于晶闸管导通后端电压接近为零，只要中央处理器104投入指令存在，触发脉冲就一直输出，保证了晶闸管可靠导通。当中央处理器104投入指令撤销时，触发脉冲就停发，晶闸管在电流过零时断开，直到中央处理器104下次发出投入指令才选择在零电压点重新投入，这样硬件的闭锁电路比较可靠，可以避免软件闭锁方式在电源大干扰(例如交流系统远方短路)误发触发脉冲。
[0018]脉冲反馈电路108具体用于:由于中央处理器104的控制要求实现的是瞬间处理而非传统的平均量反馈，因为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)允许的最大过流时间远远小于平均量反馈的响应时间，所以必须设计快速反应脉冲反馈控制，在逆变器每一个脉冲输出期间，对输出电流的瞬态值进行处理，根据给定电流立刻决定逆变器控制单元当前输出脉冲的宽度，反馈信号处理环节只对电流瞬态波进行整形，调节灵敏度并改善系统的稳定性，不存在滤波滞后的环节。具体方法为反馈信号通过反馈线圈、整流二极管、充电电容和放电电阻输入给比较器，经比较器比较后输出触发脉冲给PWM。
[0019]电容器与投切开关组合电路111即主电路，其是补偿装置中的电容器接线方式和投切开关的不同组合。本发明中电容器分为三组，全部采用三角形接线，容量采用二进制方案。控制电容器投切的无触点投切开关有2只反并联的晶闸管构成，当主回路施加正向电压，且晶闸管的控制极有触发脉冲时，晶闸管导通，把电容器投入；而当去掉触发脉冲后，电流过零时自然关断，从电网上切除电容器，每个电容器支路上有快速熔断器作为短路保护。在谐波含量较大的场合中，由于谐波的影响，电容器支路上要串联电抗器，限制突变电流。晶闸管上并联有阻容吸收回路，吸收浪涌电压和抑制过电压，装置的输入端装有断路器，以使回路短路时能迅速跳断。
[0020]电网频率检测电路112、同步电压检测电路113、电压互感器114、电流互感器115、零电压检测电路110构成本发明的数据采集部分。数据采集部分的作用是对电网电压和负荷电流进行数据采集和预处理，并检测电网频率、同步电压信号、晶闸管零电压。同步电压检测采用单相同步，其余两相顺推120°，本发明中采用取Α相的同步电压，经过数字锁相处理后得到均匀对称的、相距60°的信号，通过中央处理器104的HIS0向中央处理器104申请中断。同步电压检测根据中央处理器104的A/D转换所需要的电压，电压互感器114选择GYV-7微型电流型电压互感器，输入电压经限流电阻，使经过电压互感器114原边的额定电流为1mA，次级会产生一个相同的电流，通过运算放大器的作用，可以通过调节反馈电阻在输出端得到所要求的电压输出。电流检测根据中央处理器104的A/D转换所需要的电流，电流互感器115选择GYV-7微型电流互感器。输入额定电流为5A的电流，次级会产生一个5mA的电流，通过运算放大器的作用，可以通过调节反馈电阻在输出端得到所要求的电压输出。
[0021]电网频率的测量是利用HIS测量时钟周期原理，而利用HIS测量时钟周期原理是:将HIS设置为输入的时钟是每个跳变都为1个事件，跳变检测器按照HIS-M0DE寄存器的规定的工作方式对HSL1通道的输入信号进行监视和检测，并将引脚的电平状态的检测结果送至HIS-STATUS额各对应奇数位，分别记录前一个事件发生的时刻和后一个事件发生的时刻，相减即为两次相邻正跳变的时间差，将这个时间差乘以T1(T1为中央处理器104内部一个16位的硬件定时器)的时钟周期，就得到被测的时钟周期。具体方式为电压互感器114的一次绕组与电网的Α相电压连接，二次绕组信号送人运算放大器，运算放大器输出一个幅值不大于5V的正弦波，该正弦波由过零检测器变换为TTL电平方波，送入中央处理器104的HSL1引脚，有其检测的两次正跳变之间的时间间隔即为电压周期T，则电网周期的算式为:T = (AX+C0UNT*65536-BX)*1.34us，其中ΑΧ和BX分别为第一次和第二次脉冲出现的时间值，COUNT为T1溢出的次数。于是电网频率为f = 1/To
[0022]锁相放大器116用于12MHz品质检测，其精确测量晶振的频率和品质因素。其测量原理为输出一组正弦信号通过晶振，然后再将信号输入锁相放大器116，通过中央处理器104控制锁相放大器116采集数据，输入中央处理器104，得出电信号振幅和频率，计算出晶振的谐振频率和品质因素。
[0023]本发明的技术方案只检测任意两相的线电压、相电流波形上任意时刻的瞬时值，无需要检测无功功率因数角即可检测出无功功率，保证了补偿的快速性。本发明通过中央处理器进行同步相位控制，当实时检测到电容器两端电压与电网电压的大小相等、极性一致时，瞬时投入电容器，当电流过零时晶闸管自然关断，实现了无过渡过程投切电容器，解决了传统方式存在的问题:在小负荷时容易出现投切振荡，干扰电网；而在大负荷时又不易达到充分补偿。同时，本发明实现了自动监控和通信功能，功能设置简便，通过RS485通讯模块可以将电容器补偿设备与监控系统连接，实现遥测、遥信、遥控功能。
[0024]注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种无功补偿柜用控制装置，其特征在于，包括显示屏、按键组、接口芯片、中央处理器、存储器、RS485通讯模块、驱动电路、脉冲反馈电路、与门电路、零电压检测电路、电容器与投切开关组合电路、电网频率检测电路、同步电压检测电路、电压互感器、电流互感器以及锁相放大器；其中，所述显示屏、按键组通过接口芯片连接中央处理器，所述存储器、RS485通讯模块与中央处理器通信连接，所述零电压检测电路连接与门电路，所述与门电路连接中央处理器，所述脉冲反馈电路连接驱动电路，所述驱动电路连接中央处理器；所述电网频率检测电路、同步电压检测电路、电压互感器、电流互感器的一端连接电容器与投切开关组合电路，另一端连接中央处理器；所述锁相放大器电连接中央处理器。2.根据权利要求1所述的无功补偿柜用控制装置，其特征在于，所述显示屏选用液晶显示屏；所述按键组包括但不限于确定按键、退出按键、前进按键及后退按键。3.根据权利要求1或2任一项所述的无功补偿柜用控制装置，其特征在于，所述接口芯片选用intel8279接口芯片；所述中央处理器选用Intel80C196KB中央处理器。
【专利摘要】本发明公开一种无功补偿柜用控制装置，包括显示屏、按键组、接口芯片、中央处理器、存储器、RS485通讯模块、驱动电路、脉冲反馈电路、与门电路、零电压检测电路、电容器与投切开关组合电路、电网频率检测电路、同步电压检测电路、电压互感器、电流互感器以及锁相放大器。本发明通过中央处理器进行同步相位控制，当实时检测到电容器两端电压与电网电压的大小相等、极性一致时，瞬时投入电容器，当电流过零时晶闸管自然关断，实现了无过渡过程投切电容器。本发明实现了自动监控和通信功能，功能设置简便，通过RS485通讯模块可以将电容器补偿设备与监控系统连接，实现遥测、遥信、遥控功能。
【IPC分类】H02J3/18
【公开号】CN105429154
【申请号】CN201510975945
【发明人】唐仕阳
【申请人】无锡市锡容电力电器有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月22日