专利名称：基于gprs远程监控的动态电压恢复器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及基于GPRS远程监控的动态电压恢复器系统。属于电力系 统机械技术领域。
技术背景
动态电压恢复器是解决动态电能质量问题有效而经济的装置，为了保证重 要电力用户的负载电压不受电压趺落等问题影响正常运行，必须在尽可能短的 时间内对电压趺落做出正确的响应，即补偿负载电压，保证负载电压在要求的 范围之内。由于动态电压恢复器和重要的电力设备安装在一起，只能在现场进 行操作和监控，因此不利于实时对重要电力设备的电能质量进行监控。尽管现 在很多设备釆用了远程监控，但是由于受传输介质的限制，无法实现空间上的 高自由度。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于GPRS的远程监控，只要能够连接网络， 能够随时随地的通过网络连接对电能质量进行监控的系统。
本实用新型是采取以下的技术方案来实现的
基于GPRS远程监控的动态电压恢复器，包括主电路、控制电路、保护电 路、键盘显示电路和GPRS远程监控系统，其特征在于
(1) 主电路包括整流装置、直流储能电容、逆变装置，通过对系统三相 交流电压进行整流，通过直流储能电容稳定电压，经过逆变装置产生交流电压 叠加到负载母线上，保证负载电压的稳定。
(2) 控制电路主要包括电压信号和电流信号的检测电路、釆样保持电路、 模数转换电路、电力电子器件的触发电路以及DSP信号处理系统，所有电路主 要完成电压信号检测和补偿电压的判据以及完成电压补偿的驱动。
(3) 保护电路主要包括构成整流电路和逆变电路的电力电子器件的过压、 过流、电压变化率以及电流变化率的保护，直流侧电容的保护，以及多重旁路 保护负载。保护电路通过和DSP信号处理器配合完成各种保护。
(4) 键盘显示电路包括键盘电路和液晶显示电路，完成参数的设置以及相 关参数和数据的显示。
(5 ) GPRS监控系统通过以太网连接控制部分和监测部分。
本实用新型通过对系统电压的整流逆变实现对负载电压的补偿，不需要蓄 电池储能。
本实用新型其监控电路釆用了以太网通讯系统，实现了对电能质量的实时监控。
本实用新型主要包括五个部分主电路、控制电路、保护电路、键盘显示 电路和GPRS远程监控系统。主电路的作用完成对系统电压的整流和逆变，产 生所需要的补偿电压；控制电路完成电压和电流信号的监测，电压补偿的判据和触发信号的产生；保护电路完成系统中各器件正常运行的保护；键盘显示电路提供键盘控制和LCD显示功能；GPRS监控系统完成对电能质量的实时监控。 本实用新型动态电压恢复器的GPRS监控系统控制机箱和监测机箱之间 采用以太网(UDP方式，波特率10M)通讯，釆用的通讯策略是定时上送、主 动上送、及响应召唤。装置的模拟量、状态量、及电子旁路状态等常规信息可 以周期性定时上送；有变化事件发生时，如装置投入、退出、故障、参数修改 等，主动上送相关信息给监测(后台)；同时为了后台能够灵活的监视装置运 行，设置了响应召唤的功能，后台可以随时召唤控制器内存储的故障信息、趺 落信息、设置的参数内容(但是不能修改参数)等。
本实用新型改变了原先的远程监控受传输介质影响的因素，通过以太网实 现了随时随地对电能质量进行远程监控，实时性好，不受时间和地点的影响， 连接简单，操作方便。
图l本实用新型GPRS远程监控动态电压恢复器的系统结构
图2是本实用新型系统主电路结构图3是本实用新型的多重保护电路图4是本实用新型GPRS监控结构图5是本实用新型GPRS监控结构原理图。
具体实施方式
实施例1
如图1-5所示，串联电容直接耦合式动态电压恢复器主电路、控制电路、 保护电路和键盘显示电路。
控制电路由CPU和各种传感器以及执行元件组成，图1中所示的CPU,完成控制算法、工况监测和模拟/数字信号的转换，图l中的传感元件是由测量系统电压、负载电压、电感电流的PT、 CT和霍尔元件组成，这些参数通过CPU 中的D/A转换和算法即可得到各种参数的测量，如图1中的CPU可完成数据处 理、D/A转换。测量得到的各种数据用于显示和控制，数据的传输通过CAN总 线完成，如图1所示的CAN总线。通过测量的数据经过系统的控制算法，产生 用于触发电力电子器件的PWM脉冲信号，实现电力电子器件通断，如图1中 CPU的FPGA实现PWM脉冲信号的产生。
主电路是以电力电子器件为主构成的整流电路和逆变电路组成。图2、图 3中给出了整流电路和逆变电路的连接方式。图2中的结构图中，直流电压直 接由直流储能单元提供，因此，不需要系统电源的整流的部分。图3中给出了 整流电路，整流电路的电源可以由系统电源提供或者由备用电源提供。整流电 路和逆变电路之间通过直流电容连接，直流电容起到稳定直流电压和储能的作 用，因此不需要采用蓄电池进行储能。逆变电路的输出是叠加到负载母线上的 电压，该电压必须经过滤波后才能施加给负载，滤波电路如图2的所示的滤波 器，由滤波电感Lf和滤波电容Cf组成。滤波器输出的电压通常经过串联变压 器叠加到负载母线上，如图2所示的变压器，本实用新型釆取了串联电容直接 耦合的方式，如图2所示的电容器Cf。通过电容的直接耦合方式，避免了串联变压器引起的幅值和相位偏移。
多重保护电路通过CPU和各种开关完成对系统和负载的保护。在DVR的设计中，釆用了自适应多重旁路的高可靠性的设计结构，以保证即使在DVR发生 故障时，也不影响敏感电力负荷的正常工作。DVR的旁路结构如图3所示。一 旦系统检测到有电压趺落的发生，DVR则立即进入补偿状态，保证负荷供电电 压的稳定，不受电压趺落的影响。此时釆用旁路设计，不仅降低了运行的损耗, 达到节能目的，而且使得装置随时处于准备的热备用状态，为系统的快速响应 提供了保障。由机械开关组成的旁路，则在系统维护中起到重要作用，利用机 械开关可以将DVR旁路，直接由系统供电。当正常检修维护时切换至机械旁路， 使得负荷供电不发生中断，而DVR装置本身发生故障时，则切换至机械旁路， 直接由系统供电。对于要求更高的快速响应的系统，则可以用晶闸管开关并联 在NJO的两端，达到无延时的开合闸。根据测量参数，通过控制算法的数据处 理，CPU的FPGA将产生相应的保护开关信号，实现对系统和负载的保护。
键盘显示功能通过主从CPU配合，将测量数据和系统运行状态通过CAN总线传送给显示器，实现对系统运行的监控。图1中的CPU、Moto360为主从CPU， 醒I的LCD为显示器和键盘，通过键盘完成对系统的参数设置，通过显示器完
成对系统运行状态的监控。
基于GPRS的以太网通讯通过主从CPU将系统的运行状态和测量的参数以 及相应的通讯协议来完成远程监控功能。图1中通讯接口显示了通讯协议方 式，图4中给出了通讯实现的过程数据储存，网络传输，最终通过监控终端 实现数据的远程监控。图5给出了以太通讯的功能。
权利要求1、基于GPRS远程监控的动态电压恢复器，包括主电路、控制电路、保护电路、键盘显示电路和GPRS远程监控系统，其特征在于(1)主电路包括整流装置、直流储能电容、逆变装置，经过对系统三相交流电压进行整流，通过直流储能电容稳定电压，经过逆变装置产生交流电压叠加到负载母线上，保证负载电压的稳定；整流部分通过直流电容与逆变部分连接，逆变部分连接滤波电路，由滤波电容串入母线，实现补偿电压的叠加；(2)控制电路主要包括电压信号和电流信号的检测电路、采样保持电路、模数转换电路、电力电子器件的触发电路以及DSP信号处理系统；检测电路由各种传感器和D/A转换完成，传感器包括电压互感器、电流互感器以及霍尔元件，D/A转换器嵌入在CPU中；(3)保护电路主要包括构成整流电路和逆变电路的电力电子器件的过压、过流、电压变化率以及电流变化率的保护，直流侧电容的保护，以及多重旁路保护负载；(4)键盘显示电路包括键盘电路和液晶显示电路；(5)GPRS监控系统通过以太网连接控制部分和监测部分。
专利摘要本实用新型涉及基于GPRS远程监控的动态电压恢复器系统。本实用新型包括主电路、控制电路、保护电路、键盘显示电路和GPRS远程监控系统。主电路的作用完成对系统电压的整流和逆变，产生所需要的补偿电压；控制电路完成电压和电流信号的监测，电压补偿的判据和触发信号的产生；保护电路完成系统中各器件正常运行的保护；键盘显示电路提供键盘控制和LCD显示功能；GPRS监控系统完成对电能质量的实时监控。本实用新型改变了原先的远程监控受传输介质影响的因素，通过以太网实现了随时随地对电能质量进行远程监控，实时性好，不受时间和地点的影响，连接简单，操作方便。
文档编号H02J3/28GK201181842SQ200820030489
公开日2009年1月14日 申请日期2008年1月8日 优先权日2008年1月8日
发明者吕广强, 王红星, 袁晓冬, 陆玉军, 文 顾 申请人:江苏省电力试验研究院有限公司