一种低压无功补偿控制状态指示器及指示方法与流程

1.本发明涉及一种低压无功补偿控制状态指示器及指示方法，属于无功功率补偿柜技术领域。


背景技术：

2.随着国民经济的迅猛发展，全国大、小企业的增多，居民生活质量的不断提高和家用电器的普及，对电能质量的要求日益增高，电网的经济运行越来越受到大家的重视。节能降耗、提高电能质量和电力系统的稳定性与经济性是电力系统高效运行所面临的重要问题。对无功功率进行合理的补偿是改善电能质量，抑制系统振荡，提高系统稳定性的一个比较简单、快捷、有效的方法。现有无功功率补偿柜一般都是选用无功补偿控制器、投切指示灯跟电容组件构成。一般投切指示灯开在补偿柜前门上，且补偿柜内部接线繁多，这样既增加柜体厂家工作量，同时由于接点增多容易造成故障点增多和安全隐患增多。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种低压无功补偿控制状态指示器及指示方法，控制器通过现场总线读取电容运行状态进行逻辑计算并显示在控制器指示灯上，相对于现有无功补偿系统更加简洁、安全、可靠，同时节省了工作量。
4.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
5.第一方面，本发明提供了一种低压无功补偿控制状态指示器，包括信号调理电路和处理器，所述信号调理电路将现场电信号进行隔离、滤波和放大处理后，输入处理器进行模数转换和电参数计算，所述处理器通过485总线电路读取现场电容运行状态和参数后，通过无功补偿算法控制现场电容投切动作，以及，通过显示逻辑算法控制运行状态指示电路的指示灯显示现场电容运行状态。
6.进一步的，所述信号调理电路中外部进线柜输入电流经电流互感器隔离转换后通过第七电阻、第八电阻、第十七电阻、第二十二电阻和第七电容、第四电容、第十三电容滤波后，通过第三十四电阻接入运算放大器管脚三和第三十一电阻接入运算放大器管脚二，基准电压经过第三十五电阻接入运算放大器管脚三与输入信号进行加法运算，内部电源电压接入运算放大器管脚四，运算放大器管脚一输出信号经第四十九电阻、第二十二电容反馈、滤波接入运算放大器管脚二后，再由管脚一输出给处理器进行模数转换。
7.进一步的，所述485总线电路包括sit65hvd75dr芯片，所述处理器的串口接收信号端通过第五十六电阻与sit65hvd75dr芯片管脚一相连以接收485总线信号给处理器，所述处理器的串口发送信号端直接接入sit65hvd75dr芯片管脚四以发送数据到485总线，所述处理器输出使能端通过第五十五下拉电阻接入sit65hvd75dr芯片管脚二和管脚三以控制芯片收发状态，sit65hvd75dr芯片管脚八接入第二十八退耦电容，sit65hvd75dr芯片管脚六和管脚七管脚通过第五十九上拉电阻、第六十下拉电阻、第六十一差分电阻、第六十二限流电阻和第六十三电阻输出485总线输出信号与现场电容连接。
8.进一步的，所述运行状态指示电路包括led驱动芯片tm1639和8*8led点阵驱动和双色发光二极管，所述处理器读取补偿系统电容状态后，进行逻辑算法控制双色发光二极管颜色指示现场电容投切状态。
9.进一步的，所述双色发光二极管通过逻辑控制可以显示三种颜色组合，包括红色、黄色和绿色，其中红色代表该组电容处于待机状态，绿色代表该组电容处于投入状态，黄色代表该组电容有故障，不显示颜色则表示该组没有电容器。
10.进一步的，所述运行状态指示电路中显示控制信号通过第六十四电阻、第六十五电阻、第六十八电阻和第二十九电容、第三十电容、第三十一电容接入驱动芯片管脚六、管脚七和管脚八；驱动芯片输出管脚一、管脚二、管脚四、管脚五、管脚十六、管脚十七、管脚十八、管脚十九、管脚二十、管脚二十一、管脚二十三、管脚二十四接到各双色发光二极管的管脚上。
11.第二方面，本发明提供了一种低压无功补偿控制状态指示方法，包括：
12.接收信号调理电路根据现场电信号进行隔离、滤波和放大处理后的电信号；
13.基于放大处理后的电信号进行模数转换并计算电参数；
14.通过485总线电路读取现场电容运行状态和参数；
15.基于电参数和现场电容的参数，通过无功补偿算法控制现场电容投切动作；
16.通过显示逻辑算法控制运行状态指示电路的指示灯显示现场电容运行状态。
17.第三方面，本发明提供了一种低压无功补偿控制状态指示器装置，包括处理器及存储介质；
18.所述存储介质用于存储指令；
19.所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述所述方法的步骤。
20.第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述方法的步骤。
21.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
22.本发明将电容运行状态由原来的在门板开孔单一显示，同时每路都需要接信号线的方式，改成在控制器上进行电容运行状态指示，这样不需要接状态指示的信号线，而由控制器通过现场总线读取电容运行状态进行逻辑计算并显示在控制器指示灯上。切实可靠的解决了现有技术中由于投切指示灯开在前门上所造成柜内部接线繁多、容易造成故障点增多和安全隐患增多的情况，相对于现有无功补偿系统更加简洁、安全、可靠，同时节省了工作量。
附图说明
23.图1是本发明实施例一提供的低压无功补偿控制状态指示器原理框图；
24.图2是本发明实施例一提供的信号调理电路图；
25.图3是本发明实施例一提供的485总线电路图；
26.图4是本发明实施例一提供的状态指示电路图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明
的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
28.实施例一：
29.本实施例提供了一种自带运行状态指示的无功补偿控制状态指示器，具体电路如图1所示，控制器主要包括：cpu、信号调理电路、运行状态指示部分、485总线等部分构成，具体原理如下：
30.一、采样计算部分
31.该部分由cpu(arm内核微处理器)和信号调理电路构成。这里信号调理电路将现场电压、电流信号隔离、滤波、放大然后进入cpu，通过cpu内部adc转换模块，进行模数转换，然后由cpu内核进行积分、fft计算出电压、电流、有功、无功、功率因数、谐波等电参数，根据cpu现场485总线读取到的现场电容运行状态、参数，通过无功补偿算法控制现场电容投切动作，同时cpu通过485总线读取现场电容运行状态，经过显示逻辑算法控制指示灯显示现场电容运行状态。
32.请参阅图2，信号调理电路：实现低压无功补偿控制状态指示器的信号采集前的滤波、阻抗匹配功能。外部进线柜输入电流ia1、ia2经cta电流互感器隔离转换后通过第七电阻r7、第八电阻r8、第十七电阻r17、第二十二电阻r22和第七电容c7、第四电容c4、第十三电容c13滤波后，通过第三十四电阻r34接入运算放大器u1a管脚三3和第三十一电阻r31接入运算放大器u1a管脚二2；基准电压vref经过第三十五电阻r35接入运算放大器u1a管脚三3与输入信号进行加法运算，内部电源电压vcc接入运算放大器u1a管脚四4；同时运算放大器u1a管脚一1输出信号adc_ia经第四十九电阻r49、第二十二电容c22反馈、滤波接入运算放大器u1a管脚二2后，再由管脚一1输出给微处理器cpu的adc转换计算。
33.二、485总线组网部分
34.该部分主要是由sit65hvd75dr芯片和上拉、下拉、差分电阻构成，可以外接36只485总线设备。通过软件实现自动组网算法，无需人为干预，可以将现场补偿装置组成无功补偿系统，同时实时读取电容状态，由cpu进行电容运行状态控制显示。
35.请参阅图3，485总线部分：主要实现现场电容与低压无功补偿控制状态指示器进行双向通信，从而进行电容投切及电容运行状态的监控。cpu的串口接收信号端u1rx通过第五十六电阻r56与rs232转rs485芯片(sit65hvd75dr)管脚一1相连用以接收总线485信号给cpu；cpu的串口发送信号端u1tx直接接入sit65hvd75dr芯片管脚四4，用以发送数据到485总线；cpu输出使能端u1rts通过第五十五下拉电阻r55接入sit65hvd75dr芯片管脚二2和管脚三3，用以控制芯片收发状态。sit65hvd75dr芯片管脚八8接入第二十八退耦电容c28。sit65hvd75dr芯片管脚六6和管脚七7通过第五十九上拉电阻r59、第六十下拉电阻r60、第六十一差分电阻r61、第六十二限流电阻r62、第六十三电阻r63输出485总线输出信号485a、485b与现场电容连接。
36.三、运行状态指示部分
37.该部分由led驱动芯片tm1639和8*8led点阵驱动和双色发光二极管构成。双色二极管进行逻辑控制可以显示3种颜色组合，这样可以充分显示电容投切状态及故障状态。控制器通过cpu读取补偿系统电容状态，然后进行逻辑算法控制双色二极管颜色指示现场电容投切状态，及故障状态。
[0038][0039]
请参阅图4，运行状态指示电路：主要是cpu通过读取现场电容运行状态经过逻辑算法来驱动双色二极管来显示现场电容的运行状态。显示控制信号dio、clk、stb通过第六十四电阻r64、第六十五电阻r65、第六十八电阻r68和第二十九电容c29、第三十电容c30、第三十一电容c31接入驱动芯片tm1639管脚六6、管脚七7、管脚八8；驱动芯片tm1639输出管脚一1、管脚二2、管脚四4、管脚五5、管脚十六16、管脚十七17、管脚十八18、管脚十九19、管脚二十20、管脚二十一21、管脚二十三23、管脚二十四24接到双色发光二极管一l1、双色发光二极管二l2、双色发光二极管三l3、双色发光二极管四l4、双色发光二极管五l5、双色发光二极管六l6、双色发光二极管七l7、双色发光二极管八l8、双色发光二极管九l9、双色发光二极管十l10、双色发光二极管十一l11、双色发光二极管十二l12、双色发光二极管十三l13、双色发光二极管十四l14、双色发光二极管十五l15、双色发光二极管十六l16的管脚a、管脚kg和脚管kr上。
[0040]
本实施例为了解决电容运行状态指示可靠性和明确性，将电容运行状态由原来的在门板开孔单一显示，同时每路都需要接信号线的方式，改成在控制器上进行电容运行状态指示，这样不需要接状态指示的信号线，而由控制器通过现场总线读取电容运行状态进行逻辑计算并显示在控制器指示灯上。
[0041]
实施例二：
[0042]
一种低压无功补偿控制状态指示方法，可由实施例一所述的一种低压无功补偿控制状态指示器实现，包括：
[0043]
接收信号调理电路根据现场电信号进行隔离、滤波和放大处理后的电信号；
[0044]
基于放大处理后的电信号进行模数转换并计算电参数；
[0045]
通过485总线电路读取现场电容运行状态和参数；
[0046]
基于电参数和现场电容的参数，通过无功补偿算法控制现场电容投切动作；
[0047]
通过显示逻辑算法控制运行状态指示电路的指示灯显示现场电容运行状态。
[0048]
实施例三：
[0049]
本发明实施例还提供了一种低压无功补偿控制状态指示装置，可实现实施例二所述的一种低压无功补偿控制状态指示方法，包括处理器及存储介质；
[0050]
所述存储介质用于存储指令；
[0051]
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行下述方法的步骤：
[0052]
接收信号调理电路根据现场电信号进行隔离、滤波和放大处理后的电信号；
[0053]
基于放大处理后的电信号进行模数转换并计算电参数；
[0054]
通过485总线电路读取现场电容运行状态和参数；
[0055]
基于电参数和现场电容的参数，通过无功补偿算法控制现场电容投切动作；
[0056]
通过显示逻辑算法控制运行状态指示电路的指示灯显示现场电容运行状态。
[0057]
实施例四：
[0058]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，可实现实施例二所述的一种低压无功补偿控制状态指示方法，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现下述方法的步骤：
[0059]
接收信号调理电路根据现场电信号进行隔离、滤波和放大处理后的电信号；
[0060]
基于放大处理后的电信号进行模数转换并计算电参数；
[0061]
通过485总线电路读取现场电容运行状态和参数；
[0062]
基于电参数和现场电容的参数，通过无功补偿算法控制现场电容投切动作；
[0063]
通过显示逻辑算法控制运行状态指示电路的指示灯显示现场电容运行状态。
[0064]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0065]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0066]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0067]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0068]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。