一种配电网三相功率平衡补偿装置的制作方法

文档序号:15660067发布日期:2018-10-13 00:32阅读:204来源:国知局

本实用新型属于配电网功率平衡设备领域,特别涉及到一种配电网三相功率平衡补偿装置。



背景技术:

0.4KV配电网的三相不平衡一直就是困扰供电单位的主要问题之一,由于单相用户的不可控增容、大功率单相负载的接入以及单相负载用电的不同时性等特点,都造成了三相负载的不平衡,影响配电网的工作状态。配电网若在三相负荷不平衡度较大情况下运行,将会给低压电网与电气设备造成不良影响,造成经济损失,影响人民生活和工业生产。

因此现有技术当中迫切需要一种解决上述问题的技术方案。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种配电网三相功率平衡补偿装置,该装置体积小,造价低,能够适应各种配电网三相不平衡情况。

一种配电网三相功率平衡补偿装置,其特征是:包括信号调理机构电路、主控制机构电路、CAN总线接收电路、驱动机构电路、电压型变流器及供电电路;

所述信号调理机构电路包括霍尔传感器、电阻、INA128uA功率放大器、INA157uA功率放大器及AD转换器;

所述霍尔传感器、电阻、INA128uA功率放大器、INA157uA功率放大器及AD转换器的数量均为一个以上;

所述霍尔传感器连接在三相配电网上;

所述电阻、INA128uA功率放大器及INA157uA功率放大器组成放大电路,放大电路的输入端与霍尔传感器输出端连接,且放大电路的输出端与AD转换器的输入端连接;

所述AD转换器的输出端与主控制机构电路的输入端连接;

所述主控制机构电路为ARM处理器;

所述CAN总线接收电路包括PCA82C250控制芯片,且CAN总线接收电路与主控制机构电路连接;

所述驱动机构电路包括HCPL4504芯片及6N137高速光耦合器;

所述HCPL4504芯片的输入端与主控制机构电路输出端连接,且HCPL4504芯片的输出端通过IGBT与电压型变流器连接;

所述电压型变流器与驱动机构电路连接,且电压型变流器与配电网络连接;

所述供电电路与主控制机构电路连接,且供电电路的控制芯片采用TPS767D301芯片。

所述主控制机构电路的ARM处理器使用TMS320F28335芯片。

本实用新型适用于0.4kv配电网,安装在配电网的配电变压器出口可以有效解决配电三相负荷不均衡的问题,使配电变压器三相均衡输出,发挥配电变压器的最大功效,减少配电变压器单相过载,减少停电时间,提高供电的可靠性。安装在配电网末端负荷点能够平衡三相负荷,消除中性线电流,提高线路输电能力,减小线路损耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为本实用新型的CAN总线接收电路的电路图。

图3为本实用新型的供电电路的电路图。

图4为本实用新型的信号调理机构电路的电路图。

图5为本实用新型的驱动机构电路的部分电路图。

图中:1-信号调理机构电路、2-主控制机构电路、3-CAN总线接收电路、4-驱动机构电路、5-电压型变流器、6-供电电路。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步说明:

一种配电网三相功率平衡补偿装置,其特征是:包括信号调理机构电路1、主控制机构电路2、CAN总线接收电路3、驱动机构电路4、电压型变流器5及供电电路6;

所述信号调理机构电路1包括霍尔传感器、电阻、INA128uA功率放大器、INA157uA功率放大器及AD转换器;

所述霍尔传感器、电阻、INA128uA功率放大器、INA157uA功率放大器及AD转换器的数量均为一个以上;

所述霍尔传感器连接在三相配电网上;

所述电阻、INA128uA功率放大器及INA157uA功率放大器组成放大电路,放大电路的输入端与霍尔传感器输出端连接,且放大电路的输出端与AD转换器的输入端连接;

所述AD转换器的输出端与主控制机构电路2的输入端连接;

所述霍尔传感器采集三项配电网的信号,输出为交流电流信号,通过电阻转化为-3V到3V的电压信号。由于主控制机构电路2的芯片只能接收0-3V的模拟输入,因此需要对这个电压信号进行调整。通过INA128uA功率放大器及INA157uA功率放大器组成的放大电路,将-3V到3V的电压信号转换成0-3V的信号,使主控制机构电路2的芯片可以读取。

INA128uA功率放大器主要作用为消除干扰信号,输入部分采用对称结构,以此来消除共耦信号的干扰;设置接地电阻,用来滤除高频干扰信号;由于INA128uA输入阻抗很高,在两个输入信号之间跨界一个电阻直接用来为偏执电流提供通路。

INA157uA功率放大器主要对输入信号进行处理,首先将-3V到3V的信号进行分压,调节至-1.5V至1.5V,然后通过电源模块补偿的1.5V电压,将信号整体提高1.5V至0-3V,这样便可以使主控制机构电路2直接测量调理后的信号。

所述主控制机构电路2为ARM处理器;

所述CAN总线接收电路3包括PCA82C250控制芯片,且CAN总线接收电路3与主控制机构电路2连接;CAN总线接收电路3的作用是将主控制机构电路2采集和处理的信息发送到后台服务器,方便后台工作人员操作和记录,提高工作效率。

所述PCA82C250控制芯片共有三种不同的工作模式,模式控制通过Rs控制引脚提供。通过R200与R201使RS稳定在2.5V左右,使其接地电阻为10K,以此使PCA82C250工作在斜率控制模式下。

所述驱动机构电路4包括HCPL4504芯片及6N137高速光耦合器;

所述HCPL4504芯片的输入端与主控制机构电路2输出端连接,且HCPL4504芯片的输出端通过IGBT与电压型变流器5连接;

所述HCPL4504芯片及电压型变流器5将主控制机构电路2输出的PWM驱动信号进行调整,主控制机构电路2输出的PWM驱动信号为3.3V,经调整后可以达到15V,提高至15V后就可以驱动IGBT开关元件控制电压型变流器5;

所述6N137高速光耦合器的作用是调整驱动机构电路4,使其可以进行复位;

所述电压型变流器5与驱动机构电路4连接,且电压型变流器5与配电网络连接,通过主控制机构电路2计算的补偿量,电压型变流器5会对配电网络进行补偿,消除中性线电流,提高线路输电能力,减小线路损耗。

所述供电电路6与主控制机构电路2连接,且供电电路6的控制芯片采用TPS767D301芯片,带有可单独供电的双路输出,一路固定输出电压为3.3V,另一路输出电压可以调节,范围为1.5-5.5V;TPS767D301芯片中的可调电压调整器输出可以1.5-5.5V范围内进行调节,这种调整主要是通过外接一个电阻取样网络来实现。

所述主控制机构电路2的ARM处理器使用TMS320F28335芯片。

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