基于自动组网技术的无功补偿系统的制作方法

本实用新型涉及电力领域，尤其涉及一种基于自动组网技术的无功补偿系统。

背景技术：

电能质量即电力系统中电能的质量，衡量电能质量的主要参数有电压、频率和波形，从而电能质量的问题可以定义为：导致用电设备故障或者不能正常工作的电压、电流或者频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、瞬时或暂态过电压、波形畸变、电压暂降等。在现代电力系统中，谐波产生的电压波形畸变，已成为最重要的电能直流问题。

在现有的电网监测场合，大多数都是对无功进行补偿，来改善电能质量，而现有的无功补偿产品中，基本都是采用了通讯来组成一个系统，来实现对电能的改善。但是由于电网的情况复杂，而无功补偿产品的通讯电路往往缺少隔离作用，进而容易造成无功补偿产品通讯的损坏，从而造成无功补偿系统的瘫痪，降低了无功补偿系统的可靠性；而由极少部分无功补偿系统采用了通讯隔离的方式，而且都是采用的光耦隔离的方式，但是由于通讯电路的限制，如果需要隔离，都是采用了三光耦的通讯方式，这样无形中大大增加了通讯电路的成本，降低了无功补偿系统的市场竞争力。不仅如此，在无功补偿系统工作过程中，内部的电源等级较多，而目前都是采用了稳压三极管来进行稳压，但是由于稳压三极管的功耗大，从而提高了无功补偿系统的功耗，降低了无功补偿系统的实用价值。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的问题和不足，提供一种新型的基于自动组网技术的无功补偿系统。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供一种基于自动组网技术的无功补偿系统，其特点在于，其包括多个无功补偿装置、一二次电流互感器和多个网络通讯线，该无功补偿装置的数量与该网络通讯线的数量相同，每相邻两个无功补偿装置通过该网络通讯线电连接，该二次电流互感器与该些无功补偿装置中的一个无功补偿装置电连接。

较佳地，该无功补偿系统还包括多个用于显示该无功补偿装置的工作状态的信号指示灯，每一无功补偿装置均电连接若干该信号指示灯。

较佳地，每一无功补偿装置包括一主体、设置于该主体上的信号采集接口、状态指示接口、接地接口和若干通讯接口，该状态指示接口与该信号指示灯电连接。

较佳地，该主体包括一工作电源模块、一通讯模块、一报警模块、一状态指示模块、一电压采集模块、一电流采集模块和一中央控制装置，该工作电源模块、该通讯模块、该报警模块、该状态指示模块、该电压采集模块和该电流采集模块均与该中央控制装置电连接；

该状态指示模块与该状态指示接口电连接，该电压采集模块和电流采集模块均与该信号采集接口电连接。

较佳地，该中央控制装置的芯片型号为GD32F103R8T6。

较佳地，该通讯模块包括一通讯电路，该通讯电路包括第一光耦N1、第二光耦N2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一电容C1、三极管Q1和第一集成电路U1；

该第一光耦N1的第三端连接有第一地GND1、第四端通过该第三电阻R3外接3.3V直流电压电源，该第二光耦N2的第一端外接3.3V直流电压电源、第二端与该第六电阻R6连接，该第一光耦N1的第一端外接5V直流电压电源、第二端通过该第一电阻R1与该第一集成电路U1的RO端连接，该第二光耦N2的第三端连接有第二地GND2、第四端与该第一集成电路U1的DI端连接，该第二光耦N2的第四端通过该第五电阻R5外接5V直流电压电源，该三极管Q1的基极与该第一集成电路U1的DI端连接、发射极外接5V直流电压电源、集电极分别与该第一集成电路U1的端和DE端连接，该三极管Q1的集电极通过该第二电阻R2和该第一电容C1组成的并联电路接该第二地GND2，该第一集成电路U1的电源端外接5V直流电压电源、接地端接第二地GND2，该第一集成电路U1的B端通过该第七电阻R7接该第二地GND2，该第一集成电路U1的A端通过该第八电阻R8外接5V直流电压电源，该第一集成电路U1的B端与该第九电阻R9连接，该第一集成电路U1的A端与该第十电阻R10连接。

较佳地，该通讯电路包括双向二极管VD1，该第一集成电路U1的A端通过该双向二极管VD1与该第一集成电路U1的B端连接。

较佳地，该第一集成电路U1的型号为MAX13485EESA，该第一光耦N1和该第二光耦N2的型号为TLP181，该三极管Q1的型号为8550。

较佳地，该工作电源模块包括工作电源电路，该工作电源电路包括第二集成电路U2、稳压二极管D1、电感L1和第二电容C2，该第二集成电路U2的型号为HYM2575；

该第二集成电路U2的接地端和开关端均接地，该第二集成电路U2的反馈端通过该电感L1与和该第二集成电路U2的输出端连接，该第二集成电路U2的反馈端通过该第二电容C2接地，该第二集成电路U2的输出端与该稳压二极管D1的阴极连接且通过该稳压二极管D1接地。

较佳地，每一无功补偿装置上的通讯接口的数量为两个。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型的基于自动组网技术的无功补偿系统，各智能无功补偿装置通过网络通讯线依次设置，通过网络通讯的方式，将各智能无功补偿装置形成一个无功补偿系统，对电网进行无功补偿，从而改善电能质量。

在通讯电路中，通过第一光耦和第二光耦分别对RO端和DI端进行隔离，同时由第二光耦控制三极管的通断，来实现对端的逻辑控制，从而保证了端对第一集成电路的收发模式的控制，保证了通讯电路通讯的可靠性的同时，降低了无功补偿系统的生产成本，提高了其市场竞争力。

不仅如此，在工作电源电路中，第二集成电路能够提供降压转换器功能，极大提高了电源电压的转换效率，从而降低了工作电源的功耗，提高了无功补偿系统的实用价值。

附图说明

图1是本实用新型的基于自动组网技术的无功补偿系统的电气原理图。

图2是本实用新型的基于自动组网技术的无功补偿系统的智能无功补偿装置的结构示意图。

图3是本实用新型的基于自动组网技术的无功补偿系统的智能无功补偿装置的原理图。

图4是本实用新型的基于自动组网技术的无功补偿系统的通讯电路的电路原理图。

图5是本实用新型的基于自动组网技术的无功补偿系统的工作电源电路的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-5所示，本实施例提供一种基于自动组网技术的无功补偿系统,包括二次电流互感器2、若干智能无功补偿装置1(图1中示出了3个智能无功补偿装置)和若干网络通讯线4(图1中示出了4个网络通讯线)，所述智能无功补偿装置1的数量与网络通讯线4的数量一致且一一对应，所述智能无功补偿装置1依次设置且通过对应的网络通讯线4与相邻的智能无功补偿装置1电连接，所述二次电流互感器2与其中一个智能无功补偿装置1电连接。

各智能无功补偿装置1均电连接有若干信号指示灯3(图1中每个智能无功补偿装置1示出了2个信号指示灯)。

如图2所示，所述智能无功补偿装置1包括主体5、设置在主体5上的信号采集接口6、状态指示接口7、接地接口8和若干通讯接口9，所述状态指示接口7与信号指示灯3电连接。

如图3所示，所述主体5包括中央控制装置16、通讯模块13和工作电源模块15，所述通讯模块13和工作电源模块15均与中央控制装置16电连接，所述中央控制装置16中采用芯片的型号为GD32F103R8T6。

如图4所示，所述通讯模块13包括通讯电路，所述通讯电路包括第一光耦N1、第二光耦N2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一电容C1、三极管Q1和第一集成电路U1，所述第一集成电路U1的型号为MAX13485EESA，所述第一光耦N1和第二光耦N2的型号为TLP181，所述三极管Q1的型号为8550。

其中，所述第一光耦N1的第三端连接有第一地GND1，所述第一光耦N1的第四端通过第三电阻R3外接3.3V直流电压电源，所述第二光耦N2的第一端外接3.3V直流电压电源，所述第二光耦N2的第二端与第六电阻R6连接，所述第一光耦N1的第一端外接5V直流电压电源，所述第一光耦N1的第二端通过第一电阻R1与第一集成电路U1的RO端连接，所述第二光耦N2的第三端连接有第二地GND2，所述第二光耦N2的第四端与第一集成电路U1的DI端连接，所述第二光耦N2的第四端通过第五电阻R5外接5V直流电压电源，所述三极管Q1的基极与第一集成电路U1的DI端连接，所述三极管Q1的发射极外接5V直流电压电源，所述三极管Q1的集电极分别与第一集成电路U1的端和第一集成电路U1的DE端连接，所述三极管Q1的集电极通过第二电阻R2和第一电容C1组成的并联电路接第二地GND2，所述第一集成电路U1的电源端外接5V直流电压电源，所述第一集成电路U1的接地端接第二地GND2，所述第一集成电路U1的B端通过第七电阻R7接第二地GND2，所述第一集成电路U1的A端通过第八电阻R8外接5V直流电压电源，所述第一集成电路U1的B端与第九电阻R9连接，所述第一集成电路U1的A端与第十电阻R10连接。

为了对第一集成电路U1的A端和第一集成电路U1的B端之间的反向尖峰电压进行吸收，从而提高了通讯电路的可靠性，所述通讯电路包括双向二极管VD1，所述第一集成电路U1的A端通过双向二极管VD1与第一集成电路U1的B端连接。

如图5所示，所述工作电源模块15包括工作电源电路，所述工作电源电路包括第二集成电路U2、稳压二极管D1、电感L1和第二电容C2，所述第二集成电路U2的型号为HYM2575，所述第二集成电路U2的接地端和开关端均接地，所述第二集成电路U2的反馈端通过电感L1与和第二集成电路U2的输出端连接，所述第二集成电路U2的反馈端通过第二电容C2接地，所述第二集成电路U2的输出端与稳压二极管D1的阴极连接且通过稳压二极管D1接地。

具体地，为了保证智能无功补偿装置1能够与相邻的智能无功补偿装置1连接，所述通讯接口9的数量为两个。

具体地，为了保证信号指示灯3工作状态的可靠，所述信号指示灯3的额定工作电压为380V。

具体地，由于智能无功补偿装置1中对于二次电流的采集通过电压信号采集的方式，所以需要通过二次电流互感器2将电流信号转换成相应的电压信号，同时，为了防止电压采集信号超过电压信号采集的量程，所述二次电流互感器2的变比为5A/1.5V。

具体地，为了使用通讯电路将智能无功补偿装置1与外部设备进行隔离，从而提高通讯的可靠性，所述3.3V直流电压电源和5V直流电压电源相互隔离，所述第一地GND1和第二地GND2相互隔离，所述3.3V直流电压电源和第一地GND1位于同一电源回路，所述5V直流电压电源和第二地GND2位于同一电源回路。

具体地，由于第二集成电路U2的工作电流为1A，为了保证工作电源电路工作的可靠性，所述稳压二极管D1的型号为1N5819，所述电感L1的额定电流为1A。

如图3所示，为了进一步提高系统的智能化，所述主体5中还包括状态指示模块10、电压采集模块11、电流采集模块12和报警模块14，所述状态指示模块10、电压采集模块11、电流采集模块12和报警模块14均与中央控制装置16连接，所述状态指示接口7与状态指示模块10电连接，所述电压采集模块11和电流采集模块12均与信号采集接口6电连接。

该基于自动组网技术的无功补偿系统中，二次电流互感器2将电网进线电流信号进行采集，随后与其中一个智能无功补偿装置1连接，将信号传输给智能无功补偿装置1，接着由于各智能无功补偿装置1通过网络通讯线4依次设置，则就能够通过网络通讯的方式，将各智能无功补偿装置1形成一个无功补偿系统，对电网进行无功补偿，从而改善电能质量。

该基于自动组网技术的无功补偿系统的智能无功补偿装置1中，智能无功补偿装置1通过状态指示接口7与信号指示灯3电连接，其中信号指示灯3用来显示智能无功补偿装置1的工作状态；信号采集接口6则用来采集电网参数，保证系统工作的可靠性；状态指示接口7则用来控制信号指示灯3的工作；接地接口8用来实现智能无功补偿装置1接地；通讯接口9用来保证智能无功补偿装置1与相邻的智能无功补偿装置1连接。

该基于自动组网技术的无功补偿系统的智能无功补偿装置1中，中央控制装置16用来控制智能无功补偿装置1中的各个模块，提高智能无功补偿装置1的智能化；状态指示模块10用来显示智能无功补偿装置1的工作状态；电压采集模块11和电流采集模块12用来对电网的电流电压参数进行采集；通讯模块13用来保证各智能无功补偿装置1组成系统，提高了系统的可靠性；报警模块14用来进行报警提示，提高了系统的可靠性；工作电源模块15用来保证智能无功补偿装置1的稳定工作，提高了智能无功补偿装置1的可靠性。

在智能无功补偿装置1的通讯电路中：该通讯电路采用了双光耦的通讯方式，在对第一集成电路U1的三个收发控制端，RO端(信号接收端)、DI端(信号发射端)和端(与DE端连接，且均为模式控制端)，进行隔离时，首先通过第一光耦N1将RO端(信号接收端)进行隔离，随后通过第二光耦N2将DI端(信号发射端)进行隔离，同时利用端的逻辑控制原理，由第二光耦N2控制三极管Q1的通断，来实现对端的逻辑控制，从而保证了端(与DE端连接，且均为模式控制端)对第一集成电路U1的收发模式的控制，保证了通讯电路通讯的可靠性的同时，降低了无功补偿系统的生产成本，提高了其市场竞争力。

在智能无功补偿装置1的工作电源电路中，第二集成电路U2的型号为HYM2575，第二集成电路U2的反馈端通过电感L1对输出电压进行采集反馈，随后对电压进行调节，保证了工作电压的稳定输出。而且第二集成电路U2能够提供降压转换器功能，极大提高了电源电压的转换效率，从而降低了工作电源的功耗，提高了无功补偿系统的实用价值，同时，第二集成电路U2还具有循环限流和过温关断功能，进一步提高了工作电源电路的可靠性。

本实用新型的基于自动组网技术的无功补偿系统中，各智能无功补偿装置1通过网络通讯线4依次设置，通过网络通讯的方式，将各智能无功补偿装置1形成一个无功补偿系统，对电网进行无功补偿，从而改善电能质量；在通讯电路中，通过第一光耦N1和第二光耦N2分别对RO端和DI端进行隔离，同时由第二光耦N2控制三极管Q1的通断，来实现对端的逻辑控制，从而保证了端对第一集成电路U1的收发模式的控制，保证了通讯电路通讯的可靠性的同时，降低了无功补偿系统的生产成本，提高了其市场竞争力；不仅如此，在工作电源电路中，第二集成电路U2能够提供降压转换器功能，极大提高了电源电压的转换效率，从而降低了工作电源的功耗，提高了无功补偿系统的实用价值。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。