专利名称：智能无功补偿控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电容无功补偿控制装置。
智能无功补偿控制器是一种能够降低线损、节约电能、稳定电网电压、改善电网三相不平衡、为变压器增容的设备。传统的低压无功功率补偿装置，采用功率因数采样，用交流接触器投切电容。投切时电路涌流大，易产生投切振荡，加上接触器本身还存在触点易拉弧、噪音大、动态响应慢、使用寿命短、可靠性差等缺点。
本实用新型设计一种智能无功补偿控制器，可克服上述缺点，并具有结构简单、安装使用方便等优点。
本实用新型的目的是这样实现的包括有电压、电流相位采样器及无功电流采样器、A/D转换器、微处理器、驱动器、键盘显示器、EEPROM、RS485接口、大功率电子开关模块。其特征在于所述的电压、电流采样器将电压、电流及相位通过A/D转换器输入到微处理器，计算出功率因数和无功电流。
所述的智能无功补偿控制器的键盘显示器通过译码驱动器与微处理器相连。通过键盘可将一系列参数输入到微处理器，微处理器通过软件计算，代替了传统的硬件变换，省去了复杂的硬件电路。
所述的智能无功补偿控制器的智能控制单元与大功率电子开关集成于一体。
智能无功补偿控制器的电压相位采样器包括相位检测电路和与其连接的整形电路，相位检测电路的输入端采集电网电压信号，整形电路的输出端连接所述的微处理器；电流相位采样器包括相位检测电路和与其相连的整形电路，相位输入端采集电网电流的相位信号，整形电路的输出端与所述的微处理器相连。
所述的智能无功补偿控制器的RS485接口一端与微处理器相连，另一端外部网络相连。
本实用新型的无功补偿控制器，采用功率因数和无功电流双参数采样、键盘输入参数、智能化控制，不但实现了快速频繁投切、无涌流、无电弧重燃、无投切振荡，而且有以下优点上端与电网相连，不论外部CT变比是多少，接线方式相同，而下端与电容的连线方式则灵活多样，皆可通过键盘输入到微处理器以实现智能控制。另外，根据负载情况，投切延时和目标功率因数亦可通过键盘设置，所有参数都存贮在EEPROM，即使掉电也不会丢失。另外，微处理器通过RS485接口可与外部联网。
下面结合原理图进一步说明本实用新型的技术。
图一是本实用新型的智能无功补偿控制器结构原理框图；图二是图一所示微处理器的连接示意图；图三和图四是图一所示智能无功补偿控制器实施电路图；如图一，本实用新型的智能无功补偿控制器主要包括电压、电流相位信号取样器，无功电流取样器、AD转换器、微处理器、驱动器、大功率电子开关模块、键盘显示器、EEPROM、RS485接口。
其中图四中的J2接键盘，可通过键盘设置参数。
相位取样器由图三中的U3和Q1等组成。
通常，主回路中总的功率因数随各负载的工作状况变化，微处理器测量电压、电流相位角的变化，可计算出功率因数，并能够在显示器上显示出来。
另外，I总大小随各负载L1、L2、…、Ln的电流变化而变化，一方面经电流互感器CT1输入到AD转换器U5，另一方面经相位取样器转换成方波进微处理器U6的外部中断0端，电压信号经相位取样器进变成方波进微处理器U6的外部中断1端，微处理器受电压相位控制通过AD转换器采集无功电流，按所设置的外部CT变比、单级电容容量即可计算出需投电容器的容量。并按所设置的输出路数和切换顺序通过驱动器U8驱动电子开关控制电容器组的投切。当一次电容器组的投切完成后，则微处理器通过测量外部中断0和外部中断1端两个信号的相位差，即可计算出当时的功率因数，如果当前功率因数高于预先所设置的功率因数，则微处理器不再采集无功电流，而只采集功率因数用于显示。
如果需要，本实用新型的智能无功补偿控制器可通过RS485接口与外部网络相连，将投切状态输出到网络，还可接收输入的命令强行投切电容器组。
权利要求1.本智能无功补偿控制器，包括有电压、电流相位采样器及无功电流采样器、A/D转换器、微处理器、驱动器、键盘显示器、EEPROM、RS485接口、大功率电子开关模块，其特征在于所述的电压、电流采样器将电压、电流及相位通过A/D转换器输入到微处理器到微处理器，计算出功率因数和无功电流。
2.根据权利要求1所述的智能无功补偿控制器，其特征在于所述的键盘显示器通过译码驱动器与微处理器相连，通过键盘可将一系列参数输入到微处理器，微处理器通过软件计算，代替了传统的硬件变换，省去了复杂的硬件电路。
3.根据权利要求1所述的智能无功补偿控制器，其特征在于其智能控制单元与大功率电子开关集成于一体。
4.根据权利要求1所述的智能无功补偿控制器，其特征在于所述的电压相位采样器包括相位检测电路和与其连接的整形电路，相位检测电路的输入端采集电网电压信号，整形电路的输出端连接所述的微处理器；电流相位采样器包括相位检测电路和与其相连的整形电路，相位输入端采集电网电流的相位信号，整形电路的输出端与所述的微处理器相连。
5.根据权利要求1所述的智能无功补偿控制器，其特征在于所述的RS485接口一端与微处理器相连，另一端外部网络相连。
专利摘要本实用新型涉及一种智能无功补偿控制器，将智能控制单元与大功率电子开关模块集中于一体。包括电压、电流相位采样器和无功电流采样器及顺序连接的A/D转换器、微处理器、驱动器、大功率电子开关模块，以及和微处理器直接相连的EEPROM、键盘、显示器、RS485接口。当控制器连接电网后，微处理器通过上述两个采样器可采集电压、电流及电流相位值，再按由键盘输入的参数计算出功率因数和需投电容的级数，同时控制电容器的投切。
文档编号H02J3/18GK2563809SQ02237628
公开日2003年7月30日 申请日期2002年6月21日 优先权日2002年6月21日
发明者李瑞凯 申请人:李瑞凯