一種功率因數(shù)控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種功率因數(shù)控制器，用于電力供電系統(tǒng)中，其包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)部的無功補償系統(tǒng)，所述無功補償系統(tǒng)包括：電源模塊、計量模塊、電能質(zhì)量檢測模塊、溫濕度采集模塊、人機交互模塊、控制輸出模塊和主控制模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的功率因數(shù)控制器同時適用于高壓和低壓電力供電系統(tǒng)中，降低無功補償系統(tǒng)的使用成本，節(jié)約資源，并具有溫濕度控制功能，可通過控制風(fēng)機繼電器或加熱器繼電器改善工作環(huán)境的溫度和濕度，保護整個功率因數(shù)控制器，延長使用壽命。
【專利說明】一種功率因數(shù)控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力供電系統(tǒng)中的無功補償領(lǐng)域，特別是一種功率因數(shù)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有電力供電系統(tǒng)中，一些如電動機、變壓器、互感器等用電設(shè)備以及輸送線路內(nèi)，因線圈電流而產(chǎn)生熱損耗、勵磁損耗、鐵損耗、銅損耗等無功損耗，這些損耗使得電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，造成電能的浪費，影響供電效率。為了減少上述損耗，通常在電力供電系統(tǒng)中設(shè)置無功補償裝置，無功補償裝置在電力系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。合理的選擇無功補償裝置，可以做到最大限度的減少電網(wǎng)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。
[0003]而無功補償裝置主要是通過功率因數(shù)控制器來提高電網(wǎng)的功率因數(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)的功率因數(shù)控制器一般只具有計量、無功補償控制等功能，輸出信號固定，因而針對不同電壓等級的系統(tǒng)需采用不同的功率因數(shù)控制器，這樣導(dǎo)致整個無功補償裝置的性能太過單一，適用范圍小，增加無功補償系統(tǒng)中無功裝置的實用成本，浪費資源。同時，現(xiàn)有技術(shù)中的功率因數(shù)控制器一般是置入無功補償柜內(nèi)工作，無功補償柜內(nèi)的溫度和濕度都會影響柜內(nèi)元器件的正常運行，而現(xiàn)有技術(shù)中不能實時調(diào)節(jié)無功補償柜內(nèi)的溫度和濕度，特別是在溫度過高和濕度過大的環(huán)境下，會縮短柜內(nèi)元器件的使用壽命。因此，亟需一種能同時適用于高壓和低壓電力系統(tǒng)，且能自動調(diào)節(jié)溫度和濕度的功率因數(shù)控制器。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對上述問題，本實用新型提供了一種功率因數(shù)控制器，該功率因數(shù)控制器能用于電力供電系統(tǒng)中且同時適用于高壓和低壓系統(tǒng)，可自動調(diào)節(jié)溫度和濕度，降低無功補償系統(tǒng)使用成本，節(jié)約資源，提高工作精度。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種功率因數(shù)控制器，用于電力供電系統(tǒng)，所述功率因數(shù)控制器包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)部的無功補償系統(tǒng)，所述無功補償系統(tǒng)包括:
[0007]計量模塊，用于采集所述電力供電系統(tǒng)的電壓和電流信號；
[0008]電能質(zhì)量檢測模塊，與所述計量模塊電性連接，用于接收所述計量模塊采集的所述電壓和電流信號，并將所述電壓和電流信號轉(zhuǎn)換為第一電信號；
[0009]溫濕度采集模塊，用于采集功率因數(shù)控制器工作環(huán)境的溫度和濕度信號；
[0010]主控制模塊，與所述電能質(zhì)量檢測模塊及所述溫濕度采集模塊電性連接，用于接收并傳遞所述第一電信號及所述溫度和濕度信號，所述主控制模塊還用于根據(jù)所述第一電信號發(fā)送第一控制命令，根據(jù)所述溫度和濕度信號發(fā)送第二控制命令；
[0011]人機交互模塊，與所述主控制模塊電性連接，用于接收所述主控制模塊發(fā)送的第一電信號和所述溫度和濕度信號，并顯示所述電壓、電流及所述溫度濕度信息；
[0012]控制輸出模塊，與所述主控制模塊電性連接，用于接收主控制模塊發(fā)出的所述第一控制命令及所述第二控制命令，并根據(jù)所述第一控制命令及所述第二控制命令調(diào)節(jié)相應(yīng)的輸出；及
[0013]電源模塊，與所述主控制模塊電性連接，用于為所述無功補償系統(tǒng)提供電源。
[0014]優(yōu)選地，所述主控制模塊包括參數(shù)設(shè)置單元和參數(shù)存儲器，所述參數(shù)設(shè)置單元用于預(yù)設(shè)所述電力供電系統(tǒng)的工作參數(shù)，所述參數(shù)存儲器用于存儲所述工作參數(shù)，這樣設(shè)置的工作參數(shù)具有密碼保護功能，掉電數(shù)據(jù)不丟失。
[0015]更優(yōu)選地，主控制模塊通過觸摸屏操作設(shè)置工作參數(shù)。
[0016]優(yōu)選地，所述計量模塊包括電壓互感器和電流互感器，所述電壓互感器用于采集電壓信號，所述電流互感器用于采集電流信號。
[0017]優(yōu)選地，所述溫濕度采集模塊包括溫濕度傳感器，所述溫濕度傳感器用于采集所述溫度和濕度信號。
[0018]優(yōu)選地，所述控制輸出模塊包括12路電容器投切、報警繼電器、風(fēng)機繼電器及加熱器繼電器，所述12路電容器投切及所述報警繼電器根據(jù)所述第一控制命令進行開啟或關(guān)閉的動作，所述風(fēng)機繼電器及加熱器繼電器根據(jù)所述第二控制命令進行開啟或關(guān)閉的動作。
[0019]更優(yōu)選地，所述控制輸出模塊還包括輸出測試單元，所述輸出測試單元用于測試所述報警繼電器、所述風(fēng)機繼電器、所述加熱器繼電器和所述12路電容器投切在所述功率因數(shù)控制器投入所述電力供電系統(tǒng)正常運行前是否可以正常工作。
[0020]更優(yōu)選地，所述報警繼電器為單刀雙擲繼電器。
[0021]更優(yōu)選地，所述12路電容器投切通過繼電器控制接觸器來投切電容器或者通過12V電平信號控制晶閘管通斷來投切電容器。
[0022]優(yōu)選地，所述主控制模塊還包括時鐘單元和記錄單元，所述時鐘單元用于計時，所述記錄單元用于記錄基于時鐘單元的報警信息，以及12路電容器投切當(dāng)月運行動作的次數(shù)和投入運行的總時間。
[0023]優(yōu)選地，所述無功補償系統(tǒng)還包括通訊模塊，所述通訊模塊與所述主控制模塊電性連接，用于實現(xiàn)所述電力供電系統(tǒng)的通訊連接及所述電力供電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控，所述通訊模塊包括RS485接口、以太網(wǎng)接口和預(yù)留接口。
[0024]優(yōu)選地，人機交互模塊為4.3寸TFT觸摸顯示屏。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的功率因數(shù)控制器，具有以下優(yōu)點:
[0026]1、同時適用于高壓和低壓系統(tǒng)，降低無功補償系統(tǒng)的使用成本，節(jié)約資源；
[0027]2、計量模塊采樣電壓、電流精度高，計量精確；
[0028]3、主控制模塊中參數(shù)設(shè)置簡單方便，設(shè)置的參數(shù)具有密碼保護功能，掉電數(shù)據(jù)不丟失;
[0029]4、具有強大的記錄功能，可記錄基于時鐘的報警信息、12路電容器投切本月的動作次數(shù)以及投入運行的時間；
[0030]5、具有過電壓、欠電壓、低電流閉鎖、諧波電壓超限判斷和顯示，能快速切除電容，防止電容器組在異常條件下運行；
[0031]6、適用兩種通訊方式，輸出信號多樣化，方便實時通訊和遠程控制；
[0032]7、具有測試功能，可供用戶測試報警繼電器、風(fēng)機繼電器、加熱器繼電器以及12路電容器投切，確保整個功率因數(shù)控制器在投入使用后正常運行；
[0033]8、具有溫濕度控制功能，可通過控制風(fēng)機繼電器或加熱器繼電器改善控制器工作環(huán)境的溫度和濕度，保護整個功率因數(shù)控制器，延長使用壽命；
[0034]9、采用4.3寸TFT觸摸顯示屏，界面操作簡單、流暢。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1為本實用新型提供的功率因數(shù)控制器的主視圖；
[0036]圖2為本實用新型提供的功率因數(shù)控制器的側(cè)視圖；
[0037]圖3為本實用新型提供的功率因數(shù)控制器的示意圖。
【具體實施方式】
[0038]以下將結(jié)合附圖1至3以及優(yōu)選實施例對本實用新型提供的功率因數(shù)控制器作更為詳細說明。
[0039]如圖1至圖3所示，為本實用新型提供的功率因數(shù)控制器的優(yōu)選實施方式。該功率因數(shù)控制器適用于電力供電系統(tǒng)中，其包括殼體I和設(shè)置在殼體I內(nèi)部的無功補償系統(tǒng)2，整個功率因數(shù)控制器通過無功補償系統(tǒng)2控制功率因數(shù)。如圖3所示，無功補償系統(tǒng)2包括電源模塊21、計量模塊22、電能質(zhì)量檢測模塊23、溫濕度采集模塊24、通訊模塊25、人機交互模塊26、控制輸出模塊27和主控制模塊28。
[0040]電源模塊21與主控制模塊28電性連接，電源模塊21用于為無功補償系統(tǒng)2中的其他各模塊提供電源，保證無功補償系統(tǒng)2的正常工作，電源模塊21提供的電源有+12V、+5V、-5V、+3.3Vo
[0041]計量模塊22包括電壓互感器和電流互感器，所述計量模塊22通過電壓互感器和電流互感器對電力供電系統(tǒng)中的電壓、電流信號進行實時采樣，并對電路中的電壓、電流、功率因數(shù)、有功和無功進行計量。所述計量模塊22采用精度為0.2級的集成計量芯片采樣，能計量電力供電系統(tǒng)中的電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、2?49次電壓/電流諧波含有率等電量，計量精度可達0.5級。所述電壓互感器采集的電壓信號為電力供電系統(tǒng)中兩相之間的線電壓，且輸入的電壓范圍廣，可適用于高壓和低壓電力供電系統(tǒng)；所述電流互感器采集的電流信號為一相電流，適用于采樣電流為IA和5A的電力供電系統(tǒng)，使得功率因數(shù)控制器的適用范圍廣，采樣接線方式靈活。
[0042]電能質(zhì)量檢測模塊23與所述計量模塊22電性連接，所述電能質(zhì)量檢測模塊23接收所述計量模塊22采集電壓和電流信號，并將所述電壓和電流信號轉(zhuǎn)換為第一電信號。
[0043]溫濕度采集模塊24包括溫濕度傳感器，所述溫濕度采集模塊24通過溫濕度傳感器采集所述功率因數(shù)控制器工作環(huán)境中的溫度和濕度信號。
[0044]主控制模塊28包括參數(shù)設(shè)置單元和參數(shù)存儲器，所述參數(shù)設(shè)置單元用于預(yù)設(shè)所述電力供電系統(tǒng)的工作參數(shù)，所述參數(shù)存儲器用于存儲所述工作參數(shù)，這樣設(shè)置的參數(shù)具有密碼保護功能，掉電數(shù)據(jù)不丟失。所述主控制模塊28與電能質(zhì)量檢測模塊23和溫濕度采集模塊24電性連接，所述主控制模塊28用于接收并傳遞所述第一電信號和所述溫度和濕度信號，根據(jù)主控制模塊28中的預(yù)設(shè)工作參數(shù)進行處理、分析和判斷，所述主控制模塊28依據(jù)所述第一電信號發(fā)出第一控制命令，依據(jù)所述溫度和濕度信號發(fā)出第二控制命令。
[0045]人機交互模塊26與所述主控制模塊28電性連接，所述人機交互模塊26用于接收所述主控制模塊28傳遞的所述第一電信號和所述溫度和濕度信號，并顯示所述電壓、電流及所述溫度和濕度信息。所述人機交互模塊26為4.3寸TFT觸摸顯示屏，界面操作簡單、流暢。
[0046]主控制輸出模塊27與所述主控制模塊28電性連接，所述主控制輸出模塊27用于接收所述主控制模塊28發(fā)出的第一控制命令和第二控制命令。所述主控制模塊27包括風(fēng)機繼電器271、加熱器繼電器272、12路電容器投切273、報警繼電器274，當(dāng)所述主控制輸出模塊27接收所述主控制模塊28發(fā)出的第一控制命令時，12路電容器投切273和報警繼電器274產(chǎn)生開啟或關(guān)閉的動作；當(dāng)所述主控制輸出模塊27接收所述主控制模塊28發(fā)出的第二控制命令時，風(fēng)機繼電器271和加熱器繼電器272產(chǎn)生開啟或關(guān)閉的動作。
[0047]所述報警繼電器274為單刀雙擲繼電器。所述12路電容器投切通過繼電器控制接觸器來投切電容器或者通過12V電平信號控制晶閘管通斷來投切電容器。采用繼電器控制接觸器的方式適用于高壓和部分低壓電力供電系統(tǒng)中，采用12V電平信號控制晶閘管通斷的方式適用于負荷波動大的低壓電力供電系統(tǒng)中。
[0048]控制輸出模塊27進一步包括輸出測試單元，可供用戶在功率因數(shù)控制器未投入電力系統(tǒng)正常運行前測試報警繼電器274、風(fēng)機繼電器271、加熱器繼電器272、12路電容器投切273是否能正常工作，確保控制器在投入使用后正常運行。
[0049]所述主控制模塊28還包括時鐘單元和記錄單元，所述時鐘單元用于計時，所述記錄單元用于記錄基于時鐘單元的報警信息，以及12路電容器投切當(dāng)月運行動作的次數(shù)和投入運行的總時間，可供查閱，分析問題。
[0050]通訊模塊25與所述主控制模塊28電性連接，用于實現(xiàn)所述電力供電系統(tǒng)的通訊連接及所述電力供電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控，所述通訊模塊25包括RS485接口、以太網(wǎng)接口和預(yù)留接口，支持Modbus協(xié)議的RS485接口方式以及TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)模式，方便控制器進行組網(wǎng)，通過上位機使工作人員及時掌握控制器的運行狀態(tài)，以保證電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟運行。
[0051]整個功率因數(shù)控制器的工作過程為:所述計量模塊22的電壓互感器和電流互感器分別對電力供電系統(tǒng)中的電壓、電流信號進行實時采樣，并對電路中的電壓、電流、功率因數(shù)、有功和無功進行計量，傳送至所述電能質(zhì)量檢測模塊23中，所述電能質(zhì)量檢測模塊23接收所述電壓和電流信號并轉(zhuǎn)換為第一電信號并傳遞給所述主控制模塊28中，所述主控制模塊28接收所述第一電信號后根據(jù)預(yù)設(shè)工作參數(shù)進行處理、分析、判斷，然后將處理的數(shù)據(jù)以及判斷的結(jié)果傳送至所述人機交互模塊26中的觸摸屏上進行顯示電力供電系統(tǒng)中電壓和電流信息，同時根據(jù)所述第一電信號對所述控制輸出模塊27發(fā)出第一控制命令，所述控制輸出模塊27接收來自所述主控制模塊28的第一控制命令后，所述12路電容器投切273和所述報警繼電器輸274產(chǎn)生開啟或關(guān)閉的動作；同時，所述溫濕度采集模塊24通過其內(nèi)部的溫濕度傳感器采集功率因數(shù)控制器工作環(huán)境中的溫度和濕度信號，傳送到所述主控制模塊28中，所述主控制模塊28接收所述溫度和濕度信號后，依據(jù)預(yù)設(shè)工作參數(shù)分析處理，將所述溫度和濕度信號傳遞至所述人機交互模塊26中，來顯示工作環(huán)境中的溫度和濕度信息，并且所述主控制模塊28還根據(jù)所述溫度和濕度信號對所述控制輸出模塊27發(fā)出第二控制命令，所述控制輸出模塊27接收來自所述主控制模塊28的第二控制命令后，所述風(fēng)機繼電器271和所述加熱器繼電器272產(chǎn)生開啟或關(guān)閉的動作，以達到降溫和除濕的目的，保護整個功率因數(shù)控制器。
[0052]綜合上所述，本實用新型的技術(shù)方案可以充分有效的實現(xiàn)上述實用新型目的，且本實用新型的結(jié)構(gòu)及功能原理都已經(jīng)在實施例中得到充分的驗證，能達到預(yù)期的功效及目的，在不背離本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下，可以對實用新型的實施例做出多種變更或修改。因此，本實用新型包括一切在專利申請范圍中所提到范圍內(nèi)的所有替換內(nèi)容，任何在本實用新型申請專利范圍內(nèi)所作的等效變化，皆屬本案申請的專利范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種功率因數(shù)控制器，用于電力供電系統(tǒng)，所述功率因數(shù)控制器包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)部的無功補償系統(tǒng)，其特征在于，所述無功補償系統(tǒng)包括: 計量模塊，用于采集所述電力供電系統(tǒng)的電壓和電流信號； 電能質(zhì)量檢測模塊，與所述計量模塊電性連接，用于接收所述計量模塊采集的所述電壓和電流信號，并將所述電壓和電流信號轉(zhuǎn)換為第一電信號； 溫濕度采集模塊，用于采集所述功率因數(shù)控制器工作環(huán)境的溫度和濕度信號； 主控制模塊，與所述電能質(zhì)量檢測模塊及所述溫濕度采集模塊電性連接，用于接收并傳遞所述第一電信號及所述溫度和濕度信號，所述主控制模塊還用于根據(jù)所述第一電信號發(fā)送第一控制命令，根據(jù)所述溫度和濕度信號發(fā)送第二控制命令； 人機交互模塊，與所述主控制模塊電性連接，用于接收所述主控制模塊發(fā)送的所述第一電信號及所述溫度濕度信號，并顯示所述電壓、電流及所述溫度和濕度信息； 控制輸出模塊，與所述主控制模塊電性連接，用于接收主控制模塊發(fā)出的所述第一控制命令及所述第二控制命令，并根據(jù)所述第一控制命令及所述第二控制命令調(diào)節(jié)相應(yīng)的輸出；及 電源模塊，與所述主控制模塊電性連接，用于為所述無功補償系統(tǒng)提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)控制器，其特征在于:所述主控制模塊包括參數(shù)設(shè)置單元和參數(shù)存儲器，所述參數(shù)設(shè)置單元用于預(yù)設(shè)所述電力供電系統(tǒng)的工作參數(shù)，所述參數(shù)存儲器用于存儲所述工作參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)控制器，其特征在于:所述計量模塊包括電壓互感器和電流互感器，所述電壓互感器用于采集電壓信號，所述電流互感器用于采集電流信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)控制器，其特征在于:所述溫濕度采集模塊包括溫濕度傳感器，所述溫濕度傳感器用于采集所述溫度和濕度信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)控制器，其特征在于:所述控制輸出模塊包括12路電容器投切、報警繼電器、風(fēng)機繼電器及加熱器繼電器，所述12路電容器投切及所述報警繼電器根據(jù)所述第一控制命令進行開啟或關(guān)閉的動作，所述風(fēng)機繼電器及加熱器繼電器根據(jù)所述第二控制命令進行開啟或關(guān)閉的動作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率因數(shù)控制器，其特征在于:所述控制輸出模塊還包括輸出測試單元，所述輸出測試單元用于測試所述報警繼電器、所述風(fēng)機繼電器、所述加熱器繼電器和所述12路電容器投切在所述功率因數(shù)控制器投入所述電力供電系統(tǒng)正常運行前是否可以正常工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率因數(shù)控制器，其特征在于:所述主控制模塊還包括時鐘單元和記錄單元，所述時鐘單元用于計時，所述記錄單元用于記錄基于時鐘單元的報警信息，以及12路電容器投切當(dāng)月運行動作的次數(shù)和投入運行的總時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率因數(shù)控制器，其特征在于:所述報警繼電器為單刀雙擲繼電器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率因數(shù)控制器，其特征在于:所述12路電容器投切通過繼電器控制接觸器來投切電容器或者通過12V電平信號控制晶閘管通斷來投切電容器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)控制器，其特征在于:所述無功補償系統(tǒng)還包括通訊模塊，所述通訊模塊與所述主控制模塊電性連接，用于實現(xiàn)所述電力供電系統(tǒng)的通訊連接及所述電力供電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控，所述通訊模塊包括RS485接口、以太網(wǎng)接口和預(yù)留接□ O
【文檔編號】H02J3/18GK204179672SQ201420700193
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】呂韜, 劉賢斌, 李德深 申請人:深圳市三和電力科技有限公司