[实用新型]微电脑无功自动补偿控制器

说明书

本实用新型属于机电仪表中的无功功率自动补偿控制装置，它涉及信号处理、电子技术、微电脑应用，电子电路和数学模型的建立以及软件编制技术。

目前世界上无功功率自动补偿控制器有三种控制方式：按功率因数自动补偿；按无功电流自动补偿；按无功功率自动补偿。每种控制方式都有它们的不足之处。按功率因数补偿存在负荷轻，即小电流状态或在下述情况：不投一组电容功率因数低于下限值，投了一组超过上限值时产生反复振荡投切。另两种方式要用无功检测头和A／D转换器，由于现有无功检测头精度差，误差大，造成误动作率占整个操作的20％；使用低分辨率A／D转换器价格虽低，但误差大，仍造成误动作率机会多；而使用高分辨率A／D转换器，如12位以上一只A／D转换器，价格在2000－5000元之间，A／D转换器需要一套保护电路，防止强电脉冲干扰和破坏，制造和调试复杂。

本实用新型的目的是要克服上述三种方式中存在的问题，提出了一种综合上述三种控制方式的微电脑无功功率自动补偿控制器，即具有按功率因数控制、按无功电流控制和按无功功率控制的三种方式。

本实用新型所提出的控制器是用下述方法来实现本实用新型的发明目的，即在控制器中增加了一条把电压的电流通过运算放大器叠加在一起的检测回路；此外，滤波器可采用勃脱华兹有源滤波器，采用这种滤波器的效果要比以往在控制器中使用无源滤波器效果要好的多。

通过电压回路、电流回路和电压电流叠加回路即可计算功率因数，又能计算出无功电流和无功功率值，电容量或它们的相对量。

本实用新型的微电脑无功自动补偿控制器可广泛应用于供电系统、发电机组、电动机（例如各单位的配电室）。节电效果可达10－20％，可以把电网中的20－30％无功功率变为20－29％有功功率。本控制装置完善了无功功率自动补偿控制器，弥补了三种方式控制器的缺点，造价低，制造和现场安装调试、维护均特别简单方便，只要在现场按接线图接好线，仪器就会正常运行。本装置寿命长，安全可靠。

为了具体地说明本实用新型所提出的微电脑无功自动补偿控制装置，有以下附图：

图1为本实用新型的控制装置的工作原理方框图之一；

图2为本实用新型的控制装置的工作原理方框图之二；

图3为本实用新型的控制装置的透视图；

图4（a）、（b）分别为本实用新型的控制装置的上箱体的正视和俯视图；

图5（a）、（b）分别为本实用新型的控制装置的底箱的俯视图和侧视图；

图6为本实用新型的控制装置的元件位置图之一；

图7为本实用新型的控制装置的元件位置图之二。

在图1、2中：1为电压变比（它可以和电源变压器合用或用电路实现），2为过压回路，3为电压集成运算放大器；4为由集成运算放大器组成的加法器，把电压和电流叠加在一起；5为电流集成运算放大器；6、7和8均为滤波器，9、19为光电耦合器隔离；10为微电脑；11为光电耦合器隔离；12为继电器；13为中间继电器；14为交流接触器；15为电容器组；16为电网；17为电流互感器；18为高压用户设计的校正误差开关；21为受微电脑控制的各种开关（如机械、电子的）。

在图3中：31为显示功率因数的数码管；32为显示输出4－16路发光二极管；33为高压用户校正误差的开关；34为过压调整电位器；35为电源开关。

在图4中：40为上箱体；41为安装电源和继电器架；42为安装主机板架；在图5中：50为底箱体；51为安装电源板；52为安装电源变压器。

在图6、7中分别表示了本实用新型的控制装置的二个实施例中不同的元件位置图。

为了实现本实用新型的发明目的，在现有技术的工作原理方框图中增加了一条把电压和电流通过运算放大器叠加在一起的检测回路，如图1、2所示的方框图中的虚线框内的部分，在图1中这个检测回路包括：

由集成运算放大器组成的加法器4；该加法器的两个输入变量－－电网某相电压（经从高压变低压的变压器）和从电流互感器17引出的电流；由图1可知，加法器4与电压变比（或变压器）1连接输入电压，与电流互感器17连接输入电流。滤波器7接在加法器4的后面，它的输入就是加法器的输出，滤波器7后接光电耦合器9、光电耦合器9再与微电脑10连接。在滤波器7路后也可接一比较器（图中未表示），它的输入就是滤波器的输出；在滤波器7和比较器之间还可以加入一隔直电路（图中未表示）。

在图1中所示的检测回路和现有技术相比，实际上只增加了加法器4和滤波器7，其它的光电耦合器9和微电脑是原有的。