一种电力谐波控制器的制作方法

本实用新型涉及一种电力谐波控制器，属于电力电子设备技术领域。

背景技术：

随着电力事业的发展，各种电力电子装置的迅速普及使得公用电网的谐波污染越来越严重，如电网电压和电流波形产生畸变、功率因素降低、三相不平衡等使得电网中谐波大量存在，造成电能质量下降。谐波对电力系统的污染不仅危害系统本身,还会产生附加损耗,增加设备温升,恶化绝缘条件,缩短设备寿命等;而且使得无功补偿电容器组可能引起谐波谐振,造成危险的过电流或过电压,保护装置的误动作和计量的不准确等。因此及时对现场的谐波污染实时状况进行分析和滤波器的投切变得尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种电力谐波控制器，对电网电压和电流同时实现同步采样，实时性好、精度高，具有较好的灵活性，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：一种电力谐波控制器，包含方波信号电路、信号调理电路、复位电路、四运算放大器和输出模块，所述方波信号电路通过电阻r2与四运算放大器的同向输入端连接，信号调理电路通过电阻r3与四运算放大器的反向输入端连接，复位电路通过电阻r4与四运算放大器的反向输入端连接，同时串接电容c3与四运算放大器的输出端连接，四运算放大器的输出端与输出模块连接。

所述信号调理电路包含电压互感器和运算放大器，输入电压经限流电阻与电压互感器的输入端连接，电压互感器输出端的原边和副边与运算放大器连接；电压互感器的原边为100v，电压互感器的副边连接有反馈电阻。

所述方波信号电路包含双电压比较器集成电路和单稳态多谐振荡器，二者互相连接。

还包含信号检测模块、ad转换电路和液晶显示装置，所述信号检测模块和ad转换电路与信号调理电路连接，液晶显示装置与四运算放大器连接。

本实用新型的有益效果是：对电网电压和电流同时实现同步采样，抑制谐波、改善电能质量，实时性好、精度高，具有较好的灵活性。

附图说明

图1是本实用新型的电路图；

图2是本实用新型信号调理电路的电路图；

图3是本实用新型方波信号电路的电路图；

图中：方波信号电路1、双电压比较器集成电路11、单稳态多谐振荡器12、信号调理电路2、电压互感器21、运算放大器22、复位电路3、输出模块4、四运算放大器5、限流电阻6。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型技术方案作进一步详细的说明。

一种电力谐波控制器，包含方波信号电路1、信号调理电路2、复位电路3、lm324四运算放大器5和输出模块4，所述方波信号电路1通过电阻r2与lm324四运算放大器5的同向输入端连接，信号调理电路2通过电阻r3与lm324四运算放大器的反向输入端连接，复位电路3通过电阻r4与lm324四运算放大器5的反向输入端连接，同时串接电容c3与lm324四运算放大器5的输出端连接，lm324四运算放大器5的输出端与输出模块4连接。

所述信号调理电路2包含spt204a电压互感器21和op07cn运算放大器22，输入电压经50k限流电阻6与spt204a电压互感器21的输入端连接，spt204a电压互感器21输出端的原边和副边与op07cn运算放大器22连接；spt204a电压互感器21的原边为100v，spt204a电压互感器21的副边连接有反馈电阻。

所述方波信号电路1包含lm393双电压比较器集成电路11和sn74121n单稳态多谐振荡器12，二者互相连接。

还包含信号检测模块、ad转换电路和液晶显示装置，所述信号检测模块和ad转换电路与信号调理电路2连接，液晶显示装置与lm324四运算放大器5连接。

在实际应用中，电力谐波控制器包括信号检测模块、ad转换电路、方波信号电路、信号调理电路、复位电路、lm324四运算放大器、液晶显示和输出模块等。其中信号检测模块主要是对电网中电流的谐波和无功功率等分量进行检测。该电力谐波控制器可实现不间断、高速度的处理，而且也减低了电力谐波控制器的费用。

信号调理电路是将前端输入的正负三相交流电压和电流信号加一个直流提升电路，使信号转换为3.3v的单极性信号，由于该信号的引入容易受到外界的干扰，因此在选择互感器类型和调理电路的抗干扰要特别地注意。

spt204a电压互感器的原边100v，即ua输入电压范围为0～100v，输入电压经50k限流电阻，使流过spt204a电压互感器原边产生一个2ma的额定电流，此时副边会产生一个相同的电流。通过op07cn运算放大器的作用，可通过调节反馈电阻的值得到所要求的电压输出值，将副边输出2ma电流转换成0～+3.3v的电压量。

方波信号电路主要是用来产生与电网输入电压信号同步的方波信号，通过电路变成同步触发脉冲，然后送到dsp控制心片的捕获接口，用来产生边沿捕获信号以触发相应的中断，从而调用相应的中断服务子程序。以三相交流低压电网的一相为例来说明，将电源电压经电压互感器处理后，当电压经过零点时（这里包括由负到正经过正过零点或由正到负经过负过零点），电路立即向cpu传送电压过零点检测的信号，并将此信号提供给cpu计算，以达到跟踪电网电压频率的同步目的。

技术特征：

1.一种电力谐波控制器，其特征在于：包含方波信号电路（1）、信号调理电路（2）、复位电路（3）、四运算放大器（5）和输出模块（4），所述方波信号电路（1）通过电阻r2与四运算放大器（5）的同向输入端连接，信号调理电路（2）通过电阻r3与四运算放大器（5）的反向输入端连接，复位电路（3）通过电阻r4与四运算放大器（5）的反向输入端连接，同时串接电容c3与四运算放大器（5）的输出端连接，四运算放大器（5）的输出端与输出模块（4）连接。

2.根据权利要求1所述的一种电力谐波控制器，其特征在于：所述信号调理电路（2）包含电压互感器（21）和运算放大器（22），输入电压经限流电阻（6）与电压互感器（21）的输入端连接，电压互感器（21）输出端的原边和副边与运算放大器（22）连接；电压互感器（21）的原边为100v，电压互感器（21）的副边连接有反馈电阻。

3.根据权利要求1所述的一种电力谐波控制器，其特征在于：所述方波信号电路（1）包含双电压比较器集成电路（11）和单稳态多谐振荡器（12），二者互相连接。

4.根据权利要求1所述的一种电力谐波控制器，其特征在于：还包含信号检测模块、ad转换电路和液晶显示装置，所述信号检测模块和ad转换电路与信号调理电路（2）连接，液晶显示装置与四运算放大器（5）连接。

技术总结
本实用新型涉及一种电力谐波控制器，属于电力电子设备技术领域。技术方案是：方波信号电路（1）通过电阻R2与四运算放大器的同向输入端连接，信号调理电路（2）通过电阻R3与四运算放大器的反向输入端连接，复位电路（3）通过电阻R4与四运算放大器的反向输入端连接，同时串接电容C3与四运算放大器的输出端连接，四运算放大器的输出端与输出模块（4）连接。本实用新型对电网电压和电流同时实现同步采样，抑制谐波、改善电能质量，实时性好、精度高，具有较好的灵活性。

技术研发人员：张晓光;王江浩;许亚朝;蔡林峰;郗悦;刘玉龙;翟志强;赵志强
受保护的技术使用者：保定天威保变电气股份有限公司
技术研发日：2019.12.24
技术公布日：2020.07.07