[實用新型]一種高精度智能低壓無功功率補償器系統

有效

• 申請號: 201320727914.9
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN203645335U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 李峰;王樂民
• 申請（專利權）人: 西安上尚機電有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

技術領域

本實用新型一種高精度智能低壓無功功率補償器系統，本實用新型主要是為智能電網的低壓配電系統提供了一種基于AT89C52控制的高精度低壓無功功率補償器。

背景技術

低壓配電系統的多數電器設備為感性負載，造成電流相位滯后于電壓相位，電能消耗在電網傳輸線上，使得電網供電質量下降，為此，必須采取相應的補償措施，如根據向電網投切電容的方法設計的無功功率補償器，目前，在低壓配電系統中常用的無功功率補償器的主要缺點是:體積大,采樣精度不高,未考慮低壓負荷三相不平衡因素,三相同時投切,投切電容器級數少,抗干擾能力和可靠性差等,因而經常造成電網的過補償或欠補償。本實用新型無功率補償器系統主要是基于AT89C52控制的高精度低壓無功功率補償器，能克服以上缺點，具有對電網沖擊小、響應快、抗干擾能力強、精度高、可分相投切等優點。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：設計一種對電網沖擊小、響應快、抗干擾能力強、精度高、可分相投切等優點的高精度智能低壓無功功率補償器系統。

本實用新型一種高精度智能低壓無功功率補償器系統，主要由單片機以及與單片機連接的電壓電流相位差檢測電路、三相功率因數顯示電路、投切控制電路、RS-232串行通信口、以及一塊CPLD芯片——isp2LSI1048E構成；其中單片機AT89C52是本系統的核心,實現數據處理、輸入、輸出控制等功能。外圍電路包括電壓電流相位差檢測電路、三相功率因數顯示電路、投切控制電路，還預留RS-232串行通信口,向單片機傳遞系統運行狀態信息,以適應將來配電網控制的發展趨勢。為了減少外圍芯片數量,本系統也可采用一塊CPLD芯片——isp2LSI1048E,把74LS373、D觸發器、與門、非門等外圍器件寫入其中。

1.相位檢測電路：其中每相的電壓與電流相位差是通過單片機外圍擴展心片8253來測試的。8253是一種可編程的定時器/計數器,它提供三個獨立16位1計數器,最高計數速率為216MHz。AT89C52的時鐘為12MHz,ALE與GATE0、GATE1和GATE2相連,因此8253計數速率為2MHz。8253每個計數器的工作方式可由軟件編程選擇,選擇二進制計數。以A相為例,8253的計數經軟件設定為0工作方式,A相的電壓由電壓互感器降壓隔離后加到電壓比較器的輸入端,A相的電流有電流互感器經變換后加在另一電壓比較器的輸入端。兩電壓比較器將輸入的交流信號變成方波信號u1、u2,經過由D觸發器構成的鑒相電路后,輸出信號u0的寬度反映了兩信號之間的相位差。

2.三相功率因數顯示電路：三相功率因數顯示電路主要由三片8255A和9個共陽LED數碼管組成,用來顯示各相功率因數,為簡明起見,圖中只畫出A相功率因數顯示電路。8255A是一種通用可編程的并行接口電路,具有3個8位平行口PA、PB、PC。顯示電路8255A的軟件設定為0工作方式,其中PA口顯示零,PB口顯示小數后第一位,PC口顯示小數后第二位,功率因數顯示精度為0101。A相、B相、C相功率因數的顯示分別受AT89C52的P215、P216、P217控制。

3.投切電容器電路：投切電容器電路是由一片8255A、三片74LS373、若干光耦和過零型固態繼電器組成。該電路的8255A軟件控制字方式為2,即使用PCPC口的位操作功能,可分別控制8個量;通過AT89C52的P115、P116、P117控制鎖存器。74LS373,進行位操作擴展,可控制24個電容器,使每相具有8級投切固定電容的級數,使該補償器功率因數控制精度可小于0105,具有較高的精度。

本實用新型的有益效果是：本實用新型一種高精度智能低壓無功功率補償器系統，具有對電網沖擊小、響應快、抗干擾能力強、精度高、可分相投切等優點。

附圖說明

圖1為本實用新型一種高精度智能低壓無功功率補償器系統硬件結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖描述本實用新型的具體實施方式：

如圖1所示，本實用新型一種高精度智能低壓無功功率補償器系統，主要由單片機以及與單片機連接的電壓電流相位差檢測電路、三相功率因數顯示電路、投切控制電路、RS-232串行通信口、以及一塊CPLD芯片——isp2LSI1048E構成；

所述的單片機為AT89C52芯片；

所述的相位檢測電路主要由單片機擴展芯片8523檢測和計算；

所述的三相功率因數顯示電路主要由三片8255A和9個共陽LED數碼管組成,用來顯示各相功率因數；