[实用新型]一种基于数字信号处理器的低压无功功率自动补偿控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电网电压技术领域，特别涉及一种基于数字信号处理器的低压无功功率自动补偿控制器。

背景技术

电网电压是电力系统的重要指标之一，电网电压质量通常用稳定性、对称性和正弦等指标衡量，随着电力电子设备等非线性负载大量接入电网，使电网供电质量受到影响，各种电力电子开关器件的大量应用和负载的频繁波动是主要的干扰源，产生了以下不良后果：

（1）功率因数低，增加电网无功损耗，降低变压器利用率，加大生产成本，降低生产率。

（2）产生的无功冲击引起电网电压降、电压波动及闪变，严重时导致传动装置无法正常工作和保护装置误动作，甚至停产。

（3）产生高次谐波电流，导致电网电压畸变，是电网的“隐形杀手”。

（4）导致电网三相不平衡，产生的负序电流使电机转子发生振动。

目前，解决上述问题普遍使用的方法是在干扰负荷接入点附近接入动态无功功率补偿装置，用容性无功抵消感性无功冲击，滤除高次谐波，平衡三相电网，其代表性的方式是采用晶闸管投切电容器（TSC），其重要特征是根据功率因数的具体要求可投入一组（或多组）电容器，也可以切除一组（或多组）电容器。该种控制方式的缺点是精度差，响应速度慢，抗干扰能力差。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于数字信号处理器的低压无功功率自动补偿控制器，该控制器的控制精度高，响应速度快，抗干扰能力强，可有效解决无功功率补偿的动作误差和延时时间误差大的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种基于数字信号处理器的低压无功功率自动补偿控制器，其特征在于，包括电子电流互感器、电子电压互感器、FIR数字滤波器、调理电路、TMS320C5507 DSP处理器、晶闸管触发系统、LCD液晶显示器、PC机和外围电路，所述的电子电流互感器、电子电压互感器与FIR数字滤波器相连接，FIR数字滤波器与调理电路相连接，调理电路与TMS320C5507 DSP处理器的模/数转换器的AIN0、AIN1、AIN2、AIN3四个接入口相连，TMS320C5507 DSP处理器的通用I/O引脚GPIO0-1与FIR数字滤波器相连，TMS320C5507 DSP处理器的GPIO2-13与晶闸管触发系统相连，TMS320C5507 DSP处理器的直接存储器访问控制器DMA与LCD液晶显示器相连，TMS320C5507 DSP处理器的多通道串行缓冲口McBSP与PC机相连，TMS320C5507 DSP处理器的一输出口与外围电路相连。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：

降低生产成本，远程控制电容器投切并减小无功功率补偿的动作误差，提高了无功功率补偿的适时操作能力，避免了电路中因电压波动以及闪变导致损失。

附图说明

图1 是本实用新型的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进一步说明：

如图1所示，本实用新型主要由电子电流互感器，电子电压互感器与FIR数字滤波器相连，FIR数字滤波器与调理电路相连，调理电路与DSP模/数转换器(ADC)的AIN0、AIN1、AIN2、AIN3四个接入口相连，DSP的通用I/O引脚（GPIO）GPIO0-1与FIR数字滤波器相连，GPIO2-13与晶闸管触发系统相连，DSP的DMA（直接存储器访问控制器）与LCD液晶显示器相连，DSP的McBSP(多通道串行缓冲口)与PC机相连，一输出口与外围电路相连。

为了使控制器具有广泛的适用性，控制器的输入信号分别取自被测线路的电压互感器（PT）和电流互感器（CT）的二次侧。信号接收电路，接收来自PT、CT的信号，把它们转换为采样电路需求的信号，而且要保证原来信号的真实性（不失真）。这就要求信号接入电路要有足够宽的频率相应，保证输入信号的幅值失真很小，相位具有线性特性。

接入的信号首先通过电子式电压互感器或电子式电流互感器，完成电量变换和电气隔离。用电子式电压互感器将来自PT的有效值为0~100V的交流电压信号变为0~0.6V交流电压信号。电子式电流互感器将来自CT的0~5A的交流电流信号变为0~1.6V交流电流信号。并且将要采样的信号与外部信号在电气上隔离，从而提高抗干扰能力，保证人身和控制器的安全。运放输入级采用差动输入可减小零漂，提高输入阻抗。所以对输入信号做电压-电流-电压的变换。电子式电压互感器采用株洲南车时代的TV100-1500V，电子式电流互感器采用北京华智兴远的HKA-20NP。