專利名稱：帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單相電壓提升裝置，尤其涉及一種帶有以智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于電力企業(yè)，農(nóng)村供電分支線多、線路長，尤其是部分偏遠(yuǎn)地區(qū)，存在一定數(shù)量供電半徑超過國家規(guī)定的遠(yuǎn)距離支線線路，特別是單相支線線路的大量存在。2008年金融危機(jī)的產(chǎn)生，國家出臺(tái)家用電器三下鄉(xiāng)政策，農(nóng)村大量使用家用電器。同時(shí)隨著城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，農(nóng)村小作坊、小商店、小飯店、魚塘、養(yǎng)殖場(chǎng)等急劇增加，間歇性用電情況十分普遍，造成原先線路供電不堪重負(fù)，支線末端電壓下降，直接影響了農(nóng)村家用電器的使用、照明和經(jīng)濟(jì)生活。到目前為止未能找到徹底解決支線單相線路低電壓問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述支線單相線路電壓問題，提供一種將帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置以及采用智能控制復(fù)合開關(guān)以輸入電壓為參考進(jìn)行改善單相支線線路電壓的方法；可應(yīng)用于電力降損節(jié)能和提高電能質(zhì)量的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)跟蹤輸入電壓變化，從而控制使得原本該支線單相線路不合格的電壓獲得調(diào)節(jié)改善。本發(fā)明的另一目的是將智能控制復(fù)合開關(guān)、電容器、斷路器、進(jìn)線口、溫控器、排氣扇集成在單相電壓提升裝置中實(shí)現(xiàn)無縫連接。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述的帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置，包括智能控制復(fù)合開關(guān)、火線、零線和電容器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為所述智能控制復(fù)合開關(guān)依據(jù)所采集的單相交流電壓參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算，同時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)根據(jù)分析計(jì)算結(jié)果對(duì)投切開關(guān)控制模塊發(fā)出控制指令使智能控制復(fù)合開關(guān)動(dòng)作調(diào)節(jié)相應(yīng)容量的電容器投切，以實(shí)現(xiàn)單相電壓調(diào)節(jié)的目的；當(dāng)所采集的電壓低于供電合格電壓時(shí)，此時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)控制增加電容器投入；當(dāng)所采集的電壓處于供電合格電壓范圍時(shí)，此時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)保持當(dāng)前電容投切狀態(tài)；當(dāng)所采集的電壓高于供電合格電壓時(shí)，此時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)控制減少電容器投入。本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，所述的帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置，其特點(diǎn)為智能控制復(fù)合開關(guān)包括主控MCU、單相交流電壓參數(shù)采集模塊和投切開關(guān)控制模塊，火線、零線與單相交流電壓參數(shù)采集模塊連接，通過單相交流電壓參數(shù)采集模塊的信號(hào)處理電路調(diào)理后送入電能計(jì)量芯片；主控MCU通過SPI通信總線控制電能計(jì)量芯片對(duì)該信號(hào)做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計(jì)算，以獲得該支線單相線路電壓信息；且通過SPI通信總線將該支線單相線路電壓信息傳送給主控MCU中并與供電合格電壓對(duì)比后得出的偏低或偏高等信息；主控MCU經(jīng)過補(bǔ)償調(diào)整計(jì)算，計(jì)算出相應(yīng)容量的電容配置策略形成相應(yīng)的邏輯控制信號(hào)；主控MCU計(jì)算出的相應(yīng)容量的電容配置策略由I/O 口發(fā)出邏輯控制信號(hào)，經(jīng)由投切開關(guān)控制模塊轉(zhuǎn)換為具有驅(qū)動(dòng)能力的實(shí)際投切動(dòng)作，以控制相應(yīng)容量的電容器投切；使得原本支線單相線路不合格的電壓獲得調(diào)節(jié)改善。所述的帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置，其特點(diǎn)為火線、零線這兩根電線從進(jìn)線口拉進(jìn)后經(jīng)斷路器后連接智能控制復(fù)合開關(guān)，其中火線、零線兩根導(dǎo)線到斷路器和智能控制復(fù)合開關(guān)是串聯(lián)連接；智能控制復(fù)合開關(guān)接到電容器，電容器包括三組不同容量的電容器，其用于分步補(bǔ)償改善單相電壓值的電容器，其兩端分別接智能控制復(fù)合開關(guān)對(duì)應(yīng)通道的火線出線端和零線； 同時(shí)智能控制復(fù)合開有多個(gè)獨(dú)立通道以便控制相應(yīng)容量的電容器。所述的帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置，其特點(diǎn)為所述的主控MCU分別與單相交流電壓參數(shù)采集模塊、投切開關(guān)控制模塊、數(shù)據(jù)查詢存儲(chǔ)模塊和人機(jī)界面以及無線通訊模塊連接；所述的單相交流電壓參數(shù)采集模塊包括電能計(jì)量芯片和信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路將輸入的該支線單相線路電壓調(diào)理成當(dāng)輸入到電能計(jì)量芯片內(nèi)能做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計(jì)算的信號(hào)，通過信號(hào)處理電路將輸入的該支線單相線路電壓調(diào)理后送入電能計(jì)量芯片內(nèi)做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計(jì)算，再將結(jié)果定時(shí)傳送給主控MCU ；所述的投切開關(guān)控制模塊包括光耦隔離電路、 過零檢測(cè)電路、移位邏輯芯片和達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)電路，投切開關(guān)控制模塊能將主控MCU發(fā)出的邏輯控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有驅(qū)動(dòng)能力的實(shí)際投切動(dòng)作；所述數(shù)據(jù)查詢存儲(chǔ)模塊用于對(duì)各種實(shí)時(shí)與歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；所述人機(jī)界面模塊是作為使用者進(jìn)行設(shè)置參數(shù)、手動(dòng)控制、 及查詢的各種實(shí)時(shí)與歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的人機(jī)界面；所述的無線通訊模塊包含GPRS通訊和433 無線通訊，通過GPRS通訊和主站系統(tǒng)進(jìn)行交互；通過433無線通訊和無線手持機(jī)對(duì)接交互。 所述的帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置，其特點(diǎn)為還包括電壓調(diào)節(jié)箱的殼體、 溫控器和排氣扇，將智能控制復(fù)合開關(guān)、電容器、斷路器、進(jìn)線口、溫控器、排氣扇集成在電壓調(diào)節(jié)箱的殼體內(nèi)實(shí)現(xiàn)無縫連接。所述的帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置，其特點(diǎn)為采用無線手持機(jī)與與電腦串口連接，將歷史數(shù)據(jù)上傳到主站系統(tǒng)里進(jìn)行決策分析。 本發(fā)明采用智能控制復(fù)合開關(guān)以輸入電壓為參考進(jìn)行改善支線單相線路電壓的方法，包括如下步驟1)智能控制復(fù)合開關(guān)以輸入電壓為參考，結(jié)合線路歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)判斷輸入電壓與供電電壓合格率對(duì)比來控制電容器投切動(dòng)作；2)當(dāng)所采集的支線單相線路電壓低于供電合格電壓時(shí)，此時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)控制增加電容器投入；3)當(dāng)所采集的支線單相線路電壓處于供電合格電壓范圍時(shí)，此時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)保持當(dāng)前電容投切狀態(tài)；4)當(dāng)所采集的支線單相線路電壓高于供電合格電壓時(shí)，此時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)控制減少電容器投入。所述智能控制復(fù)合開關(guān)根據(jù)對(duì)該支線單相線路電壓進(jìn)行采集分析，通過分步補(bǔ)償方式，改善支線單相線路電壓；根據(jù)電力系統(tǒng)中無功功率平衡對(duì)電壓的影響原理來控制電容器投切動(dòng)作，控制電容器補(bǔ)償容量的合理配置投切；經(jīng)過調(diào)整后，使得原本該支線單相線路不合格的電壓獲得調(diào)節(jié)改善。所述的智能控制復(fù)合開關(guān)包括主控MCU、單相交流電壓參數(shù)采集模塊和投切開關(guān)控制模塊，火線、零線與單相交流電壓參數(shù)采集模塊連接，通過單相交流電壓參數(shù)采集模塊的信號(hào)處理電路調(diào)理后送入電能計(jì)量芯片；主控MCU通過SPI通信總線控制電能計(jì)量芯片對(duì)該信號(hào)做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計(jì)算，以獲得該相電壓信息；再通過SPI通信總線將該支線單相線路電壓信息傳送給主控MCU中，與供電合格電壓對(duì)比后得出的偏低或偏高等結(jié)果；主控MCU經(jīng)過分步補(bǔ)償調(diào)整計(jì)算，計(jì)算出相應(yīng)容量的電容配置策略形成相應(yīng)的邏輯控制信號(hào)；主控MCU計(jì)算出的相應(yīng)容量的電容配置策略由I/O 口發(fā)出邏輯控制信號(hào)，經(jīng)由投切開關(guān)控制模塊轉(zhuǎn)換為具有驅(qū)動(dòng)能力實(shí)際投切動(dòng)作，以控制投切相應(yīng)容量的電容器，使得原本該支線單相線路不合格的電壓獲得調(diào)節(jié)改善。當(dāng)所采集的支線單相線路電壓低于或高于供電合格電壓時(shí)，則智能控制復(fù)合開關(guān)依據(jù)
權(quán)利要求
1.一種帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置，包括智能控制復(fù)合開關(guān)、火線、零線和電容器，其特征在于所述智能控制復(fù)合開關(guān)依據(jù)所采集的單相交流電壓參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算，同時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)根據(jù)分析計(jì)算結(jié)果對(duì)投切開關(guān)控制模塊發(fā)出控制指令使智能控制復(fù)合開關(guān)動(dòng)作調(diào)節(jié)相應(yīng)容量的電容器投切，以實(shí)現(xiàn)單相電壓調(diào)節(jié)的目的；當(dāng)所采集的電壓低于供電合格電壓時(shí)，此時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)控制增加電容器投入；當(dāng)所采集的電壓處于供電合格電壓范圍時(shí)，此時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)保持當(dāng)前電容投切狀態(tài)；當(dāng)所采集的電壓高于供電合格電壓時(shí)，此時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)控制減少電容器投入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置，其特征在于 智能控制復(fù)合開關(guān)(1)包括主控MCU、單相交流電壓參數(shù)采集模塊和投切開關(guān)控制模塊，火線、零線與單相交流電壓參數(shù)采集模塊連接，通過單相交流電壓參數(shù)采集模塊的信號(hào)處理電路調(diào)理后送入電能計(jì)量芯片；主控MCU通過SPI通信總線控制電能計(jì)量芯片對(duì)該信號(hào)做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計(jì)算，以獲得該支線單相線路電壓信息；且通過SPI通信總線將該支線單相線路電壓信息傳送給主控MCU中并與供電合格電壓對(duì)比后得出的偏低或偏高等信息；主控MCU經(jīng)過補(bǔ)償調(diào)整計(jì)算，計(jì)算出相應(yīng)容量的電容配置策略形成相應(yīng)的邏輯控制信號(hào)；主控MCU計(jì)算出的相應(yīng)容量的電容配置策略由I/O 口發(fā)出邏輯控制信號(hào)，經(jīng)由投切開關(guān)控制模塊轉(zhuǎn)換為具有驅(qū)動(dòng)能力的實(shí)際投切動(dòng)作，以控制相應(yīng)容量的電容器投切；使得原本支線單相線路不合格的電壓獲得調(diào)節(jié)改善。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置，其特征在于火線、零線這兩根電線從進(jìn)線口(4)拉進(jìn)后經(jīng)斷路器(3)后連接智能控制復(fù)合開關(guān)(1)， 其中火線、零線兩根導(dǎo)線到斷路器(3)和智能控制復(fù)合開關(guān)(1)是串聯(lián)連接；智能控制復(fù)合開關(guān)(1)接到電容器(2)，電容器(2)包括三組不同容量的電容器，其用于分步補(bǔ)償改善單相電壓值的電容器，其兩端分別接智能控制復(fù)合開關(guān)對(duì)應(yīng)通道的火線出線端和零線；同時(shí)智能控制復(fù)合開(1)有多個(gè)獨(dú)立通道以便控制相應(yīng)容量的電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置，其特征在于所述的主控MCU分別與單相交流電壓參數(shù)采集模塊、投切開關(guān)控制模塊、數(shù)據(jù)查詢存儲(chǔ)模塊和人機(jī)界面以及無線通訊模塊連接；所述的單相交流電壓參數(shù)采集模塊包括電能計(jì)量芯片和信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路將輸入的該支線單相線路電壓調(diào)理成當(dāng)輸入到電能計(jì)量芯片內(nèi)能做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計(jì)算的信號(hào)，通過信號(hào)處理電路將輸入的該支線單相線路電壓調(diào)理后送入電能計(jì)量芯片內(nèi)做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計(jì)算，再將結(jié)果定時(shí)傳送給主控 MCU;所述的投切開關(guān)控制模塊包括光耦隔離電路、過零檢測(cè)電路、移位邏輯芯片和達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)電路，投切開關(guān)控制模塊能將主控MCU發(fā)出的邏輯控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有驅(qū)動(dòng)能力的實(shí)際投切動(dòng)作；所述數(shù)據(jù)查詢存儲(chǔ)模塊用于對(duì)各種實(shí)時(shí)與歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；所述人機(jī)界面模塊是作為使用者進(jìn)行設(shè)置參數(shù)、手動(dòng)控制、及查詢的各種實(shí)時(shí)與歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的人機(jī)界面；所述的無線通訊模塊包含GPRS通訊和433無線通訊，通過GPRS通訊和主站系統(tǒng)進(jìn)行交互；通過433無線通訊和無線手持機(jī)對(duì)接交互。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置，其特征在于 還包括電壓調(diào)節(jié)箱的殼體、溫控器和排氣扇，將智能控制復(fù)合開關(guān)、電容器、斷路器、進(jìn)線口、溫控器、排氣扇集成在電壓調(diào)節(jié)箱的殼體內(nèi)實(shí)現(xiàn)無縫連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置，其特征在于采用無線手持機(jī)與與電腦串口連接，將歷史數(shù)據(jù)上傳到主站系統(tǒng)里進(jìn)行決策分析。
7.一種采用智能控制復(fù)合開關(guān)以輸入電壓為參考進(jìn)行改善支線單相線路電壓的方法， 包括如下步驟1)智能控制復(fù)合開關(guān)以輸入電壓為參考，結(jié)合線路歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)判斷輸入電壓與供電電壓合格率對(duì)比來控制電容器投切動(dòng)作；2 )當(dāng)所采集的支線單相線路電壓低于供電合格電壓時(shí)，此時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)控制增加電容器投入；3)當(dāng)所采集的支線單相線路電壓處于供電合格電壓范圍時(shí)，此時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)保持當(dāng)前電容投切狀態(tài)；4) 當(dāng)所采集的支線單相線路電壓高于供電合格電壓時(shí)，此時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)控制減少電容 器投入。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的采用智能控制復(fù)合開關(guān)以輸入電壓為參考進(jìn)行改善支線單相線路電壓的方法，其特征在于智能控制復(fù)合開關(guān)根據(jù)對(duì)該支線單相線路電壓進(jìn)行采集分析，通過分步補(bǔ)償方式，改善支線單相線路電壓；根據(jù)電力系統(tǒng)中無功功率平衡對(duì)電壓的影響原理來控制電容器投切動(dòng)作，控制電容器補(bǔ)償容量的合理配置投切；經(jīng)過調(diào)整后，使得原本該支線單相線路不合格的電壓獲得調(diào)節(jié)改善。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的采用智能控制復(fù)合開關(guān)以輸入電壓為參考進(jìn)行改善支線單相線路電壓的方法，其特征在于所述的智能控制復(fù)合開關(guān)(1)包括主控MCU、單相交流電壓參數(shù)采集模塊和投切開關(guān)控制模塊，火線、零線與單相交流電壓參數(shù)采集模塊連接， 通過單相交流電壓參數(shù)采集模塊的信號(hào)處理電路調(diào)理后送入電能計(jì)量芯片；主控MCU通過 SPI通信總線控制電能計(jì)量芯片對(duì)該信號(hào)做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計(jì)算，以獲得該相電壓信息；再通過SPI通信總線將該支線單相線路電壓信息傳送給主控MCU中，與供電合格電壓對(duì)比后得出的偏低或偏高等結(jié)果；主控MCU經(jīng)過補(bǔ)償調(diào)整計(jì)算，計(jì)算出相應(yīng)容量的電容配置策略形成相應(yīng)的邏輯控制信號(hào)；主控MCU計(jì)算出的相應(yīng)容量的電容配置策略由I/O 口發(fā)出邏輯控制信號(hào)，經(jīng)由投切開關(guān)控制模塊轉(zhuǎn)換為具有驅(qū)動(dòng)能力的實(shí)際投切動(dòng)作，以控制投切相應(yīng)容量的電容器；使得原本該支線單相線路不合格的電壓獲得調(diào)節(jié)改善。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的采用智能控制復(fù)合開關(guān)以輸入電壓為參考進(jìn)行改善支線單相線路電壓的方法，其特征在于當(dāng)所采集的支線單相線路電壓低于或高于供電合格電壓時(shí)，則智能控制復(fù)合開關(guān)依據(jù)
全文摘要
本發(fā)明公開一種帶有智能控制復(fù)合開關(guān)的單相電壓提升裝置，包括智能控制復(fù)合開關(guān)、火線、零線和電容器，其特點(diǎn)為智能控制復(fù)合開關(guān)依據(jù)所采集的單相交流電壓參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算，同時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)根據(jù)分析計(jì)算結(jié)果對(duì)投切開關(guān)控制模塊發(fā)出控制指令使智能控制復(fù)合開關(guān)動(dòng)作調(diào)節(jié)相應(yīng)容量的電容器投切，以實(shí)現(xiàn)單相電壓調(diào)節(jié)的目的；當(dāng)所采集的電壓低于供電合格電壓時(shí)，智能控制復(fù)合開關(guān)控制增加電容器投入；當(dāng)所采集的電壓處于供電合格電壓范圍時(shí)，此時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)保持當(dāng)前電容投切狀態(tài)；當(dāng)所采集的電壓高于供電合格電壓時(shí)，此時(shí)智能控制復(fù)合開關(guān)控制減少電容器投入。通過智能控制復(fù)合開關(guān)控制使得原本該支線單相線路不合格的電壓獲得調(diào)節(jié)改善。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102222917SQ20111019270
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者傅謙, 易智勇, 郭毓斌 申請(qǐng)人:福建陽谷智能技術(shù)有限公司