电压补偿系统、电压补偿装置及其控制电路的制作方法

本实用新型涉及电压补偿技术领域，尤其是涉及一种电压补偿系统、电压补偿装置及其控制电路。

背景技术：

电能质量的重要性随着国民经济的快速发展而不断增强，电能质量日益受到供电企业和电力用户的极大关注和重视。目前，很多地区的中低压线路供电半径长、线径小，比如：农网中绝大部分台区的供电半径在500米以上，供电半径在1000米以上的为数也不少，导致线路末端电压偏低、损耗大。实际使用中，随着季节的不同，用电情况也不同，电力需求的季节性表现为以年为周期的循环变化。夏季和冬季需求大一些，一周中需求也有循环特性，周末由于工业活动的减少，需求量往往较低。电力需求每年都在稳步上升。在夏季和冬季时，农村电网电压太低，线路上的电压降比较大而导致末端电压偏低，特别是负荷高峰时末端电压偏低。

目前主要通过调压机构可以对电网进行调压，但调压机构往往不能有效地采集电压信号和电流信号，电压信号采样数据和电流信号采样数据存在过多或过少的问题，采集数据过多则需要更高的数据处理速度和更多的数据存储空间，采样数据过少则存在调压机构不能对压降及时做出反应的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供电压补偿系统、电压补偿装置及其控制电路，以解决现有调压技术中存在电压信号采样数据和电流信号采样数据存在过多或过少技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电压补偿装置的控制电路，包括MCU、采样电路、定时电路、输出电路和GPS电路；

采样电路采集供电线路的电流信号和电压信号，并将电流信号和电压信号发送至MCU；

MCU根据电压信号和电流信号通过输出电路控制调压机构动作；

通过定时电路设定采样电路的采样频率，采样频率为多级并列式，且每一级采样频率至少包括两种采样频率；

GPS电路为MCU提供时间信号。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括通信电路；

每一级采样频率至少包括正常采样频率和应急采样频率；

MCU通过通信电路接收异常气象信息，并根据异常气象信息启用应急采样频率。

异常气象信息，即气温的骤降或者骤升信息。在异常天气下，用电量会在短时间内激增，电网末端容易出现电压快速下降的情形，本实用新型实施例通过高于正常采样频率的应急采样频率进行应对。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，该电压补偿装置的控制电路还包括故障电路，故障电路采集调压机构开关的拒动信号，并将拒动信号发送至MCU，MCU通过通信电路将拒动信号发送至上位机。上位机可以实时获取调压机构的工作运行情况。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，拒动信号携带有GPS定位信息，GPS定位信息可以对调压机构进行准确定位，便于工作人员进行查看、维修。

结合第一方面及其可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，采样频率至少包括三级采样频率。

三级采样频率分别为适用于春秋的第一级采样频率、适用于夏天的第二级采样频率和适用于冬天的第三级采样频率，且每一级采样频率中工作日的白天和晚上不同，非工作日的白天和晚上也不同。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电压补偿装置，包括调压机构以及如第一方面及其可能的实施方式所述的电压补偿装置的控制电路，MCU通过输出电路控制调压机构动作。

本实用新型实施例所述的电压补偿装置通过其控制电路根据实际情况采用不同的电流采样频率和电压采样频率，并根据所述采集的电流信号采样结果和电压信号采样结果控制调压机构动作，使调压机构快速准确地做出相应的动作，从而实现对供电网络末端电压进行调压，满足负载的用电需求。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，调压机构包括调压线圈、晶闸管和旁路开关；

调压线圈的一次侧串联于供电线路中，调压线圈的二次侧设有若干抽头，不同的抽头对应不同的调压幅度；

晶闸管通过输出电路接收MCU的调压信号，并根据调压信号接通相应的抽头；

旁路开关通过输出电路接收MCU的旁路信号，并根据旁路信号动作。

结合第二方面及其可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，该电压补偿装置还包括电容补偿机构，电容补偿机构设有电容开关，MCU根据电流信号和电压信号通过输出电路控制电容开关动作。

第三方面，本实用新型实施例提供了一种电压补偿系统，包括上位机以及连接上位机的若干如第二方面及其可能的实施方式所述的电压补偿装置。

将电压补偿装置连接上位机，便于工作人员通过上位机实时监控多个电压补偿装置，同时可以通过上位机向电压补偿装置发布异常气象信息，电压补偿装置根据接收的异常气象信息采用应急采样频率。

结合第三方面，本实用新型实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中，电压补偿系统还包括移动终端，上位机将所接收到的拒动信号发送至移动终端。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的电压补偿装置的控制电路通过采样电路采集供电线路的电流信号和电压信号，通过GPS电路为MCU提供准确的时间信号，通过定时电路设定采样电路的采样频率，且采样频率为多级并列式，通过多级并列的设定方式可以设定不同月份、工作日与非工作日以及白天与晚上使用不同的采样频率时间，既能对供电线路的电压变化做出及时反映，又节省了数据存储空间，降低了对数据处理速度的要求。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的电压补偿装置的控制电路的原理图；

图2为本实用新型实施例1提供的电压补偿装置的控制电路、调压机构与供电线路的连接图；

图3为本实用新型实施例2提供的电压补偿装置原理图；

图4为本实用新型实施例3提供的电压补偿系统原理图。

图标：1-电压补偿装置；11-控制电路；111-MCU；112-采样电路；113-定时电路；114-输出电路；115-GPS电路；116-通信电路；117-故障电路；12-调压机构；13-电容补偿机构；2-上位机；3-移动终端。

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，下面将结合附图对本实用新型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。

目前的电压补偿存在电压、电流采样数据过多或过少的技术问题，基于此，本实用新型实施例提供的电压补偿系统、电压补偿装置及其控制电路，通过在不同的时段设置不同的电压采样频率和电流采样频率节省了数据的存储空间，同时降低了对数据处理速度的要求。

为便于对本实用新型实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种电压补偿装置的控制电路进行详细介绍。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种电压补偿装置的控制电路，包括MCU 111、采样电路112、定时电路113、输出电路114和GPS电路115；采样电路112采集供电线路的电流信号和电压信号，并将电流信号和电压信号发送至MCU 111；MCU 111根据电流信号和电压信号通过输出电路114控制调压机构12动作；通过定时电路113设定采样电路112的采样频率，采样频率为多级并列式，且每一级采样频率至少包括两种采样频率；GPS电路115为MCU 111提供时间信号。

通过GPS电路115为MCU 111提供准确的时间信号，通过定时电路113设定采样电路112的采样频率，且采样频率为多级并列式，通过多级并列的设定方式可以为不同月份、工作日与非工作日以及白天与网上设定不同的采样频率，通过在不同的时段设置不同的电压采样频率和电流采样频率节省了数据的存储空间，同时降低了对数据处理速度的要求。

本实用新型实施例中采样频率至少包括三级并列采样频率，分别为适用于春秋的第一级采样频率、适用于夏天的第二级采样频率和适用于冬天的第三级采样频率，且每一级采样频率中工作日的白天和晚上不同，非工作日的白天和晚上也不同，因此可以根据用电情况配置不同的采样频率，在及时准确获取电流、电压采样信号的同时，节省数据存储空间以及降低控制电路对数据处理速度的要求。

作为本实用新型的另一种实施方式，电压补偿装置的控制电路还包括通信电路116，每一级采样频率至少包括正常采样频率和应急采样频率，正常采样频率为一般气象条件下的常用采样频率，若遇到异常天气情况，MCU 111通过通信电路116接收统一发布的异常气象信息，并根据异常气象信息启用应急采样频率。应急采样频率高于所在级别的最高采样频率，当MCU 111接收到异常气象信息时，则启动应急采样频率，从而可以对由于异常天气带来的短时间内的用电量激增做出快速准确的反应。

作为本实用新型的另一种实施方式，电压补偿装置的控制电路还包括故障电路117，故障电路117采集调压机构12开关的拒动信号，并将拒动信号发送至MCU 111，MCU 111通过通信电路116将拒动信号发送至上位机2，本实施方式中的拒动信号优选携带有GPS定位信息，可以实现对电压补偿装置进行准确定位。

实施例2

如图3所示，本实用新型实施例提供了一种电压补偿装置，包括调压机构12以及实施例1所述的电压补偿装置的控制电路，MCU 111通过输出电路114控制调压机构12动作。

本实用新型实施例所述的电压补偿装置通过其控制电路根据实际情况采用不同的电流采样频率和电压采样频率，并根据电流信号采样结果和电压信号采样结果控制调压机构12动作，使调压机构12快速准确地做出相应的动作，从而实现对供电网络末端电压进行调压，满足负载的用电需求。

如图2所示，本实用新型实施例中的调压机构包括调压线圈TB、晶闸管VT和旁路开关QF；调压线圈TB的一次侧串联于供电线路中，调压线圈TB的二次侧设有若干抽头，不同的抽头对应不同的调压幅度；电流互感器CT采集调压机构输入端的电流信号，电压互感器U1采集调压机构输入端的电压信号，电压互感器U2采集调压机构输出端的电压信号，控制电路11根据调压机构输入端的电压信号判断是否需要对供电线路进行调压，当供电线路需要调压时，控制电路11控制晶闸管VT连通相应的抽头调整供电线路的电压；当供电线路进行调压时，控制电路11控制旁路开关QF连通旁路。

作为本实用新型实施例的另一种实施方式，电压补偿装置还包括电容补偿机构，电容补偿机构设有电容开关K，控制电路11根据所采集的电流信号和电压信号判断供电线路是否需要进行电容补偿，当供电线路需要进行电容补偿时，MCU通过输出电路控制开关K闭合，将电容补偿机构接入供电线路，对供电线路进行电容补偿，当供电线路不需要进行电容补偿时，MCU通过输出电路控制开关K分离，使电容补偿机构脱离供电线路。

本实用新型实施例提供的电压补偿装置，与上述实施例提供的电压补偿装置的控制电路具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

实施例3

如图4所示，本实用新型实施例提供了一种电压补偿系统，包括上位机2以及连接上位机2的若干如实施例2所述的电压补偿装置1。

将电压补偿装置1连接上位机2，便于工作人员通过上位机2实时监控多个电压补偿装置1，同时可以通过上位机2向电压补偿装置1发布异常气象信息，电压补偿装置1根据接收的异常气象信息采用应急采样频率。

作为本实用新型实施例的另一种实施方式，电压补偿系统还包括移动终端3，上位机2将所接收到的拒动信号发送至移动终端3。工作人员既可以通过上位机2获取电压补偿装置1的故障信息，也可以通过移动终端3随时随地获取电压补偿装置1的故障信息，通过多种途径进行故障信息的发布，确保工作人员及时获取电压补偿装置1的故障信息，并及时采取相应措施。

本实用新型实施例提供的电压补偿系统，与上述实施例提供的电压补偿装置1具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。