口(9)上。接键(7)是用来通知微机系统人为改变存放在存贮器(12)中镇定范围的上限和下限。电源(8)提供＋5V电源。电容柜(15)是用户自有的，里面放有电力补偿电容。温度传感器(17)是用户另外附加的。
图2为原理波形图。标明了三相电网中两相(1和3)之间的电压波形(20)、电流互感器(4)两端的电压波形(22)、过零检测器(6)的输出波形(23)、过零检测器(5)的输出波形(24)。标明了上述波形之间的相位时间关系。(25)是波形(23)为低电平、波形(24)为高电平同时发生的时间T1。(26)是波形(23)和波形(24)同时为低电平的延续时间T2。
七、实现本实用新型的最好方法变压器(18)与本装置的供电电源使用同一个变压器，为防止相移，比较器(6)的输入单独使用一个次级绕组约4伏；过零检测器(5和6)选用MC14574；输入接口(9)用74LS244；微机主体(10)采用带有软件(EPROM2716)的Z80CPU；石英晶体为2MC；存贮器为2114(RAM)；(13和19)接口用74LS273；驱动器采用MC1413；数字显示器(16)是由4个LED数码管及数据锁存74LS273和功率驱动MC1413等组成。
权利要求
1.一种检测和控制电网功率因数的自动补偿装置，它由检测头电路、判断部分和执行部分组成。其特征在于检测头电路采取“利用交变过零点进行时分割的数字测相电路”；判断和执行部分是微机系统和微机操纵的执行接口电路。
2.根据权利要求
书第1项所述的装置，其检测头电路的特征是有两个过零检测器(5和6)，一个通过变压器(18)检测电压相位过零点；另一个通过电流互感器检测电流相位过零点，这两个过零检测器的输出与判断部分(微机系统)接口。
3.根据权利要求
书第1和第2项所述的装置，其判断部分是一种四位以上的微机系统(例如八位的Z80系统)。
4.根据权利要求
书第1项所述的装置，其执行接口电路能被微机选址、送数、并能锁存数据。
专利摘要
本实用新型名称是“电脑功率因数自动补偿控制装置”。属节约电能领域。采取“利用交变过零点进行时分割数字测相线路”，与一个微机系统结合构成智能功率因数补偿控制装置。优点是精度高；免调试；长期稳定；有防止“系统振荡”的自适应能力；高可靠；检测信息多；能预防电容爆炸。该装置能根据电网和电容的实际情况，自动地选择最佳镇定范围。对节约电能、提高电网输电能力有明显效果。
文档编号G05F1/70GK85200636SQ85200636
公开日1986年8月13日 申请日期1985年4月1日
发明者罗如, 罗临如, 章达义 申请人:罗如, 罗临如, 章达义导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan