专利名称：智能无功功率分相补偿控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及低压配电系统的功率因数补偿装置，具体是智能 无功功率自动补偿控制器。
背景技术：
智能无功功率分相补偿控制器适用于低压配电系统，可广泛用于 户外台式变压器、室内配电站、箱式变电站以及冶金、机械、矿山、 铁路、化工等企业或低压用户进行无功功率自动跟踪补偿控制。控制 器主要是用于控制电容器组的投切，对电网无功功率进行补偿控制， 以达到提高功率因数和提高变压器的负载能力等目的。控制方式一般 分为三相共补型、三相分补型、三相共补+分补混合型三种。以前的 产品多为共补型产品， 一般取三相中的两相电压和另外一相的电流信 号来计算出电网中的无功功率，它的缺点在于当用户变压器三相负 载不平衡时，每一相的分相无功功率也是不平衡的，由于共补型产品 在补偿时的依据为三相的总无功功率，电容器采用A型联接，同时对 三相进行补偿，结果就会造成某些相位过补而某些相位欠补的现象， 不但不能达到有效补偿无功的效果，由于过补还会影响变压器的正常 使用寿命。
发明内容
本实用新型的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种可靠 性和精度更高的智能无功功率分相补偿控制器。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术解决方案如下智能 无功功率分相补偿控制器，包括外壳及控制电路，其特征在于所述 控制电路包括中央处理单元、三相电流信号处理单元、三相电压信号 输入单元、电压波形信号输入单元、键盘输入单元、控制输出单元和显示单元，所述中央处理单元以AVR型单片机IC5为核心，三相电 流信号输入单元和三相电压信号输入单元的输出端与AVR型单片机 IC5模数转换输入端连接，键盘输入单元与单片机IC5数据输入端连 接，控制输出单元和显示单元与单片机IC5数据输出端连接，中央处 理单元中内置可擦除存贮器，可保存用户设置相关的数据信息。
本智能无功功率分相补偿控制器通过单片机对从三相电流信号 处理单元和三相电压信号输入单元信号的三相电压及电流信号分别 进行处理，计算出电网的三相相电压和线电压、三相电流、三相分 相基功率因数和总基波功率因数、三相分相无功功率和总无功功率、 有功功率及视在功能等电力参数。根据计算得到的三相分相无功功 率大小来选择投入最合适的共补电容器组或分补电容器组，合理的 将共补与分补方式结合起来。单片机采用最低至2. 7V的电源供电的 AVR型单片机芯片，即使供电电路发生暂降或电源偏低的时候，电 路均能正常工作，不会引起死机或误动作现象，保证了产品的稳定 性；设有电源电压监控芯片，抑制电源线上的快速瞬变脉冲干扰。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附图1为本实用新型控制电路具体实施例电路原理图； 附图2为补偿电容器组的控制继电器电路原理图。
具体实施方式
智能无功功率自动补偿控制器包括外壳及控制电路，如图1所 示，控制电路包括以单片机为核心中央处理单元、三相电流信号输入 单元、三相电压信号输入单元、电压波形信号输入单元、键盘输入单 元、控制输出单元和显示单元，中央处理单元以单片机IC5为核心； 显示单元包括驱动电路和四位7段数码显示屏，显示屏的7段显示数 据控制端及小数点显示控制端分别经限流电阻R44 R51后与单片机 IC5的数据输出口连接，四位数码显示屏的公共极分别与PNP型驱动 三极管Q3~Q6的集电极连接，单片机IC5数据输出端经与各组PNP 型驱动三极管Ql、 Q2、 Q7、 Q8的基极连接，PNP型驱动三极管Ql、 Q2、 Q7、 Q8的发射极相互连接后与电源正极连接构成驱动电路；单 片机IC5数据输出口经R32 R43限流后与达林顿阵列集成电路IC3、 IC4驱动补偿电容器组的控制继电器构成输出控制单元；本具体实施 例中以电容C4 C9、 C13 C18、电感L4 L9构成三组n型电流输入 信号滤波电路，并同以运算放大器IC2为核心组成跟随器电路连接构 成三相电流信号处理单元，以滤波电容C1 C3、C10 C12、电感L1 L3
分别构成三组n型电压信号输入滤波电路与以运算放大器为核心组
成的三个比例放大电路构成三相电压信号处理单元，三相电流信号输 入单元和三相电压信号输入单元的输出端与单片机IC5模数转换输
入端连接，键盘输入单元由按键开关K1、 K2、 K3和K4组成，按键 开关Kl、 K2、 K3和K4分别连接在单片机IC5数据口 PE7、 PE8、 PE6、 PE4端口上；IC6基准源电路TL431输出2.5V电压供单片机内 部A/D转换基准电压；IC7电源监控芯片连接至单片机RESET复位 端，抑制电源线上的快速瞬变脉冲干扰。本具体实施例中单片机IC5 为ATMEGA64型，基准源电路IC6为TL431 ，电源电压监控芯片IC7 为TCM809L。
权利要求1、一种智能无功功率分相补偿控制器，包括外壳及控制电路，其特征在于所述控制电路包括中央处理单元、三相电流信号处理单元、三相电压信号输入单元、电压波形信号输入单元、键盘输入单元、控制输出单元和显示单元，所述中央处理单元以AVR型单片机(IC5)为核心，电压波形信号输入单元、三相电流信号输入单元和三相电压信号输入单元的输出端与AVR型单片机(IC5)模数转换输入端连接，键盘输入单元与单片机(IC5)数据输入端连接，控制输出单元和显示单元与单片机(IC5)数据输出端连接，中央处理单元中内置可擦除存贮器，可保存用户设置相关的数据信息。
2、 根据权利要求1所述的智能无功功率分相补偿控制器，其特 征在于所述显示单元包括驱动电路和四位7段数码显示屏，显示屏 的7段显示数据控制端及小数点显示控制端分别经限流电阻(R44 R51)后与单片机(IC5)的数据输出口连接，四位数码显示屏的公共 极分别与PNP型驱动三极管(Q3 Q6)的集电极连接，单片机(IC5) 数据输出端经与各组PNP型驱动三极管(Ql、 Q2、 Q7、 Q8)的基 极连接，PNP型驱动三极管(Ql、 Q2、 Q7、 Q8)的发射极相互连接 后与电源正极连接构成驱动电路；单片机(IC5)数据输出口经(R32 R43)限流后与达林顿阵列集成电路(IC3、 IC4)驱动继电器 构成输出控制单元；以电容(C4 C9、 C13 C18)、电感(L4 L9)构 成三组n型电流输入信号滤波电路，并同以运算放大器(IC2)为核心组成跟随器电路连接构成所述三相电流信号处理单元；以滤波电容 (C1 C3、 C10 C12)、电感(L1 L3)分别构成三组n型电压信号输入滤波电路与以运算放大器为核心组成的三个比例放大电路构成所 述三相电压信号处理单元；电压波形信号输入单元同样以运算放大器 为核心组成的比例放大电路构成，电压波形信号输入单元的输入端与 三相电压信号处理单元之一的输出端连接，电压波形信号输入单元的输出端与单片机(IC5)数据输入端连接，以基准源电路IC6提供单 片机内部A/D转换基准电压；以电源电压监控芯片(IC7)抑制电源 线上的快速瞬变脉冲干扰。
3、根据权利要求2所述的智能无功功率自动补偿控制器，其特 征在于所述单片机(IC5)为ATMEGA64型，基准源电路(IC6) 为TL431，电源电压监控芯片(IC7)为TCM809L。
专利摘要本实用新型涉及智能无功功率分相补偿控制器。包括外壳及控制电路，控制电路包括中央处理单元、三相电流、电压信号输入单元、电压波形信号输入单元、键盘输入单元、控制输出单元和显示单元，所述中央处理单元以AVR型单片机IC5为核心，电流、电压信号输入单元的输出端与AVR型单片机IC5模数转换输入端连接，键盘输入单元、控制输出单元和显示单元与单片机IC5数据输入端连接。本实用新型涉及通过单片机对分别计算出电网的各相电压、电流、分相基功率因数和总基波功率因数、分相无功功率和总无功功率、有功功率及视在功能等电力参数，根据计算选择投入最合适的共补电容器组或分补电容器组，从而防止某些相位过补而另一些相位欠补的现象。
文档编号H02J3/18GK201061149SQ200720039818
公开日2008年5月14日 申请日期2007年6月12日 优先权日2007年6月12日
发明者徐会宏 申请人:天正集团有限公司