专利名称：具有功率因数监测功能的重合闸装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种重合闸装置，尤其涉及一种具有功率因数监测功能的重合闸装置。
背景技术：
在交流电路中，电压与电流之间的相位差的余弦叫做功率因数，它的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，具有电感性负载的电路功率因数都小于I。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。但是，传统的重合闸装置只具有过载长延时，短路短延时，短路瞬时，欠流，三相不平衡，过欠压保护等基本控制功能，无法对用电设备的功率因数进行实时监测，不能给电气故障带来全面的保护。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有功率因数监测功能的重合闸装置，其能够对用电设备的功率因数进行实时监测，防止用电设备在低效能下长时间运行，实现对电器故障的全面保护。为达此目的，本发明采用以下技术方案:一种具有功率因数监测功能的重合闸装置，包括电压采样电路、电流采样电路、功率因数处理电路、单片机、电源电路及保护执行机构；所述功率因数处理电路的输入端与电压采样电路输出端及电流采样电路输出端连接，用于收集电压采样电路采集的用电设备的电压信号和电流采样电路采集的用电设备的电流信号，并对所述电压信号和电流信号进行放大处理后，输出给单片机；所述单片机与功率因数处理电路的输出端连接，用于处理收到的电压信号和电流信号，获取所述用电设备的功率因数；所述电源电路与单片机连接，用于为该重合闸装置供电；所述保护执行机构与单片机连接，用于根据单片机输出的分合闸控制信号执行相应的操作。特别地，所述功率因数处理电路包括:采样电阻、第一电阻、运算放大器、第二电阻、第三电阻以及第四电阻；其中，所述采样电阻的一端与第四电阻的一端连接后的结点接地，第四电阻的另一端与第三电阻的一端连接后的结点连接运算放大器的同向输入端，第三电阻的另一端连接基准电压源，采样电阻的另一端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与第二电阻连接后的结点连接运算放大器的反向输入端，第二电阻的另一端与运算放大器的输出端连接后的结点连接单片机。特别地，所述具有功率因数监测功能的重合闸装置还包括信号接收装置，与单片机连接，用于接收通过遥控器向单片机输入的控制参数。
本发明通过功率因数处理电路收集电压采样电路采集的用电设备的电压信号和电流采样电路采集的用电设备的电流信号，并对所述电压信号和电流信号进行放大处理，通过单片机处理收到的电压信号和电流信号，获取用电设备的功率因数，并根据该功率因数的大小向操作结构输出分合闸控制信号，对用电设备进行保护。本发明对用电设备的功率因数进行实时监测，防止用电设备在低效能下长时间运行，实现对电器故障的全面保护。
图1为本发明实施例提供的具有功率因数监测功能的重合闸装置结构图；图2为本发明实施例提供的功率因数处理电路电路图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。请参照图1所示，本实施例中具有功率因数监测功能的重合闸装置包括:电压采样电路1、电流采样电路2、功率因数处理电路3、单片机4、电源电路5、信号接收装置6及保护执行机构7。所述功率因数处理电路3的输入端与电压采样电路I输出端及电流采样电路2输出端连接，用于收集电压采样电路I采集的用电设备的电压信号和电流采样电路2采集的用电设备的电流信号，并对所述电压信号和电流信号进行放大处理后，输出给单片机4。电压采样电路I通过电压互感器采集用电设备的电压信号，并通过其输出端输出给功率因数处理电路3的输入端。同样的，电流采样电路2通过电流互感器采集用电设备的电流信号，并通过其输出端输出给功率因数处理电路3的输入端。如图2所示，所述功率因数处理电路3包括:采样电阻RC、第一电阻R1、运算放大器nc、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4。其中，所述采样电阻RC的一端与第四电阻R4的一端连接后的结点接地，第四电阻R4的另一端与第三电阻R3的一端连接后的结点连接运算放大器nC的同向输入端，第三电阻R3的另一端连接基准电压源VREF，采样电阻RC的另一端与第一电阻Rl的一端连接，第一电阻Rl的另一端与第二电阻R2连接后的结点连接运算放大器nC的反向输入端，第二电阻R2的另一端与运算放大器nC的输出端连接后的结点连接单片机4。功率因数处理电路3通过采样电阻RC收集电压采样电路I采集的用电设备的电压信号和电流采样电路2采集的用电设备的电流信号，然后将所述电压信号和电流信号通过第一电阻Rl输入运算放大器nC的反向输入端，运算放大器UIC对所述电压信号和电流信号进行放大处理后，通过运算放大器nC的输出端输出给单片机4。所述单片机4与功率因数处理电路3的输出端连接，用于处理收到的电压信号和电流信号，获取所述用电设备的功率因数。单片机4接收运算放大器UIC输出端输入的电压信号和电流信号，计算电压与电流之间的相位差的余弦值，获得所述用电设备的功率因数，并在功率因数出现异常时，向操作结构输出分合闸控制信号。所述保护执行机构7与单片机4连接，用于根据单片机4输出的分合闸控制信号执行相应的操作。保护执行机构7收到单片机4输出的分合闸控制信号后，将断开用电设备所在的电路，并同时发出报警信号。所述电源电路5与单片机4连接，用于为该重合闸装置供电。所述信号接收装置6与单片机4连接，用于接收通过遥控器向单片机4输入的控制参数。通过遥控器来翻页查询各项状态参数，还可以通过按键进行客户化参数的设定与修改，操作简单快捷。本发明的技术方案对用电设备的功率因数进行实时监测，防止用电设备在低效能下长时间运行，实现对电器故障的全面保护。上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种具有功率因数监测功能的重合闸装置，其特征在于，包括电压采样电路、电流采样电路、功率因数处理电路、单片机、电源电路及保护执行机构； 所述功率因数处理电路的输入端与电压采样电路输出端及电流采样电路输出端连接，用于收集电压采样电路采集的用电设备的电压信号和电流采样电路采集的用电设备的电流信号，并对所述电压信号和电流信号进行放大处理后，输出给单片机； 所述单片机与功率因数处理电路的输出端连接，用于处理收到的电压信号和电流信号，获取所述用电设备的功率因数； 所述电源电路与单片机连接，用于为该重合闸装置供电；所述保护执行机构与单片机连接，用于根据单片机输出的分合闸控制信号执行相应的操作。
2.根据权利要求1所述的具有功率因数监测功能的重合闸装置，其特征在于，所述功率因数处理电路包括:采样电阻、第一电阻、运算放大器、第二电阻、第三电阻以及第四电阻； 其中，所述采样电阻的一端与第四电阻的一端连接后的结点接地，第四电阻的另一端与第三电阻的一端连接后的结点连接运算放大器的同向输入端，第三电阻的另一端连接基准电压源，采样电阻的另一端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与第二电阻连接后的结点连接运算放大器的反向输入端，第二电阻的另一端与运算放大器的输出端连接后的结点连接单片机。
3.根据权利要求2所述的具有功率因数监测功能的重合闸装置，其特征在于，还包括信号接收装置，与单片机连接，用于接收通过遥控器向单片机输入的控制参数。
全文摘要
本发明公开一种具有功率因数监测功能的重合闸装置，包括电压采样电路、电流采样电路、功率因数处理电路、单片机、电源电路及保护执行机构。所述功率因数处理电路的输入端与电压采样电路输出端及电流采样电路输出端连接。所述单片机与功率因数处理电路的输出端连接。所述电源电路与单片机连接。所述保护执行机构与单片机连接。本发明实现了对用电设备的功率因数的实时监测，防止用电设备在低效能下长时间运行，实现对电器故障的全面保护。
文档编号G01R21/06GK103107515SQ20121045990
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者姚淼, 胡寅毅 申请人:无锡智卓电气有限公司