劉 兵

（1.安徽理工大學電信學院，安徽淮南 232001；2.淮北職業(yè)技術(shù)學院電子信息工程系安徽淮北 235000）

一種基于PLC控制的自動無功補償電容器混合投切裝置的研究

劉 兵1，2

（1.安徽理工大學電信學院，安徽淮南 232001；2.淮北職業(yè)技術(shù)學院電子信息工程系安徽淮北 235000）

PLC作為一種通用控制器，同樣能應用于電力電容器的自動投切。這種基于PLC控制的自動混合投切裝置對電網(wǎng)沖擊小、可靠性高、適應性強，具有一定的工程應用價值。

PLC；電力電容器；投切控制

0 前言

隨著縣域經(jīng)濟的發(fā)展和新農(nóng)村建設的大力推進，新一輪的農(nóng)網(wǎng)改造已基本完成。農(nóng)村電能質(zhì)量具備了大幅提升的硬件基礎，但是另一方面我們也看到：隨著農(nóng)民收入提高、農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，農(nóng)村用電大量增加，特別是農(nóng)村小微企業(yè)的發(fā)展，新增大量中小容量電動機，使供電系統(tǒng)的功率因數(shù)大大降低，嚴重影響電能質(zhì)量。低壓無功補償裝置的推廣面臨極大的市場空間，但是傳統(tǒng)的電力電容器投切控制方法因自身缺陷，限制了它們的普及使用。

本研究面向農(nóng)村惡劣的使用環(huán)境，設計一種混合投切裝置，它具有對電網(wǎng)系統(tǒng)沖擊小、可靠性高、適應性強等優(yōu)點，具有一定的推廣價值。

1 低壓系統(tǒng)功率因數(shù)的提高方法

目前我國低壓配電網(wǎng)提高功率因數(shù)的方法主要是采用低壓無功補償技術(shù)，通常是隨機補償、隨器補償和跟蹤補償三種方法。

2 目前常見的電力電容器投切裝置及其不足

2.1 普通接觸器

此種產(chǎn)品屬早期的方案，目前已基本淘汰不用。

2.2 電容器專用接觸器

因為名稱、型號繁雜，質(zhì)量、價格相差很大，選用時比較麻煩。

2.3 無觸點電子開關(guān)

電力電子器件的發(fā)熱問題難以解決，且保護電路復雜。

3 PLC控制的自動補償電容器混合投切裝置

本裝置采用三菱公司的FX2N—48作為核心控制單元，投入電力電容器時由雙向晶閘管在電壓過零將其投入，經(jīng)過5～10秒等系統(tǒng)穩(wěn)定后由交流接觸器將雙向晶閘管短接，并使其退出運行；而在需要切除電力電容器時，先將雙向晶閘管投入，待交流接觸器分斷后，再由雙向晶閘管將電力電容器切除?？梢娺@種控制方法中雙向晶閘管的工作時間極短，不存在過熱問題，對器件要求也比長時工作的要低。

3.1 硬件設計

電路圖見圖1。FX2N—48作為核心控制單元，現(xiàn)場電壓、電流、相位信號經(jīng)FX2N—4A／D轉(zhuǎn)換后送入PLC，投入電力電容器時由雙向晶閘管在電壓過零將其投入，切除時由雙向晶閘管在電壓過零將其切除，無沖擊；電力電容器工作時由交流接觸器主觸點接通，此時，雙向晶閘管退出運行。

圖1 混合投切裝置原理圖

3.2 軟件設計

控制程序流程圖見圖2。控制程序中引入5秒延時，主要是為了確保雙向晶閘管可靠投入及短時干擾的影響。

本裝置經(jīng)過仿真調(diào)試，效果良好，符合設計要求，具有實用價值。

圖2 混合投切裝置控制程序流程圖

［1］吳畏.基于71M6513的低壓武功補償控制器設計［J］.電子測試，2008（2）.

［2］鄧彥國，羅禮全，王毅.基于ATT7022A的低壓無功補償控制器研制［J］.國外電子測量技術(shù)，2006（2）.

TM571

A

1671-8275（2012）04-0136-01

2012-07-21

劉兵（1971-），男，江蘇淮陰人，淮北職業(yè)技術(shù)學院電子信息工程系講師，安徽理工大學2009級電氣工程碩士。研究方向：電氣工程。

訾興建