[實用新型]功率因數自動記錄儀

無效

• 申請號: 200820216921.1
• 申請日: 2008-12-11
• 公開（公告）號: CN201322772Y
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 劉洪恩
• 申請（專利權）人: 淮安信息職業技術學院
• 主分類號: G01R21/06
• 分類號: G01R21/06
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所
• 代理人: 韓曉斌

技術領域

本實用新型涉及記錄儀，具體涉及功率因數自動記錄儀，適用于測量、數字顯示并自動存儲和打印(記錄)單相220V或三相四線制380V配電線路功率因數。

背景技術

功率因數是關乎電網運行經濟性、變配電設備利用率和供電質量的一項重要指標。從宏觀上來講，電力系統超過80％的用電負載是異步電動機，其在消耗有功功率的同時還要吸收滯后的無功功率，因而其自身的功率因數滯后且偏低，尤其在輕載時更低，功率因數滯后且偏低的危害：一是對電廠發電機起去磁作用，造成輸出電壓降低，影響電網電壓；二是有功一定的情況下，功率因數越低，電網電流越大，線路壓降和線路損耗越大；三是變、配電設備是以電流承受能力為限度的，過大的無功電流使得在傳送不大的用功時就滿載甚至過載，影響了其容量的有功發揮。為了減小電網的無功電流，要求用電部門對功率因數及時、就地補償。因此功率因數成為電力部門要求用戶尤其是工礦企業時常測量、記錄和定期上報的一項重要參數，并作為企業考核的一項重要指標。功率因數表便是功率因數高低和補償量大小的指南針和風向標。然而，長期以來功率因數的測量大多采用電動系指針儀表，精度較低且不具備自動記錄功能，需要各企業變電站值班電工定時抄表記錄并進行補償。由于電力部門缺乏有效的監控措施，加上有些企業置國家電網利益于不顧，補償設備不健全或運行維護人員缺乏責任心，長時間以過低的功率因數運行不能及時進行補償，為了逃避處罰而偽造記錄，使電能資源蒙受巨大損失。

發明內容

本實用新型的目的在于：提供一種功率因數自動記錄儀，該記錄儀自動實時測量、數字顯示、存儲和定時打印功率因數及對應的日期、時間，減輕電力運行維護人員定時抄表的繁瑣勞動，增強有效監管力度。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：該記錄儀包括殼體、微型打印機和控制電路板，在殼體的面板上安裝顯示屏、微型打印機和鍵盤，殼體內安裝連接顯示屏、微型打印機和鍵盤的控制電路板，在電路板上連接各電子元器件形成控制電路板，其上的控制電路由單片機連接信號采集處理電路、日歷時鐘電路、鍵盤電路、顯示電路、看門狗/存儲器電路和電源電路組成。

其中，信號采集處理電路：由電壓傳感器Hv、電流傳感器Hi分別采集線路電壓、電流信號；由雙運放LM358擔任電壓和電流信號的放大；雙比較器LM393構成過零比較器，將正弦波信號轉化為同相位、同頻率的方波；由雙D觸發器74HC74接成4分頻器；由二極管D1、D2接成與門，構成計時閘門。

其中，日歷時鐘電路：日歷、時鐘電路采用DS1302芯片，該芯片可以區分大、小月、平年、閏年，帶電池輔助電源，并具有電池充電管理功能，掉電一個月數據不會丟失，該電路用于提供功率因數記錄的日期、時間信息。

其中，鍵盤電路：含日歷、時鐘設定鍵和打印鍵，日歷、時鐘設定鍵用于校對日歷、時鐘及設定自動打印的時間間隔；打印鍵可隨時打印存儲器中記錄的功率因數歷史數據。

其中，顯示電路：顯示電路由兩只MAX7219芯片和兩組LED數碼管連接組成，用于實時顯示功率因數、頻率及交替顯示日期、時間。

其中，單片機：采用AT89S51芯片，實現整個記錄儀測量、顯示、打印控制和管理。

其中，看門狗/存儲器電路：采用X5045芯片，用于單片機監控，防止死機；存儲24小時時間段的功率因數值和對應的日期時間信息，0點時自動交由打印機打印，而后存儲下一日的數據。

其中，電源電路：經變壓器降壓、整流、濾波，三端集成穩壓器7805穩壓得5V穩定電源，為記錄儀供電。

首先分別由精密電壓傳感器和電流傳感器采集線路電壓和電流信號，經放大、過零比較器把正弦波轉化成方波，由單片機測量兩者相位的時間差和超前、滯后關系，計算出相位差角，進而求得功率因數和符號；與此同時單片機記錄周期、計算頻率；數據采集完成以后送數碼管顯示、存儲并按設定的時間進行打印。

本實用新型的有益效果是：1、以單片機為核心對功率因數和頻率進行實時測量，精度高，顯示直觀醒目，不僅可以拓展傳統功率因數表的功能，而且具有體小量輕、性價比高的優點，對于推動電力測試儀表的數字化、智能化、自動化和電力管理的技術進步具有重要意義；2、自動定時打印，也可隨時手控打印，可以大大減輕電力運行維護人員定時抄表的煩瑣勞動，同時采用電力部門配發的、帶有專用印簽的紙卷打印，可杜絕偽造，提供書面依據，實現有效監管；3、將功率因數表和頻率表合二為一，增加功能，提高性價比。

附圖說明