[实用新型]SPF电力系统无源滤波控制器

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种SPF电力系统无源滤波控制器，主要用于对电网电能质量实时监控，并对不符合质量要求的接点通过发出投入静止电容器、电抗器的信号来使其电能质量达到要求；在系统故障时并能发出保护信号的微机型控制器；适用于对三相交流电能质量分析、控制，对总电路复合电量保护，电信号实时采样。

(二)背景技术

为了安全、高效的使用电能，无功补偿及谐波滤波在电力系统中得到了广泛的应用，特别是微机控制器作为其设备智能核心越来越得到广大用户的认可；但是目前市场上的无源滤波控制器采用单微处理器(MCU)，外扩存储器，利用片内A/D采样，只有一个通讯口，采用小点阵液晶，采样通道只有一相相电流、一相线电压，这种采样方式只能得到的三相平衡系统的功率因数，并以此作为投切电容器及滤波器的依据；开出形为继电器，也有通过触发板控制晶闸管形式；没有开入量，没有微机系统故障检测，没有实时时钟，没有运行编程控制键。

这些控制器存在以下问题：单微处理器(MCU)无法做到实时采样，外扩存储器由于总线出片抗干扰能力大大降低，容易造成由于总线数据误读使控制器发出错误的投切指令；片内A/D的采样速度较低同时占用CPU资源大大降低了控制器的响应速度，特别是负载快速变化的场合，可能在控制器还没检测信号，其瞬变已经完成，容易造成系统闪变、浪涌对电力系统形成严重威胁；同时系统不能进行谐波分析，也无法完成录波；只有一个通讯口，使得在一条通讯线路故障时，将无法进行通讯；小点阵液晶只能在一屏显示一些简单的信息，无法完成复杂的菜单式界面；采样一相相电流，一相线电压，不能反映每相超前滞后关系，对于不平衡运行的系统容易造成功率因数测量出错，同时由于不测相的电流较小时，出现过补；无法进行谐波治理，甚至引起谐波放大，对电网造成更大的危害；开出量为继电器，无法直接控制晶闸管等器件，使一次的响应速度大为降低；没有开入量，无法检测投切动作是否成功；没有微机系统故障检测，可能造成系统故障时的误投、误切；没有实时时钟，无法准确记录事件发生的时间；没有运行编程控制键容易造成：现场数据和后台数据不同步、造成定值出错，进而引起控制器误动。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种SPF电力系统无源滤波控制器，通过对负荷接入点三相测量电流、三相电压信号进行交流实时采样，分析出目前电能质量状况，并根据其结果发出投入滤波支路、控制电抗器导通电流大小的信号；对三相保护电流、零序电流、零序电压信号进行交流采样实现负荷接入点的总体保护。

本实用新型的目的是这样实现的：一种SPF电力系统无源滤波控制器，其特征在于：它包括数字信号处理器、微处理器、两片A/D采样芯片、晶闸管投切电容器、晶闸管投制电抗器、键盘、液晶显示器、串行通讯口、状态指示灯、微机系统开出量、16路开入量和时钟；

数字信号处理器与微处理器通SPI接口连接，组成采样和界面分工的双核微机系统；

数字信号处理器与两片A/D采样芯片用8位并口连接，并通过I/O口进行片选、启动和读取AD采样值，测频与采样同时进行；

数字信号处理器与晶闸管投切电容器为光耦连接；数字信号处理器与晶闸管投制电抗器为光耦连接，由PWM信号控制输出；

微处理器与键盘通过8-3编码器及I/O口连接；

微处理器与液晶显示器通过并口连接；

微处理器与具有RS-232及RS-485两个串行通讯口；

微处理器与时钟通过I2C接口连接；

微处理器与状态指示灯用I/O口连接；

微处理器与微机系统开出量接口为继电器；

微处理器与16路开入量接口为光耦开入。

本实用新型SPF电力系统无源滤波控制器，采用数字信号处理器与微处理器组成双CPU结构微机系统，数字信号处理器负责采样、数字信号处理、电容器投切控制、电抗器控制；微处理器负责键盘、液晶显示、串口通讯、开入量检测、微机系统开出、实时时钟，双核均采用SOC结构，总线不出片；具有2片片外高速AD；具有一个RS-485串口及一路RS-232/485串口；采用大点阵液晶，采样三相测量电流、三相测量电压、三相保护电流、零序电流、零序电压；16路状态开入量，4路微机系统开出量，带实时时钟，两个运行编程控制键；