無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)方法

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)方法 無功補(bǔ)償掌握器是無功補(bǔ)償裝置的核心部件，具有舉足輕重的地位，大部分無功補(bǔ)償裝置的生產(chǎn)廠家都是買來掌握器然后自行裝配整機(jī)，具有設(shè)計(jì)制造掌握器力量的廠家不多，能夠設(shè)計(jì)制造出性能優(yōu)異的掌握器的廠家更是鳳毛麟角。 1、對(duì)測(cè)量精度的要求 要實(shí)現(xiàn)精確的無功補(bǔ)償就必需對(duì)無功電流進(jìn)行精確的測(cè)量。 由于電壓的變化范圍較小，因此對(duì)電壓的測(cè)量精度要求不高，通常有1%的測(cè)量精度就足夠了。通常的狀況下，不測(cè)量電壓也可以實(shí)現(xiàn)很好的無功補(bǔ)償掌握，對(duì)電壓的測(cè)量主要是為了實(shí)現(xiàn)過壓、欠壓、以及缺相等愛護(hù)功能。 對(duì)電流的測(cè)量靈敏度要求要高一些。對(duì)于使用8位單片

2、機(jī)的低檔掌握器，測(cè)量靈敏度要達(dá)到1%以上。留意這里強(qiáng)調(diào)的是“測(cè)量靈敏度”而不是“測(cè)量精度”， 1%的電流測(cè)量靈敏度即相當(dāng)于可以區(qū)分1%的電流變化，例如電流互感器的一次電流為500A，則意味著可以區(qū)分從100A到105A的電流變化，并不要求100A的電流測(cè)量值肯定精確。對(duì)于使用DSP或32位單片機(jī)的高檔掌握器，測(cè)量靈敏度要達(dá)到0.1%以上，否則就談不到高檔了。同樣的道理，測(cè)量的靈敏度要達(dá)到0.1%，意味著測(cè)量值應(yīng)當(dāng)有4位有效數(shù)字，但同樣并不要求肯定精確。對(duì)無功補(bǔ)償掌握器要求0.1%的測(cè)量精度是不現(xiàn)實(shí)的，也沒有實(shí)際意義。但是掌握器的測(cè)量值最好能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行校正。 對(duì)功率因數(shù)測(cè)量的靈敏度最好要達(dá)到0.

3、001。精確地說，應(yīng)當(dāng)是對(duì)相位差的測(cè)量要求，由于測(cè)量無功功率并不需要使用功率因數(shù)值。這里要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，對(duì)無功電流的計(jì)算應(yīng)當(dāng)使用Iq=I×sin的公式來進(jìn)行計(jì)算，而sin的值應(yīng)當(dāng)依據(jù)相位差的值直接進(jìn)行計(jì)算，不能使用sin=(1-cos2)1/2的公式計(jì)算，否則當(dāng)相位差在0度四周時(shí)，cos的微小變化會(huì)導(dǎo)致sin的很大變化，導(dǎo)致sin的值誤差太大。例如cos=0.99時(shí)，對(duì)應(yīng)的相位差是8.1度，對(duì)應(yīng)的sin值為0.14，意味著00.14之間其他sin值檢測(cè)不到。 對(duì)相位差的測(cè)量要求達(dá)到整個(gè)-180+180度范圍。有一些掌握器具有電流互感器接反的自動(dòng)識(shí)別功能，這種掌握器以有功必需為正值來推斷互

4、感器的正反，相當(dāng)于-90+90度范圍，這就可能以下的問題： (1)當(dāng)負(fù)荷處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)會(huì)消失檢測(cè)錯(cuò)誤。 (2)當(dāng)負(fù)荷為純電感或純電容時(shí)，由于有功電流約等于零，可能會(huì)將電感誤推斷為電容或者將電容誤推斷為電感。而負(fù)荷為純電容的狀態(tài)常常會(huì)消失，例如負(fù)荷為單一大負(fù)荷而負(fù)荷停機(jī)時(shí)，無功補(bǔ)償電容器尚在運(yùn)行，于是變壓器二次電流就變?yōu)榧冸娙蓦娏鳎偃鐚⑦@個(gè)電流誤判為電感電流，掌握器就會(huì)連續(xù)投入電容器，直至將全部的電容器全部投入運(yùn)行，造成嚴(yán)峻的過補(bǔ)償現(xiàn)象。 2、顯示器的選擇 最常用的顯示器件就是LED數(shù)碼管，LED數(shù)碼管價(jià)格低廉、牢靠性高。最好使用多位組合的LED數(shù)碼管，這樣可以大量削減線路板連線并且削減焊接安

5、裝工作量。 許多人比較熱衷于使用液晶顯示器，液晶顯示器可以顯示漢字，在有照明的狀況下也比較省電，但是液晶顯示器的最大問題是低溫性能不好，通常在-10以下不能正常顯示。所以除非能夠確定掌握器的使用環(huán)境溫度在-10以上，否則不要使用液晶顯示器。 3、參數(shù)設(shè)定功能 對(duì)于以無功電流或無功功率為依據(jù)進(jìn)行掌握的無功補(bǔ)償掌握器，參數(shù)設(shè)定功能是必備的。 在掌握器制造的時(shí)候，電容器的額定容量，電流互感器的變比等參數(shù)無法事先確定，只能依據(jù)無功補(bǔ)償裝置的實(shí)際狀況及現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行設(shè)定，因此掌握器必需具備參數(shù)設(shè)定功能。設(shè)定的參數(shù)應(yīng)保證不會(huì)因掉電而丟失。 最直接的保存設(shè)定參數(shù)的方法就是使用EEPROM器件，如24C02等。

6、有一些單片機(jī)具有片內(nèi)EEPROM，這樣就可以削減外圍器件數(shù)量。還有一些單片機(jī)具有在應(yīng)用編程功能，也就是說，可以在程序運(yùn)行過程中修改片內(nèi)FLASH程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容。對(duì)于這類單片機(jī)也可以將設(shè)定參數(shù)保存在FLASH程序存儲(chǔ)器中，不過在應(yīng)用編程的程序設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單一些。 4、愛護(hù)功能的設(shè)計(jì) 電容器的過載無非是由于電壓過高或者是諧波過大而引起，因此在掌握器中設(shè)計(jì)過電壓愛護(hù)功能是必要的。在力量允許的狀況下，應(yīng)當(dāng)在掌握器中設(shè)計(jì)電壓諧波檢測(cè)功能，由于導(dǎo)致電容器諧波過載的根本緣由是電壓畸變，檢測(cè)電壓諧波就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電容器的諧波過載愛護(hù)。有了過電壓愛護(hù)和諧波過載愛護(hù)則熱繼電器就可以取消。既節(jié)約了體積與成本又削減了故

7、障點(diǎn)。 5、電容器的投入與切除掌握策略 電容器的投入與切除應(yīng)當(dāng)分步進(jìn)行，不應(yīng)在一步操作中同時(shí)投入或者切除多臺(tái)電容器。否則過大的電流突變會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成比較大的影響，也不利于實(shí)現(xiàn)精確的補(bǔ)償效果。 同時(shí)，對(duì)于安裝有不同規(guī)格電容器的補(bǔ)償裝置，電容器的投切應(yīng)當(dāng)盡量簡(jiǎn)潔，以便盡量削減電容器的投切次數(shù)，并且可以最快的滿意補(bǔ)償要求。不應(yīng)按最小步進(jìn)臺(tái)階一步一步遞增或遞減。 例如補(bǔ)償裝置中共有三種規(guī)格的電容器，分別為10Kvar、20Kvar、40Kvar，假如測(cè)量出所需要的無功補(bǔ)償量為40var以上，則應(yīng)當(dāng)直接投入一臺(tái)40var的電容器。同樣的道理，當(dāng)測(cè)量出多余的無功補(bǔ)償量為30var以上，則應(yīng)當(dāng)直接切除一臺(tái)40

8、var的電容器。 6、輸出電路的設(shè)計(jì) 通常掌握器的輸出都是用于掌握溝通接觸器或復(fù)合開關(guān)，最常見的就是220V溝通輸出。輸出的路數(shù)視要求而定，通常10路就可以了。 最常見的輸出元件是電磁繼電器，選用電磁繼電器的最重要的原則是繼電器銜鐵本身不能與接點(diǎn)有電連接，不少繼電器的銜鐵本身就是動(dòng)接點(diǎn)的一部分，于是繼電器鐵芯帶電，當(dāng)線圈絕緣消失問題時(shí)，強(qiáng)電就會(huì)竄入掌握部分造成嚴(yán)峻損壞。而對(duì)于銜鐵與接點(diǎn)沒有電連接的繼電器，則不會(huì)消失強(qiáng)電竄入掌握部分的現(xiàn)象。 當(dāng)電磁繼電器接點(diǎn)斷開時(shí)，由于接觸器線圈是大電感電流不能瞬變，會(huì)產(chǎn)生很高的電弧電壓，因此必需連接阻容汲取元件，否則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)峻的干擾。 輸出元件也可以使用電子繼電器，電子繼電器的內(nèi)部是晶閘管，由于晶閘管可以電流過零關(guān)斷，因此不需要使用阻容汲取元件