[實用新型]一種CAN總線電壓無功智能補償裝置

無效

• 申請號: 201020141094.1
• 申請日: 2010-03-25
• 公開（公告）號: CN201742094U
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 陳懷忠;謝水英;祝良榮;朱金芳;韓承江
• 申請（專利權）人: 浙江工業職業技術學院
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J13/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本實用新型涉及一種配電領域中的基于CAN(Controller?Area?Network)現場總線的電壓無功智能補償裝置。?

背景技術

隨著我國國民經濟的發展，電能的生產以及輸送與人們的生產愈發密切相關。在正常情況下，用電設備不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率。無功功率降低輸變電設備的供電能力、造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加、造成低功率因數運行和電壓下降，使電氣設備容量得不到充分發揮。在配電系統中，大部分用電設備的自然功率因數在0.7左右，即配電系統中的網損有50％由無功引起的，如果使配電系統的無功得到補償，則配電系統的網損可降低50％，整個電網損耗可降低35％，具有較大的節能效益。為了降損節能，提高電網功率因數，保證電壓穩定，電力部門大力推廣就地無功補償裝置，特別是在低壓380V進行無功補償正成為近年來研究的熱點。?

傳統的無功補償裝置是通過控制交流接觸器或空氣開關實現電容器組的投切，這種裝置的致命弱點是機械觸頭動作速度與工頻電壓和電流的變化速度不匹配，在投切過程中由于電容器極性的存在必然產生涌流，這種涌流沖擊嚴重時產生電弧重燃而造成過電壓或過電流而擊穿電熱器。后來普遍采用的晶閘管投切觸發電路投切電容器，實現對電網的無功補償，在一定程度上可以緩解了這一矛盾，但是在投切電容的時候，由于沒有要考慮到三相電過零點的問題，如果不是在過零點的時刻投切電容，由于電容?放電時間和殘壓問題，實際工程中會燒毀電容。后來人們將晶閘管與常規接觸器開關相結合而組成的復合開關，解決了投切電容器時的涌流沖擊，在一定程度上保護了電容器，但這一技術也有其局限性，單節點補償導致數據不能共享和集中控制，特別是在用電設備分散，需要多個無功節點進行補償時，這一矛盾更加突出，同時也需要對傳統無功復合開關補償技術進行改進，使之更加安全、提高可靠性。?

發明內容

針對傳統電磁開關和電力電子開關投切電容器在無功補償裝置應用中存在的問題，本實用新型提供了一種CAN總線電壓無功智能補償裝置。?

本實用新型的技術方案：?

一種CAN總線電壓無功智能補償裝置，其特征在于：包括對整個系統進行監視管理的上位計算機，所述上位計算機通過其內部的CAN接口適配卡與CAN總線相連，所述CAN總線上連接有多個CAN網絡節點，所述CAN網絡節點包括微控制器，所述微控制器配有CAN控制器、CAN收發器，所述微控制器連接有用于電網參數采集的電量傳感器、投切電容器。?

進一步，所述CAN控制器與CAN收發器之間設有光電隔離器。?

進一步，所述CAN網絡節點是以分布式結構連接在CAN總線上。?

進一步，所述投切電容器是復合開關投切電容器。?

進一步，所述微控制器還外接有用于參數設置和調用的按鍵、用于參數顯示的LCD顯示屏、看門狗及報警裝置。?

進一步，所述上位計算機配備有打印機。?

本實用新型的CAN網絡節點數量可根據電網中的規模增減，采用CAN總線作為通信網絡將各節點連接成一個分布式智能控制系統。網絡拓撲結?構采用總線式結構，采用無源抽頭連接，系統可靠性高。選用CAN總線連接各個網絡節點形成多主機控制器局域網絡。信息的傳輸采用CAN通信協議，傳輸介質采用雙絞線。為進一步提高系統的抗干擾能力，在控制器和傳輸介質之間加有光電隔離。在智能節點中，為了實現復合開關的導通與關斷控制，提高其抗干擾的能力，并能與多種不同的交流接觸器或大功率繼電器配合使用，本裝置提出了一種以89C52單片機作為核心的總線型智能型復合開關，將現場通訊技術與復合開關技術融為一體。?

工作原理：上位計算機通過CAN接口適配卡與CAN總線相連，進行信息交換，并配備打印機負責對整個系統進行監視管理。CAN網絡節點微控制器通過CAN總線接收上位計算機的各種操作控制命令和設定參數，通過電量傳感器實時采集電網中電壓、電流、無功，有功、電容器投切等信號。CAN網絡節點可以與監控站及其他CAN網絡節點傳送各種參數，并接收來自監控站的命令和數據，用來調整和改變控制狀態。通過微控制器的計算，當檢測到的功率因數偏離正常值時，通過復合開關投切電容器，保證電容在電壓過零點的時候投，在電流過零點的時候切，實現一種自適應晶閘管觸發投切，又可提高電容器投切時的動態響應速度。同時將數據上傳到上位計算機，由上位計算機進行集中數據處理和管理。?

本實用新型的有益效果：?