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        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

        2012-11-17 14:59:44

        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。

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