工频控制电力负荷的原理是:由发射机根据要发射的命令信号编码,有规律得在一串工频周波的某些周波上,在这些周波过零点附近的特定相位上,使电力网人为短路,将短路干扰信号传遍整个电网;在接收点(即被控点)由接收机检测译码复原,并由事先规定的编码方式译码,再根据译码所得的命令来控制对附近负荷进行控制。
由原理可知,系统的由发射机和接收机两部分组成。每个部分由单片机最小系统,数据及程序存储器扩展电路,键盘及显示器,接口电路,信号检测电路,可控硅驱动电路,报警及保护电路等构成,借住工频控制技术,完成对网上远距离电力负荷的遥控及自动记录功能。在设计这两个部分时,必须根据技术参数对将要遇到的技术重点和难点进行分析。
主要的技术参数为:
注入变压器:电压0.4 KV,频率50HZ
容量:大于100KVA
接收机:拒动率<1%,误动率0,接收机数量>99
发射机:发射距离>44KM
发射方式:三项轮发
1)发射机设计
系统实现的关键是对短路信号进行检测,因为要对波形进行分析。为了抑制电网中干扰信号带来的误动作和干扰,必须分别加载信号,即在奇数周波加载,在偶数上不加载。 注入压器容量越大,发射点离注入变压器越近,电网质量越好,可控硅导通角越大,则信号越大,传输距离越远,所以容量应该在100KVA和560KVA之间。为使接在各线各相上的接收机均能检测到信号,应用三相轮发式。为避免接收机拒动作,每项可多次发射。为解决路灯及分时计量电价等这类与时间有关的负荷控制问题,发射方式设定为随机和定时两种。
2)接收机设计
检测出正负半波之宽,将二者之差作为基准信号,无信号时差为零。但因为干扰等因素,使得这个差值并不为零,可以采用这个差值作为基准值,正好克服了其他因素的干扰。调整发射机的导通角,对应所给的技术参数,即在44KM处的接收点上,接收机的误动作为零,拒动率为1%。总之,整个设计的关键在于:
对波形信号的检测和分析以及克服电网波动等因素对信号的干扰;用单片机完成对信号的管理工作,让系统运行更准确效率更高。